Что такое объемная эффективность двигателя

Степень сжатия

Степень сжатия — отношение полного объёма цилиндра двигателя внутреннего сгорания к объёму камеры сгорания. Степень сжатия дизелей 12-20, карбюраторных двигателей 5-10. Повышение степени сжатия (до определённого предела) увеличивает кпд двигателя.

Эффективность

Термическая эффективность и, следовательно, эффективность, с которой топливо используется для совершения полезной работы, непосредственно связана со степенью сжатия. Чем выше степень сжатия, тем меньше топлива будет использовано для получения той же самой мощности. Типичные значения степеней сжатия от 18:1 до 22:1, используемые в дизельных двигателях, частично объясняют, почему они так эффективно работают. Вдобавок к этому, для полной реализации преимуществ этой высокой степени сжатия, на дизельном двигателе никогда не используется дроссельная заслонка. Другими словами, он всасывает как можно больше воздуха, практически так же, как и бензиновый двигатель при широко открытой дроссельной заслонке. Вместо ограничения количества воздуха, поступающего в двигатель, с помощью дроссельной заслонки мощность двигателя регулируется с помощью изменения количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр. Это значит, что даже при низких уровнях мощности (когда в камеру сгорания впрыскивается очень малое количество топлива), дизельный двигатель сжимает воздух в цилиндре очень сильно; при этом выделяется столько тепла, что его достаточно для воспламенения даже очень обеднённой смеси. Однако когда дросселируется двигатель с искровым зажиганием (бензиновый двигатель), то количество воздуха, втягиваемого в цилиндры, уменьшается, и так как это эффективная степень сжатия, то в результате топливная эффективность при частично закрытой дроссельной заслонке тоже уменьшается.

Высокая степень сжатия увеличивает мощность. Приведённые данные предполагают, что увеличение степени сжатия не создаёт проблем в других областях, таких как детонация т. д. Вы заметите, что закон уменьшения приводит к довольно простому выводу: когда степень сжатия идёт вверх, то при каждом увеличении прирост мощности будет всё меньше. К примеру, увеличение компрессии от 8,0:1 до 9,0:1 приводит к большему увеличению мощности, чем увеличение сжатия с 11,0:1 до 12,0:1 (2% роста мощности против 1,3%).

Указанные значения являются типичными для двигателей, использующих распределительные валы с относительно коротким периодом впуска, подобные валам во многих форсированных двигателях. Когда продолжительность такта впуска увеличивается (путём установки распределительного вала с более длительным периодом впуска), прирост мощности от увеличения степени сжатия становится даже больше. Это происходит оттого, что данные базируются на механических степенях сжатия (т.е. определённых путём математических расчётов из фиксированного объёма), а не на динамических степенях сжатия, которые продолжают увеличиваться, когда эффективность впуска увеличивается. Когда система впуска модифицируется для улучшения наполнения, то динамическая степень сжатия увеличивается очень похожим образом, как и при увеличении размера поршня, т. к. в цилиндр поступает дополнительное количество воздуха и топлива. Эффективность впуска может продолжать увеличиваться даже до точки «упаковки« цилиндра (объёмная эффективность выше 100%), как это предполагается некоторыми комбинациями впускного и выпускного коллекторов. Максимальное давление внутри камеры сгорания перед воспламенением изменяется, когда изменяется плотность подаваемой смеси. Когда система впуска работает с низкой эффективностью, т. е. когда дроссельные заслонки закрыты или впускная система забита, то цилиндр наполняется лишь частично и динамическое давление сжатия низкое. Когда система впуска работает с высокой объёмной эффективностью (значение более 100% достигается на многих гоночных двигателях), динамическая степень сжатия может создавать давления, которые превышают давления, ожидаемые от механической (рассчитанной) степени сжатия. В таких случаях увеличение механической степени сжатия может ввести двигатель в режим детонации и уменьшить мощность и надёжность двигателя.

Увеличение степени сжатия не всегда приводят к увеличению мощности. Если статическая (подсчитанная) степень сжатия уже находится около предела детонации для используемого топлива, то дальнейшее увеличение статической степени сжатия может ухудшить мощность и/или надёжность двигателя. Это особенно справедливо, когда специальный распределительный вал и системы впуска и выпуска добиваются объёмной эффективности (VE) величиной более 100%. Когда (VE) увеличивается, то динамическая степень сжатия также увеличивается, так как цилиндр «упаковывается« смесью так, как если бы работал невидимый нагнетатель.

Другой эффект от увеличения степени сжатия довольно незначителен и неизвестен некоторым создателям двигателей. Когда VE превышает 100%, поступившая смесь находится под небольшим положительным давлением, однако, она может заполнить только пространство в цилиндре плюс пространство в камере сгорания. К примеру, если объём цилиндра и камеры составляет вместе 416,2 см3, то это фиксированное пространство будет в основном определять, сколько топливовоздушной смеси может попасть в цилиндр. Если мы решаем увеличить степень сжатия путём уменьшения объёма камеры сгорания или путём увеличения размера выпуклости поршня (это наиболее распространённые методы), то это пространство будет не более названной величины. Да, цилиндр сохраняет постоянный рабочий объём — рабочий объём двигателя не изменялся. Но изменили общий объём цилиндра и камеры сгорания. Это означает, что пространство для поступающей рабочей смеси уменьшается. Таким образом, при увеличении степени сжатия мы почти незаметно уменьшили объёмную эффективность двигателя.

Пример

Воспользуемся воображаемым примером для уяснения деталей.

Представим себе двигатель со степенью сжатия 2,0:1 и, просто ради аргумента скажем, что общий объём (нерабочий объём) одного цилиндра, когда поршень находится в НМТ (нижней мертвой точке), составляет 3.278 см3. Это объём, создаваемый поршнем при одном такте плюс объём камеры сгорания над поршнем, находящимся в положении ВМП (верхней мертвой точке). Так как степень сжатия составляет 2,0:1, то объём над поршнем, находящимся в ВМТ должен составлять половину от общего объёма цилиндра или 1.639 см3, (т. е. 1.639 см3 «выбранного« объёма плюс 1.639 см3 камеры сгорания равны 3.278 см3 общего объёма цилиндра). Даже при 3.278 см3 во всём цилиндре двигатель может втянуть только 1.639 см3 свежей рабочей смеси, т. к. имеется давление в коллекторе у впускного канала (в случае с VE, равной 100%) и только вытесненный объём поршня может работать для втягивания воздуха и топлива. Остальные 1.639 см3 будут заполнены выхлопными газами от последнего цикла сгорания.

Добавим теперь к воображаемому двигателю нагнетатель (компрессор) и отрегулируем давление так, что он будет подавать 3.278 см3 топливовоздушной смеси в цилиндр вместо исходных 1.639 см3, которые двигатель мог «вдохнуть« в прежнем состоянии. С нашим нагнетателем в цилиндре будет находиться 3.278 , см3 свежей смеси в конце [Четырёхтактный двигатель|такта впуска]] и не будет остаточных выхлопных газов. Это существенно улучшит мощность. Но что произойдет, если в безрассудных поисках дополнительной мощности увеличить степень сжатия до 3,0:1, уменьшив объём камеры сгорания над поршнем в ВМТ со1.639 см3 до 1.092 см3? Когда поршень находится в конце такта впуска, общий объём цилиндра будет теперь только 2.731 см3. Если не изменять давление наддува, то оно может «вдавить« только 2.731 см3 топливовоздушной смеси в цилиндр. Это уменьшит объём смеси на 547 см3 или примерно на 17%. Двигатель втягивает менее воспламененную смесь, объёмная эффективность уменьшается (на 17%) и мощность снижается. Справедливо то, что 2.731 см3 подаваемой смеси сгорает с более высокой эффективностью благодаря увеличению степени сжатия, но улучшение степени сжатия покрывает только 5% из. 17% потерь мощности.

Обобщение

Многие из вас могут теперь реализовать важные преимущества, получая максимально возможную VE (объёмную эффективность). Чем выше VE, которую вы сможете получить, тем ниже будет требуемая степень сжатия; а чем ниже степень сжатия, тем меньше выступ поршня, тем легче фронту пламени распространяться в объёме камеры сгорания. Эти соотношения являются некоторыми из тех методов, которые используют профессионалы для увеличения мощности двигателей.

Верхние пределы степени сжатия и фазы газораспределения распределительного вала достаточно хорошо определены для гоночных двигателей, «обычные» форсированные двигатели для повседневного использования, как правило, работают при более низких уровнях мощности и в основном при частично открытой дроссельной заслонке. Увеличение степени сжатия может иногда обеспечить заметный прирост мощности, но это же самое увеличение степени сжатия может дать даже большее улучшение топливной экономичности. При увеличении степени сжатия от 8,0:1 до 10,0:1, мощность при полностью открытой дроссельной заслонке может увеличиться на 3 или 4%. Но экономия топлива при частично закрытой дроссельной заслонке может увеличиться более чем на 15%. В этом нет ничего удивительного, если вы помните, что динамическая степень сжатия при частично открытой дроссельной заслонке заметно ниже, чем статическая степень сжатия. Увеличение статической степени сжатия добавляет эффективности в нужном месте: при частично открытой дроссельной заслонке.

Объёмный КПД

Термин «Объёмный КПД» может означать:

• Объёмный КПД в гидроприводе — одна из составляющих коэффициента полезного действия гидропривода;
• Объёмный КПД двигателя внутреннего сгорания.

Список значений слова или словосочетания со ссылками на соответствующие статьи. Если вы попали сюда из другой статьи Википедии, пожалуйста, вернитесь и уточните ссылку так, чтобы она указывала на статью.

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Объёмная теплоёмкость
• Объёмный КПД двигателя внутреннего сгорания

Смотреть что такое «Объёмный КПД» в других словарях:

объёмный КПД — объёмная эффективность (напр. очистных установок по объёму удаляемых загрязняющих веществ) [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом Синонимы объёмная эффективность EN volumetric efficiency … Справочник технического переводчика

Объёмный КПД двигателя внутреннего сгорания — У этого термина существуют и другие значения, см. Объёмный КПД. Объёмный КПД двигателя внутреннего сгорания отражает эффективность всасывания в цилиндр и выпуска из цилиндра рабочей среды (то есть, топливо воздушной смеси или выхлопных газов).… … Википедия

Объёмный гидропривод — Одноковшовый экскаватор с объёмным гидравлическим приводом Объёмный гидропривод это гидропривод, в котором используются объёмные гидромашины … Википедия

Подъёмный кран — Грузоподъёмная машина циклического действия с возвратно поступательным движением грузозахватного органа; служит для подъёма и перемещения грузов. Цикл работы П. к. состоит из захвата груза, рабочего хода для перемещения груза и разгрузки … Большая советская энциклопедия

Подача насоса — объём жидкости, нагнетаемой насосом за единицу времени. Идеальная подача объёмного насоса (без учёта утечек) связана с его рабочим объёмом следующим соотношением [1]: где идеальная подача насоса, рабочий объём насоса; n … … Википедия

Статопараметрический метод — Статопараметрический (гидростатический) метод это метод диагностирования гидропривода, основанный на измерении параметров установившегося задросселированного потока рабочей жидкости. В качестве диагностических используют такие параметры как … Википедия

Клистрон — [от греч. klýzo ударять, окатывать (волной) и (элек) трон (См. Электрон)], электровакуумный прибор СВЧ, в котором преобразование постоянного потока электронов в переменный происходит путём модуляции скоростей электронов электрическим… … Большая советская энциклопедия

Гидравлический привод — Одноковшовый экскаватор с объёмным гидравлическим приводом Гидравлический привод (гидропривод) совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и ме … Википедия

Генерирование электрических колебаний — процесс преобразования различных видов электрической энергии в энергию электрических (электромагнитных) колебаний. Термин «Г. э. к.» применяется обычно к колебаниям в диапазоне радиочастот, возбуждаемым в устройствах (системах) с… … Большая советская энциклопедия

Насос — I Насос устройство (гидравлическая машина, аппарат или прибор) для напорного перемещения (всасывания и нагнетания) главным образом капельной жидкости в результате сообщения ей внешней энергии (потенциальной и кинетической). Устройства для … Большая советская энциклопедия

Объёмный КПД двигателя внутреннего сгорания

Объёмный КПД двигателя внутреннего сгорания отражает эффективность всасывания в цилиндр и выпуска из цилиндра рабочей среды (то есть, топливо-воздушной смеси или выхлопных газов). Говоря более строго, объёмный КПД — это отношение (или процентное соотношение) количества рабочей среды, фактически всасываемой в цилиндр, к объёму самого цилиндра (при неизменных условиях). Поэтому те двигатели, которые могут создавать давления на входах в трубопроводы выше давления окружающей среды, могут иметь объёмный КПД больший 100 %.

Объёмный КПД может быть улучшен несколькими путями. В частности, к ним относятся выбор оптимальной степени открытия клапанов (относительно объёма цилиндров) и выбор обтекаемой конструкции портов.

Двигатели с высоким объёмным КПД в общем случае способны работать с бо́льшими скоростями и способны вырабатывать бо́льшую полную мощность из-за меньших потерь при паразитическом перемещении воздуха внутрь и вне двигателя.

Общим, принятым производителями, подходом по увеличению объёмного КПД является использование больших по размеру клапанов или систем с числом клапанов на цилиндр, бо́льшим двух (англ.) (мультиклапанных систем).

Увеличенные клапана улучшают всасывание и впуск воздуха, но имеют повышенную массу. Мультиклапанная система включает в себя два или более клапанов с общей площадью большей, чем площадь одного большого клапана, в то время как мультиклапанная система имеет меньшую массу.

Во многих автомобилях спортивного типа используют точно расчитанное расположение впускных отверстий и настройки выхлопной системы для перемещения воздуха внутрь и наружу двигателя, используя резонанс системы. В двухтактных двигателях эта идея реализуется в применении камер расширения (англ.), которые возвращают утечки топливо-воздушной смеси обратно в цилиндр. Более современная технология — изменяемые фазы газораспределения, задачей которой является учитывать влияние на объёмный КПД сокрости двигателя: при более высоких скоростях двигатель нуждается в том, чтобы клапаны были открыты больший процент времени от продолжительности цикла для перемещения рабочей среды внутрь и наружу двигателя.

Объёмный КПД более 100 % может быть получен путём использования нагнетателей или турбонагнетателей — устройств, принудительно нагнетающих воздух в цилиндры. При должных настройках, можно получить объёмный КПД более 100 % и в двигателях с естественным всасыванием (англ.) воздуха. Предельное значение объёмного КПД двигателей с естественным всасыванием составляет около 137 % [1] ; такие двигатели обычно имеют два распредвала в головке цилиндров и четыре клапана на цилиндр.

Более радикальные решения задачи повышения повышения объёмного КПД включают в себя использование гильзовых клапанов (англ.), в которых вместо тарельчатого клапана установлена вращающаяся вокруг поршня гильза, или в других случаях вращающаяся под цилиндрическими головками гильза. В такой системе порты могут быть настолько большими, насколько это необходимо. Однако имеется практическое ограничение, накладываемое прочностью гильзы: при слишком больших размерах портов гильза может продавливаться в них под действием давления в цилиндре.

Промывочные жидкости для двигателя

Эффективное и быстрое средство для промывки масляной системы двигателя от различных отложений, образующихся в ходе его эксплуатации.

Жидкость для промывки систем смазки двигателей от различных отложений, образующихся в ходе эксплуатации двигателя.

При замене моторного масла и во время других мероприятий по ремонту и техническому обслуживанию автомобиля мастера часто рекомендуют автовладельцам промыть двигатель. Это особенно актуально для машин с большим пробегом. Промывку выполняют для того, чтобы удалить с поверхности деталей нагар, прочистить маслопроводы, а также увеличить срок службы агрегата. Со всеми этими задачами справляется специальная промывочная жидкость или масло.

Причины зашлаковывания двигателя

Загрязнения и отложения образуются на поверхностях деталей по следующим причинам:

• высокая температура эксплуатации. Нагар чаще всего образуется на поверхностях, нагревающихся выше +400 °С. При такой температуре моторные масла утрачивают некоторые свойства;
• контакт смазки с газами. При взаимодействии компонентов моторного масла с воздухом и продуктами горения топлива образуются углеродистые отложения. Это характерно для смазок любого вида и класса качества;
• использование моторных масел разных марок. Компании-производители используют разные виды присадок. Компоненты масел могут оказаться несовместимыми, либо одна добавка будет смывать другую. На стенках двигателя неизбежно появляются отложения. Такой же эффект наблюдается при доливке масла другого производителя в уже работающую смазку.

Любая из указанных причин достаточна для закоксовки ДВС. При отсутствии качественного обслуживания масло нарушает проходимость трубопроводов в системе. Даже при полном сливе отработанной смазки ее небольшая часть остается и вступает в реакцию со свежей жидкостью. Новое масло портится сразу после заливки. Владелец эксплуатирует машину, уверенный, что смазка выполняет свои функции. В действительности все это время масло с частично утраченными характеристиками из-за смеси с отработанными остатками загрязняет двигатель.

Что такое промывочные жидкости

Промывочные масла и жидкости изготавливают на минеральной, полусинтетической или синтетической основе. В состав включают агрессивные добавки, которые активно растворяют грязь. Для снижения негативного влияния действующих веществ на детали двигателя в промывочную жидкость вводят защитные компоненты.

Виды промывочного масла и жидкостей

Длительного воздействия. После слива отработанной смазки промывочное масло заливают в двигатель, и автомобиль должен проехать на нем несколько километров. После этого жидкость удаляют и заливают обычную моторную синтетику (полусинтетику). Промывки длительного воздействия имеют свои недостатки. Необходимо приезжать в сервис дважды с интервалом в несколько дней. Ввиду недостаточной пленки нельзя ездить на больших оборотах. Длительный контакт с активными компонентами разрушает сальники.

Кратковременного воздействия. Это относительно новые составы, которые называют «пятиминутками». Промывочную жидкость заливают в двигатель и запускают его на холостых оборотах примерно на 10–15 минут. Концентрация активных компонентов в таких продуктах увеличена. В основном различают два типа жидкостей кратковременного воздействия:

• промывочные масла, которые обычно фасуют в объемные канистры и заливают в мотор после слива отработанной смазки;
• промывочные жидкости, которые добавляют в старое масло в небольшом объеме.

В обоих случаях средство работает в двигателе около 15 минут, и затем его сливают. Пятиминутки не менее эффективны, чем масла длительного воздействия, и содержат химические компоненты, защищающие резину от разрушения на время очистки высококонцентрированным составом.

Когда необходима промывка

Промывать двигатель нужно не каждый раз при смене масла. Если владелец соблюдает сроки ТО, обслуживает машину в надежных сервисных центрах, использует качественные материалы, то скорость образования нагара и отложений снижается до минимума. Использовать промывочное масло или жидкость необходимо в следующих случаях:

• планируется поменять марку смазки. Невозможно предсказать, насколько старая смазка будет совместима с новой. Рекомендуется промывать двигатель, чтобы исключить нежелательные реакции в моторе;
• планируется замена масла на состав с другой вязкостью. Например, владелец решает перейти с полусинтетики на синтетику. Промывать двигатель необходимо даже при использовании смазок одного производителя, так как старый материал будет ускорять окисление свежего и значительно сократит его ресурс;
• выполнен капитальный ремонт ДВС. Промывочная жидкость или масло очистят внутренние детали двигателя от пыли, грязи, следов ГСМ;
• в мотор попали посторонние вещества. Промывка поможет удалить следы охлаждающей жидкости, горючего, предотвратить серьезные поломки;
• куплен автомобиль с большим пробегом. Промывка двигателя не помешает, если машина имеет внушительный срок эксплуатации и нет данных о ее сервисном обслуживании;
• в экстренных обстоятельствах. Иногда после замены масла и небольшого пробега у автовладельцев возникают сомнения в качестве смазки либо в ее происхождении. В этом случае жидкость сливают и промываю двигатель.

Процесс очистки внутренних элементов обычно сочетают с заменой фильтров. Мастера рекомендуют покупать два картриджа для масла: один ставят на промывку, а второй – перед заливкой свежей смазки.

Когда промывку делать не нужно

В некоторых ситуациях использование промывочного масла или жидкости будет не только бесполезным, но и опасным для элементов двигателя.

Процедуру не рекомендуется делать, если:

• двигатель загрязнен до крайней степени. Химическая очистка может привести к образованию вязких соединений, которые полностью закупорят фильтры и каналы системы. Сильно загрязненные ДВС сначала разбирают, чистят вручную и только после этого промывают;
• куплен новый автомобиль. Промывать машины без пробега не нужно. Это бессмысленная трата средств;
• автомобиль регулярно проходит ТО. Своевременная замена масла, фильтров, использование оригинальных материалов, рекомендованных производителем, снижает риск загрязнения двигателя;
• в машину регулярно заливают высококачественное масло одного и того же производителя. Как правило, такие материалы уже содержат моющие присадки.

В любом случае необходимость прочистки определяет специалист. Он учитывает не только данные по обслуживанию, пробег, состояние двигателя, но и характеристики отработанного масла. Если нагара немного, но смазка густая, лучше промыть ДВС. Полностью слить вязкое масло без жидкости не получится.

Процесс промывки двигателя

• Отработанную смазку сливают из ДВС.
• Промывочную жидкость или масло заливают в двигатель и заводят мотор (либо отправляют автомобиль проехать некоторое расстояние).
• Сливают загрязненный состав.
• Устанавливают новый фильтр и заливают новое моторное масло.

Особые рекомендации

• При использовании средств краткосрочного воздействия не давите на педаль газа. Смазывающие свойства промывочного масла и жидкости очень низкие, поэтому можно повредить внутренние узлы мотора.
• Следите за давлением смазки. Возможно, потребуется долить жидкость сверх нормированного объема. Масляное голодание особенно опасно при промывке наддувных и дизельных двигателей.
• Соблюдайте рекомендации производителей специальных жидкостей. Не превышайте установленного срока воздействия промывочного масла на детали двигателя.
• Приступайте к промывке только после осмотра ДВС специалистом и тщательной диагностики.

Возможные последствия

Промывочные масла и жидкости безопасны для деталей двигателя при строгом соблюдении инструкции производителя. Бывают случаи, когда после прочистки ДВС дает течь. Это объясняется тем, что жидкость растворяет и вымывает шлам, скопившийся в микротрещинах сальников и прокладок. В процессе коксования он играет роль герметика. Если масло потекло, стоит заменить уплотнители. Плачевные последствия наступают при использовании промывки сомнительного производства, дешевых аналогов оригинальных жидкостей. В таких материалах количество противоизносных, моющих, противозадирных присадок минимальное. Как только двигатель заводят на промывку, на поверхностях внутренних деталей двигателя могут появиться задиры.

Как выбрать промывочное масло или жидкость

При покупке материала обратите внимание на следующие характеристики:

• область применения. На упаковке указано, для каких двигателей рекомендован конкретный состав;
• способ применения. Соблюдайте дозировку, время воздействия, периодичность промывки, рекомендованную производителем.

Доверяйте только надежным изготовителям промывочных жидкостей и масел. Это гарантирует высокое качество и эффективность продукта.

Промывочные масла и жидкости АО «Sintec Lubricants»

Наша компания осуществляет разработку, производство и продажу материалов на выгодных условиях. Высокое качество продукции гарантировано и подтверждено сертификатами. В нашем распоряжении собственная исследовательская лаборатория с аналитическим оборудованием, с помощью которой мы тестируем промывочные масла и жидкости на соответствие действующим стандартам. Наша продукция обладает многими преимуществами:

• высокие противозадирные и противоизносные свойства;
• эффективное растворение отложений, нагара, механических примесей различного характера;
• совместимость с материалами сальников и уплотнений;
• защита внутренних элементов двигателя в процессе промывки;
• увеличение срока службы моторов;
• отсутствие негативного влияния остатков промывки на свойства смазочного материала.

По вопросам поставок промывочных масел и жидкостей звоните по телефону, указанному на сайте. Мы подготовим для вас индивидуальное коммерческое предложение.