vectrovod

vectrovod

пикабушник
поставил 1031 плюс и 98 минусов
отредактировал 0 постов
проголосовал за 0 редактирований
10К рейтинг 2289 подписчиков 2236 комментариев 17 постов 14 в горячем
1 награда
более 1000 подписчиков
608

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля

Всем здрасьте. По многочисленным просьбам в комментах пишу пост про двигатель, стоящий особняком в мире ДВС, так как получил достаточно большое распространение в серийных автомобилях и иногда в мотоциклах, в отличии от других моторов оригинальных конструкций, обходящихся без кривошипно-шатунного механизма.

Придумали его конечно-же Немцы, сама идея пришла в голову Феликсу Генриху Ванкелю в 30х годах 20го века, однако конструкция мотора была далека от привычной нам конструкции РПД. Тем не менее, созданный в 1936 году прототип очень заинтересовал фирму BMW, которая выделила средства на развитие идеи, которую хотели использовать в авиационных моторах. Однако Фюрер, который кстати продержал Феликса полгода в тюрьме в 1933 году за протест нацистским идеалам, решил повоевать, и работа закончилась вывозом всего оборудования по репарациям в 45 году. После войны Феликс Ванкель подался в компанию NSU, где продолжил свои разработки, однако знакомую нам концепцию Ванкелю подсказал другой сотрудник компании NSU - Вальтер Фройде, и собственно ему принадлежит сама идея РПД с треугольным ротором и эксцентриковым валом.

Первый прототип мотора был показан в 1957 году, после чего патент на РПД был выкуплен 11 мировыми автопроизводителями. Хоть в силу отсутствия подходящих материалов ресурс и показатели РПД оставляли желать лучшего, его конструкция многим показалась очень перспективной, так, в 1960 году, одной из компаний, отвалившей 280 миллионов иен, оказалась Mazda.

Но первым серийным автомобилем был NSU Spider, который вышел в продажу в 1964 году, и под его капотом находился поллитровый мотор Felix, который выдавал 50 лс.

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост
[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Мотор получился неудачным, ненадежным и прожорливым, и в 1967 году компания NSU выпустила новую модель с доработанным мотором - NSU Ro 80, c литровым двухсекционным РПД, мощностью в 110лс. Но из-за низкого ресурса и частых отзывных компаний NSU обанкротилась и была приобретена ВАГом, который запихнул в Ro 80 обычный фордовский двигатель.

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост
[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост
[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Однако мотору не дали погибнуть японцы, и в 1967 году дебютировала Mazda Cosmo, литровый мотор которой выдавал те-же 110 сил, однако вскоре мощность увеличили до 130 сил.

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост
[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

СССР также вел работы по РПД с 1960 года, и добился больших успехов. В первую очередь было произведено много прототипов мотоциклов с РПД, мне наиболее симпатичен такой "Ижак"))

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост
[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

А АВТОВАЗ серийно выпускал жигули с РПД, в основном для ГАИ.

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

На этом думаю все, более подробно о технике с РПД можно узнать из общедоступных источников, вернемся к самому РПД.


РПД устроен намного проще любого поршневого двигателя, у него мало деталей, отсутствует механизм ГРМ, нет деталей, совершающих обратно-поступательное движение. Он компактен, сбалансирован, у него высокая литровая мощность.

Основные детали РПД это:

Ротор, имеющий форму треугольника Рёло

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Ротор имеет полую конструкцию с ребрами жесткости, имеет три вида уплотнений:

1. Уплотнения апексов (на вершинах треугольника)

2. Торцевые уплотнения (изолируют торцы сторон треугольника)

3 Радиальные уплотнения ( компрессионные и маслосъемные кольца, уплотняющие область установки шестерни и вкладышей эксцентрикового вала.


Так выглядит набор

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Наибольшую нагрузку испытывают уплотнения апексов ротора, обычно именно ими ограничивается ресурс мотора до ремонта. Представляют они из себя пластины из прочного сплава, вставляемые в прорези на вершинах ротора, подпружиненные листовыми пружинами. Делать их массивными нельзя, так как на высоких скоростях вращения, центробежная сила слишком сильно прижимает уплотнения к стенкам камеры, ускоряя износ, а слишком тонкие уплотнения не смогут исключить прорыв газов между полостями.

На боковых поверхностях ротора сделаны продолговатые выемки, формирующие камеры сгорания.

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Также в ротор устанавливается шестерня, которая является синхронизатором вращения ротора и эксцентрикового вала, она входит в зацепление с неподвижной шестерней на боковой крышке корпуса мотора. Передаточное соотношение всегда равно 2:3, благодаря чему за один оборот ротора, эксцентриковый вал делает три оборота, это позволяет этому мотору отлично работать на высоких оборотах, так как при частоте вращения выходного вала в 9000об.мин, ротор крутится со скоростью 3000об.мин.

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

В ротор впрессовывается подшипник скольжения, который взаимодействует с шейкой эксцентрикового вала

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Таким образом, ротор, обкатывая своей шестерней неподвижную шестерню статора, движется внутри корпуса по эпитрохоиде, а так как у ротора три грани, за один оборот эксцентрикового вала одновременно происходит три такта,  и на один оборот эксцентрикового вала приходится один рабочий ход, что свойственно двухтактным поршневым моторам. Благодаря этому РПД выдает весьма высокую литровую мощность, так как сочетает в себе эффективность двухтактного цикла с качественным смесеобразованием четырехтактного цикла.

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Одной из особенностей РПД является форма камеры сгорания, которая имеет вытянутую линзовидную форму, что вынуждает использовать две свечи зажигания, работающие неодновременно, сначала осуществляется воспламенение рабочей смеси в передней части камеры сгорания, затем происходит дожиг смеси в задней части, для того чтобы не создавать сопротивление вращению в верхней мертвой точке эксцентрикового вала.


Смазка РПД также имеет свои особенности. Маслонасос подает масло под давлением в эксцентриковый вал, где по каналам оно подается к коренным подшипникам скольжения и к подшипникам ротора, выдавливаемое из зазора в подшипнике ротора масло разбрызгиванием смазывает шестерни ротора и статора, одновременно, через масляные форсунки расположенные в эксцентриковом валу, масло подается в полость ротора, омывая и охлаждая его. Форсунки хорошо видно здесь

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Также отдельным дозирующим насосом масло подается во впуск вместе с топливо-воздушной смесью, для смазки поверхностей статора, как в двухтактных моторах. Это объясняет высокий расход масла на угар и крайнюю требовательность РПД к качеству масла.

В общем-то несоответствие экологическим требованиям и поставило крест на РПД, так как та-же Mazda успела побороть многие болячки этих моторов в последнем его варианте под названием Renesis, который можно встретить в RX8.

Одной из особенностей моторов Renesis стал перенос впускных и выпускных окон на боковые поверхности статора, а впускные окна сделали двойными, что позволило менять фазы газораспределения. На этой картинке хорошо видно двойные впускные окна и полую внутреннюю структуру ротора.

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Раньше окна располагали на радиальных поверхностях статора, что сильно усложняло жизнь уплотнителям апексов и позволяло выхлопным газам прорываться к впускным окнам через выемку камеры сгорания в роторе.

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Видно пятно износа, тянущееся от выпускного окна. Также в Renesis сильно усовершенствовали систему уплотнителей,  что вкупе с боковым расположением впускных и выпускных окон полностью устранило проблему перепуска газов.

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Также из особенностей РПД стоит заменить немного сниженные показатели крутящего момента по сравнению с поршневыми моторами, вызванные геометрией передачи усилия на эксцентриковый вал, из-за этого данные моторы выдают высокую мощность только на больших скоростях вращения

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Видно, что полка момента сдвинута в сторону более высоких оборотов, что несвойственно моторам с турбонаддувом

[ДВС] Роторно-поршневой двигатель Ванкеля ДВС, Рпд, Гифка, Видео, Длиннопост

Как итог, наверно стоит отметить плюсы и минусы этих моторов.

Плюсы:

1. Уравновешенность мотора. РПД из двух секций полностью уравновешен и практически не производит вибраций.

2. Высокая удельная мощность. Вышеприведенный график снят с мотора объемом 1.3 литра, и это далеко не предел.

3. Малые габаритные размеры и вес, моторы очень компактны и находятся вне конкуренции по соотношению вес - мощность.

4. Мало количество составных частей. Мотор прост и обладает небольшой массой вращающихся деталей. что делает его очень отзывчивым.


Минусы:

1. Сильно нагруженный узел ротор - эксцентриковый вал, что влечет высокие требования к качеству смазки, также высокая токсичность выхлопа в связи с присутствием масла в рабочей смеси. Это-же влечет высокий расход масла на угар.

2. Невысокий ресурс уплотнителей, износ которых влечет перепуск газов между камерами и снижение КПД мотора. На практике ресурс РПД составляет 50-100 000км.

3. Склонность к перегреву из-за специфической формы камеры сгорания, которая имеет очень большую площадь и как следствие большой коэффициент поглощения тепловой энергии при сгорании рабочей смеси.

4. Высокие требования к точности изготовления корпуса и ротора, требующие применения высокотехнологичной оснастки. 


Я думаю, что история применения РПД еще не закрыта, инженеры мазды не опускают руки, и характеристики Renesis и Renesis-2 дают надежду еще увидеть эти интересные моторы под капотом серийных автомобилей. Новые материалы позволяют исправить врожденные недостатки, а современные масла позволят вписаться в экологические нормы.

А вообще тяжко впихивать такую тему в один пост, так как про РПД можно рассказывать долго. С ним ставили много интересных экспериментов, и много куда прикручивали, от мотоциклов до вертолетов.

Ну все, надеюсь, было интересно)


Ну и бонусом, интересное видео, где можно посмотреть на работу модельного РПД с прозрачным корпусом

Показать полностью 21 1
1188

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов

Итак, появилось чуток времени вечернего,  самое то поговорить о некоторых интересных конструктивных решениях в конструкции газораспределительного механизма поршневых моторов, работающих по четырехтактному циклу Отто.  Вспомним, как развивались эти механизмы и какие решения применялись наиболее массово.


Но сначала сформируем некоторый список требований, которым должен соответствовать идеальный механизм ГРМ, чтобы понимать, для чего применялось то или иное решение.

1. Механизм должен обладать хорошим КПД, то есть наиболее полно реализовывать отбираемую мощность на перемещения клапанов.

2. Механизм должен обладать малой инерционностью, дабы не потерять быстродействие.

3. Механизм должен обеспечивать качественное наполнение цилиндров и их очистку от отработавших газов.

4. Механизм должен иметь возможность динамически изменять такие параметры как фаза газораспределения, подъем клапана, время открытия клапана.


Это базовый набор требований, над реализацией которого инженеры уже больше ста лет ломают голову.

Например вспомним нижнеклапанную компоновку

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Смотрим на предмет соответствия требованиям.

КПД неплох, отбор мощности происходит как правило зацеплением одной пары шестерен, Сам механизм достаточно легкий, плюс пружина не держит на себе вес клапана, инерционность тоже неплоха. А вот по поводу двух остальных требований есть вопросы. Если к четвертому требованию данный механизм еще можно адаптировать, по третьему его ждет полнейший провал, который перечеркнул все плюсы. Данная компоновка конечно прожила весьма долго, даже иногда использовалась в гоночных моторах, но те времена давно прошли. Более подробно мы это разобрали в предыдущих статьях.


Далее у нас идет верхнеклапанная компоновка OHV

Вспоминаем эту живущую по сей день, самую старую конструкцию.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Уже догадываетесь, насколько тут все плохо?

Жива эта компоновка только по той причине, что хорошо выполняет третий пункт, и является наиболее простым и дешевым способом установить клапаны сверху, так как головка цилиндра получается крайне простой, с минимальным количеством подвижных частей, крайне низкими требованиями к смазке, и не требующей высокой точности при изготовлении.  Благодаря чему возможно сделать мотор дешевым, достаточно мощным и экономичным, поэтому эта компоновка часто применяется в низкооборотистых моторах и различных газонокосилках.

КПД этой системы находится на приемлемом уровне, пока кто-то не попытается заставить ее работать быстро. Тут мы сразу упираемся в огромную инерционность. Чтобы достичь быстродействия, необходимо увеличивать жесткость клапанных пружин, из-за чего начинает падать в пропасть КПД, начинают проявляться резонансные явления связанные с изгибанием штанг и дабы их избежать, приходится штанги усиливать, еще сильнее увеличивая вес. Выходит замкнутый круг.

А благодаря простоте и неприхотливости, данный механизм очень долгое время даже оставался полностью снаружи двигателя, особенно в мотоциклетных моторах.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Это совсем не добавляло надежности, плюс издавало много шумов, это породило некоторые интересные изыскания, такие как гильзовый механизм газораспределения, или двигатель Найта.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

В этом двигателе не использовались клапаны, вместо них использовались две вложенные друг в друга подвижных гильзы, которые имели прорези в верхней части. Смещаясь друг относительно друга гильзы открывали впускные или выпускные окна.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Моторы с двумя гильзами работали по четырехтактному циклу. Но также были и варианты моторов с одной подвижной гильзой, работавших по двухтактному циклу. Схематично видно на гифке.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Эти моторы обладали рядом преимуществ, благодаря которым получили весьма широкое распространение до 40х годов прошлого века.

Первое преимущество это литровая мощность. Щелевая продувка обладала высокой пропускной способностью, что позволяло получать высокую литровую мощность. Так как в то время в конкурентах были только тихоходные нижнеклапанные моторы и довольно корявые OHV.

Второе преимущество это тихая работа. Шумный механизм ГРМ фактически отсутствовал, поэтому снаружи оставался только шелест ремней и звук выхлопа. Также эта система не требовала технического обслуживания и была весьма надежной. Все эти качества позволили данной схеме добраться до авиационных моторов, например Rolls-Royce и Napier снимали с таких моторов больше 3000 лошадиных сил.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Дороговизна и сложность моторов ограничила их использование автомобилями высокого класса, их использовали Daimler, Willys, Mercedes, Peugeot, Voisin, Panhard-Levassor и тд.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Крест на этой компоновке поставила их любовь к поеданию масла, и нерешенные проблемы с обеспечением смазкой плавающих гильз, также проблемы с долговечностью вызывали окна во внутренней гильзе, которые провоцировали повышенный износ поршневых колец, что присуще двухтактным моторам. А так компоновка имела много вариаций, таких как одногильзовая схема, в которой гильза не только движется продольно, но и поворачивается

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Этот вариант конструкции позволил расположить впускные и выпускные окна в одной гильзе, а за счет поворота она могла открывать те или иные окна. Это единственный вариант одногильзовой компоновки и четырехтактного цикла, позже эта конструкция ушла в авиацию, а придумала ее фирма Argyll в 1912 году.


Классические схемы газораспределения тем временем не дремали, и похоронили дорогую и неэкономично-неэкологичную гильзовую систему.  Появились системы OHC и DOHC, которые мы уже подробно рассматривали, однако основные проблемы никуда не делись, и если в гражданском использовании они оказывали малозначительное влияниие, то на спортивных моторах такая проблема, как подвисание клапанов на высоких оборотах, никуда не делась.

Чтобы клапаны не подвисали, приходилось идти разными путями.

1. Снижение массы подвижных частей механизма, облегчение клапана, тарелок, толкателей.

Но любое облегчение несет за собой снижение прочности, которое имеет свои пределы, так как клапан помимо прочности должен обладать и теплоемкость, дабы исключить его перегрев, тут даже не всегда спасает применение таких недешевых материалов как титан.

2. Увеличение жесткости клапанных пружин. Это влечет снижение КПД, увеличивает нагрузку на привод и сильно снижает ресурс. Для понимания того, что происходит под клапанной крышкой на 16000 оборотов, предлагаю посмотреть видео.

Чтобы обойти стороной эти негативные моменты, был придуман десмодромный привод клапанов, который использует в своих моторах компания Ducati.

Принцип этой системы весьма прост, клапанные пружины в этом механизме отсутствуют, вместо них на каждый клапан устанавливается по два рокера, один открывает клапан, а другой закрывает, каждый рокер приводится в действие собственным кулачком на распределительном валу, который имеет соответствующий профиль, который у них различается зеркально.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Данный механизм решает сразу много задач. У него прекрасный КПД, так как отсутствует расход энергии на упругие элементы, у него отсутствует инерционность вообще и он позволяет сохранять фазы газораспределения эталонными на любых режимах и оборотах. Отсутствует лишь возможность управления высотой подъема клапана и временем его открытия.  Механизм нашел себя только в спорте и мотоциклах. Его использовал в своих гоночных моторах Mercedes, а сейчас его можно найти только в мотоциклах Ducati, которые славятся характерным звуком работы мотора, который все описывают по-разному, но примерно как "будто роботы еб.тся".

Было много вариаций и фантазий насчет данной конструкции, она долго не давала спокойно спать инженерам и конструкторам. Вот навскидку.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень
[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень
[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень
[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Десмодромный привод всем хорош, кроме его цены. Он требует прецизионной точности изготовления, сложен в регулировке, требователен к смазке, шумный, поэтому его и не встретить на гражданской технике приземленного ценового диапазона.


Тем временем пришла эра электроники, и ее быстро прикрутили к традиционному газораспределительному механизму, сделав фазовращатели, которые мы уже рассматривали. Получив возможность на лету менять фазы газораспределения, удалось сильно повысить отдачу моторов и сделать их очень эластичными, однако некоторые компании решили пойти чуть дальше. Так, компания BMW решила управлять еще и подъемом клапанов, придумав систему Valvetronic, которой пользуется до сих пор наряду с аналогичными системами у других производителей. Даже корейцы прикрутили подобную систему к своим чудомоторам)

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень
[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Принцип системы прост, они сделали привод впускных клапанов через промежуточный рокер, у которого можно менять положение опоры с помощью сервопривода.  Вкупе с фазовращателем удалось контролировать жизнь клапана в весьма больших пределах. Однако длительность фазы отдельно контролировать все еще осталось невозможно, да и увеличился вес подвижных элементов. Зато данная система позволила полностью избавиться от дроссельной заслонки, что повлекло за собой улучшение наполнения и снижение насосных потерь.


А теперь на закуску о прорыве в этой теме, который произошел в последние 20 лет, в течении которых компания Koeniggsegg разрабатывала свою революционную систему Freevalve.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

А система действительно революционная. Так как она удовлетворяет всем критериям идеального ГРМ.  Здесь нет распределительных валов и их привода, благодаря чему мотор становится сильно компактнее, а головка блока цилиндров и вовсе становится миниатюрной.

Первоначально системой Freevalve собирались оснащать моторы Saab, но контора загнулась. А ведь одной установкой этой системы характеристики мотора поднимали на 30%, а расход на 30% снижался! А это очень много.

Принцип действия прост как все гениальное, открытие клапанов осуществляется электромагнитами, закрытие клапанными пружинами, но необычными, на пружинах имеются миниатюрные пневмоподушки, позволяющие менять жесткость пружины в широких пределах, а положение клапана отслеживается с очень высокой точностью.

[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень
[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень
[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень
[ДВС] Интересные конструкции газораспределительных механизмов ДВС, Грм, Двигатель, Гифка, Видео, Длиннопост, Мотор, Поршневой двигатель, Поршень

Что это дало? А очень многое. Теперь каждый клапан можно открыть на любую высоту и на любое время и на любых оборотах. Что позволяет сделать по-настоящему универсальный мотор, что и показывают их суперкары, у которых 1500лс и одна передача)

Данная система позволяет менять фазы газораспределения в любых пределах, также она позволяет отключить любое количество цилиндров с наименьшими потерями,  можно реализовать и цикл отто и цикл аткинсона по желанию, а также некоторые другие циклы,  можно динамически менять степень сжатия, и даже реализовать дизельный и бензиновый мотор в одном флаконе. Это действительно современное и высокотехнологичное решение. Вопрос в применении которого пока остается лишь за стоимостью, которая однако может сильно упасть в случае массового производства. Но если это случится, поршневые двигатели буквально получат второе дыхание, и они очень сильно изменятся.  А в купе с новыми гибридными технологиями возможно получится создать поистине эффективные силовые установки.  Я думаю, что это вершина эволюции поршневых ДВС, и их последняя ступень. Больше совершенствовать попросту нечего. 

Ну, думаю на сегодня хватит, спасибо за интерес!

Показать полностью 20 1
506

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение

Предыдущая часть здесь

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы)


Продолжаем


21. Растворитель. Для мойки краскопульта и прочего. Вот тут лучше Р12, он совместим с акрилом. Брать побольше, литров 8 как минимум. Но по опыту, этой жижи много не бывает)

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение Лкм, Покраска, Длиннопост

Если попробуете отмыть краскопульт неопознанной жижей, рискуете убить уплотнения, плюс свернувшаяся краска становится похожа на пластелин, и забивает она все и вся.


22. Лак. Тут тоже все упирается в бюджет. Лаки есть разные — MS — классические, и повышенной твердости HS и UHS, так называемые с высоким сухим остатком. Это означает, что итоговый слой лакового покрытия будет больше, и будет меньше просадки в риску, получится более гладкая поверхность.  Их много разных, предпочтения у всех тоже разные, берите по кошельку.  И от лака крайне сильно зависит итог окраски, блеск, глубина цвета - это все заслуги лака, и если он будет мутный, смотреться это будет плохо.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение Лкм, Покраска, Длиннопост

23. Полировальники и полировальная машинка. Вещь такая — пригодится) Под каждую пасту — свой полировальник, чем крупнее паста, тем жестче круг. И наоборот. Пасту лучше брать или 3М или фарекла. В случае с фареклой берем G5-G6 для полировки после матования 2000 наждачкой, и G10- для финишной полировки. Не забываем смочить полировальник. Хотя опытные люди говорят, что сухая полировка пастами 3М гораздо круче.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение Лкм, Покраска, Длиннопост
Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение Лкм, Покраска, Длиннопост

24. Материал в баллончиках. Грунт эпоксидный (бывает в баллонах), грунт-наполнитель. Бывает часто что надо протир припылить или маленькое место какое покрыть, не разводить же для этого полчаса 20 граммов грунта.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение Лкм, Покраска, Длиннопост

25. Мерные стаканчики. Маст хэв. На них как правило нанесены метки для смешивания ЛКМ в различных пропорциях. Стоят дешево, взять лучше штук пять, но можно и одним обойтись. Брать 300гр и 500гр.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение Лкм, Покраска, Длиннопост

26. Салфетки для обезжиривания. Тут все понятно, побольше)

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение Лкм, Покраска, Длиннопост

27. Липкая салфетка. Для протирания базы перед лаком, грунта перед базой и тд. Достаточно одной.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение Лкм, Покраска, Длиннопост

28. Палочки для перемешивания ЛКМ. С ними будет лучше, но можно обойтись и подходящим ножом или металлической линейкой.


29. СИЗ. Комбинезон малярный, нитриловые перчатки, респиратор. Респиратор обязателен, если вы в детстве клей пакетами не ели. Я взял Калибр, фильтров хватает как раз на покраску. Но 3М вроде тоже не баснословных денег стоит. Фильтры на калибр в доступе имеются и недорогие.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение Лкм, Покраска, Длиннопост

30. Шпакля. Обьем зависит от квадратности машины. Шпакля есть разная

— со стекловолокном или углеволокном, соответственно зеленая или черная. Предназначена для заваливания крупных неровностей, дыр, наваливания слоя. Очень прочная, не шлифуется.

— с алюминиевой пудрой. Обладает хорошей теплопроводностью, применяется на капоте и местах с неравномерным нагревом, позволяет не трескаться от температурных деформаций.

— наполняющая. Самая распространенная. Бывает разных фирм. Вообще в шпакле стараюсь обходить стороной боди и новол, ну как-то так получилось. Наполняющая шпакля предназначена для финишной и предфинишной обработки. Если не напускали пузырей, можно поверх грунтовать.

— по пластику — по пластику. Но можно и не только по пластику, обладает некоторой пластичностью.

— финишная, для финишной обработки, очень мелкозернистая. Ее надо меньше всего. Подходит для шпаклевания мелочи типа сколов.


Отвердитель у шпакли всей одинаковый, поэтому не выбрасываем) Отвердитель кладется 2-3 процента по массе. Для начала проще вычислять порцию так — берем нужное количество шпакли, делим шпателем пополам, получаем 50%, делим половинку еще пополам, получаем 25%, еще раз, 12.5%, еще раз, 6.25%, и еще раз пополам и получаем количество, равное количеству отвердителя. Отвердителя лучше больше чем меньше, ибо если меньше, не затвердеет до конца и будет забивать наждачку. Сразу много не мешайте, в зависимости от пропорции и температуры, время жизни шпакли от одной до пяти минут.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение Лкм, Покраска, Длиннопост

31. Обезжириватель конечно. А лучше антисиликон, специально предназначенный для этих целей.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение Лкм, Покраска, Длиннопост

32. Ну конечно-же, красный скотч 3М, дабы прилепить обратно все отлепленное)


И не написал по объему материалов. Напишу минимум для обработки машины целиком. Машина размером с хетч среднего класса — грунт (4 к 1), 3 комплекта, база 3 литра, лак (2к1) 3 комплекта. Это минимум, переделать запоротый элемент скорее всего не выйдет. Ну и чтобы знать конечный объем, всегда учитывайте отвердитель. К примеру выше приведенное количество, в готовом материале означает- грунт 3.75 литра, база 6 литров, лак 4.5 литра. Экономичнее всего расходуется лак. Грунт лучше 4 комплекта, как и краски, на первый раз, для запаса на переделку. Потом то ясное дело, у каждого свои нормы.


Покраска - процесс интересный и занимательный,  как только начинает получаться - вызывает восторг) Но если вы не собираетесь в дальнейшем этим заниматься - даже не начинайте.


Да, можно покрасить валиком и кисточкой, но мы тут не об этом беседуем)


Если будет интерес, расширю тему)

Показать полностью 10
202

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы)

Всем привет.

Каждый автомобилист, который любит ковыряться в своем автомобиле, хоть раз задумывался о самостоятельной покраске своего коня. В этом посте я хочу описать минимальный набор инструмента и материалов, который вам будет необходимо купить для полной покраски автомобиля с нормальным качеством. Сразу скажу, все это основано исключительно на личном опыте и ударах граблями по роже, я не маляр, я моторист, но тем не менее уже есть три полных окраса и несколько частичных, и перед тем как взять в руки краскопульт, я с огромным трудом наковыривал информацию по кусочкам, ибо профессионалы редко пишут, они работают)

Поэтому профи маляры могут идти дальше, тут для них ничего интересного, остальные - вэлкам)


Сразу скажу, что покрасить один автомобиль при условии отсутствия инструмента будет дороже, нежели отдать его на покраску профессионалу. Плюс будет потрачено много времени и сил. Так что если вы не планируете в дальнейшем заниматься покраской - забудьте это дело)


Итак, по порядку о том, что нам нужно.


1. Компрессор. Без него никуда. Нам нужно, чтобы он мог обеспечить воздухом краскопульт. Вопреки популярному мнению, никаких огромных трехфазных чудовищ нам не нужно. Достаточно обычного компрессора одноцилиндрового с прямым приводом.

Ниже на картинке компрессор, который я в свое время выбрал, это не реклама, если что). Чем он меня привлек. Большой объем масляного картера, лучше охлаждается, медленнее стареет, также удобно расположена сливная пробка. Ручка приварена в двух местах, как показывает практика, когда ручка приварена с одной стороны, она отваливается, зачастую с куском баллона. Два выхода, один через редуктор, другой прямой, можно подключить одновременно краскопульт и продувочный пистолет и не тыкать туда-сюда. Медные трубки, надежнее, лучше охлаждение. Удобный кран для слива конденсата. Вот такой краткий перечень, куда надо смотреть при выборе компрессора, ну и ресивер нежелательно иметь не менее 50л. Масло в компрессоре лучше сразу сменить на нормальное, и новый компрессор немного погонять вхолостую. Данный компрессор к примеру полностью тянет краскопульт, давление спускается до 4атм и держится на этом уровне, единственно, тарахтит постоянно. Для профессионального применения его конечно мало, а для любительских целей подобного за глаза хватит.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

2. Воздушный шланг. Сразу забываем про спиралеобразное гамно и покупаем нормальный резиновый шланг внутренним диаметром от 8мм. Он лучше и удобнее во всем. Дешевые спирали будут постоянно путаться и натягиваться, цепляясь за все подряд. Если брать спирали, то дорогие, а лучше повесить на стену катушку со шлангом, но мы ведь тут про бюджет)


Так выглядит дерьмовый шланг

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

Так выглядит спиральный шланг здорового человека

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

Так выглядит обычный шланг

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

А так выглядит лучшее, но самое дорогое решение

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

На пневмофиттингах тоже лучше не экономить, могут выпить всю кровь заклиниваниями.


3. Фильтр-влагоотделитель. Обязателен. Если компрессор новый, а на улице тепло, можно обзавестись маленьким влагоотделителем накручивающимся на пистолет, стоит дешево. Если одно из этих условий не выполняется, нужен нормальный фильтр, иначе попрет масло или конденсат и вся покраска пойдет в задницу из-за кратеров.

Самый бюджетный вариант на краскопульт

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

Хороший вариант на компрессор или на стену

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

4. Краскопульт. Тут как говорится, на что денег хватит. Система не важна особо, большинство из того, что продается — HVLP. Нормально покрасить можно даже самым дешевым китайским, просто уйдет больше нервов. Поэтому по возможности берем получше. Как минимум на нем должны быть регулировки ширины факела и подачи материала. Бачок лучше верхний. Мыть его надо сразу, и обильно продувать. Избегать агрессивных растворителей. Размер дюзы самый универсальный — 1.4мм. Под грунт лучше отдельный пистолет с 1.7-1.9, но этож роскошь)) Вообще у маляров как правило три отдельных краскопульта. Обращу внимание на давление. Давление надо измерять при нажатом курке краскопульта и непосредственно на его входе. Манометр на компрессоре будет говорить не правду. Из практики. Давление при 10 метровом шланге, на краскопульте на 0.5атм ниже, чем показывает манометр на компрессоре. Поэтому манометр, установленный прямо на краскопульт - всегда предпочтительнее.

Я работаю таким чудовищем

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

Подобные клоны стоят 2-3 тысячи рублей, и я считаю это самым минимумом для окраски автомобиля. Маляры скажут, что этим только трубы в котельной красить))


5. Шлифмашинка. Очень нужна, настоятельно нужна. Орбитальная, круглая или прямая — без разницы, но лучше ту и ту) Очень сильно облегчает работу и экономит время, также орбитальная риска укрывается намного проще прямой. Лучше приобрести пневматическую шлифмашинку, она легче, мощнее, удобнее, работа с ней - это совсем иной уровень.

У меня типа такой.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

6. Шлифок. Нужны разные. Длинный жесткий рубанок, короткий, резиновый, поролоновый, полукруглый. Чем больше различной формы шлифков у вас будет, тем приятнее и проще будет работать. Стоят они как правило не дорого, кроме больших рубанков.


У меня рубанок типа такого

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

Им очень удобно выравнивать большие плоскости.

Шлифки бывают ооочень разнообразными, и чем больше их у вас будет, тем лучше.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост
Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

7. Шлифовальная бумага. Нужно много разной. Выбирается под свой инструмент соответствующая. Лучше брать специализированную автомобильную. Качественные абразивы стоят больше, но служат раза в три дольше. Поэтому лучше брать нормальные материалы от нормальных фирм, типа мирка, сиа, 3М и тд. Размеры — 80 для грубой шлифовки шпакли и выдирания ржавчины. 120 для первичного матирования и затирания шпакли, 180-240 для убирания глубокой риски от 120, 320 для затирки под грунт и убирания риски от 180, 500-800 для шлифовки грунта, 1000 для снятия подтеков и прочей грубой работы по лаку. 1500 для снятия шагрени, 2000 для матирования перед полировкой. Можно и нужно еще взять 3000 или тризак, для убирания риски от 2000. Количество бумаги надо рассчитывать в зависимости от планируемого объема кузовных работ. Ну например чтоб матануть капот, уйдет круг-полтора 120й на шлифмашинку. Финишные размеры шлифматериалов расходуются медленнее всего, если их пользовать по назначению)


8. Гибкие абразивы. Далеко не везде можно подлезть наждачкой, для этого есть абразивные губки и скотчбрайт. Скотчбрайт нужен обязательно, красный, 3М или мирлон — без разницы. Достаточно кусочка 20см на всю машину.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

9. Нож. Хороший, острый, канцелярский) И несколько лезвий, пригождается везде.


10. Шпатели, никакого пластикового гамна, берем наборчик автомобильных металлических шпателей и один широкий, если будет выведение больших плоскостей. Очищать шпатели очень удобно лезвием от канцелярского ножа.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

11. Болгарин. Любой с регулировкой скорости, к нему нам понадобится шлифовальный круг, кордщетка и коралловый круг. Последний настоятельно рекомендую взять, позволяет очень эффективно содрать ЛКП не тронув металл.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

12. Малярная лента. Вот сразу забываем про строительные магазины и идем в малярку. Там берем нормальную ленту нормального производителя. 3М, джета про и тд. Даже не представляете, сколько крови может выпить дерьмовый строительный скотч. Ленту брать разной ширины.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

3. Маскировочная пленка и бумага. Также берем в малярке, стоит копейки, разницы нет. Лучше взять и то и то. С бумаги не отваливается опыл, но ей гораздо сложнее оклеивать машину без опыта.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост
Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

14. Эпоксидный грунт. Очень хорошая штука. Создает плотное, не проницаемое для воды и кислорода покрытие. Идеален для укрытия кромок, передних частей машины, мест, со следами коррозии. В принципе можно и по нему красить. Лучше укрывать машину целиком, если позволяют средства. Некоторые грунты без добавления растворителя, можно использовать как наполнитель. Но стоит заметить, после того, как эпоксидник затвердеет полностью (сутки), его шлифовка будет адом. А так - эпоксидник лучше всего защитит металл от невзгод.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

15. Кислотный грунт. Предназначен для грунтования по следам ржавчины. Часто не дружит с эпоксидным. Я заменил его преобразователем ржавчины, которым обрабатывал зачищеную поверхность, потом еще разок зачищал и сверху эпоксидником. С преобразователем аккуратнее, не проливайте на краску, которую не собираетесь счищать, потом будут проблемы. Знал бы я это раньше. Вообще кислотник обычно пользуют на днище. Лично я его не люблю и не использую)

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

16. Грунт-порозаполнитель. И грунт по пластику. Нужен для грунтования перед окрашиванием. Заполняет риску от шлифовки, позволяет финишно выровнять поверхность перед окраской. Шлифовать лучше на сухую, он гигроскопичен. Если шлифуете на мокрую, потом тщательно сушите. А вообще, вода — наш злейший враг. На мокрую шлифовать лучше только лак.

Грунт по пластику имеет пластичность и высокую адгезию к пластику.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост
Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

17. Фильтрующие воронки. Одноразовые, стоят по 4-5 рублей обычно. Брать побольше, через них заливаем материал в краскопульт. На грунт 180 микрон, на остальное 120.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

19. База, в случае с металликами и прочими перламутрами, или акрил если без лака. Тут палитры вам в помощь. Лучше брать готовый цвет. Думаю понятно, почему. Производитель не сильно важен, кому что нравится. Я брал Mobihel, цвета яркие. Перемешивать надо аккуратно, не пускать много пузырей. В жару наносить сначала сухой слой, иначе пойдут кратеры.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

20. Разбавитель для базы и лака. Вот сейчас берем и забываем такие названия как 646, 650, Р-12 и тд. Берем разбавитель, рекомендованный производителем краски. Вот поверьте и все. Дороже выйдет такая экономия. Полезут кратеры повсюду и будете волосы рвать. Как я.

Разбавители бывают трех видов:

Быстрые, нормальные и медленные. Зависит от температуры в помещении, чем выше температура, тем медленнее должен быть разбавитель, иначе слой может вскипеть.

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) Лкм, Покраска, Длиннопост

Достигли ограничения) продолжим прямо сейчас в продолжении тут

Азы покраски автомобиля своими силами (необходимое оборудование и материалы) продолжение

Показать полностью 25
846

ГБО и с чем его едят.

Всем привет. В различных обсуждениях часто возникают разного рода мифы и страшилки про газобалонное автомобильное оборудование, особенно если где-то вдруг у кого-то хлопнуло, все бегут кричать - газ зло! А в соседней теме, тем временем, бензиновая машина стукнулась мордой в дерево и сгорела к чертовой бабушке, но про опасность бензина никто не кричит.


Итак, по порядку. Газ сушит мотор, газ убивает цилиндры, прожигает клапаны, каждые пять минут взрывается и хочет захватить мир.


Газ ничего не сушит, он контактирует в резинотехническими изделиями в моторе НИГДЕ. Мы сейчас говорим о древних конфорках 1,2,3 поколений, забудьте их как страшный сон. Говорим только о 4 и 5 поколении ГБО. Бензин по своей природе гораздо более агрессивен к резиновым изделиям, нежели пропан-бутановая или метановая смесь, поэтому газ ничего не сушит, да и не может.


Газ не убивает цилиндро-поршневую группу, он продляет ей жизнь процентов на 50. Бензин является сильным растворителем, и подается в цилиндр аэрозолью. При контакте со стенками цилиндра, бензин разбавляет масляную пленку, ухудшая ее свойства, таким-же образом, особенно в режимах с богатой смесью, часть топлива попадает в картер. Также бензин при сгорании производит кучу разных продуктов горения, содержащих сажу, серу, которая активно снижает щелочное число моторного масла. Железосодержащие антидетонационные присадки образуют токопроводящий налет на изоляторах свечей зажигания.  Газ ничего не разбавляет и не смывает, он подается в цилиндр в газообразном состоянии, не трогая масляную пленку, октановое число пропан-бутановой смеси около 105, что исключает детонационное горение и также продляет жизнь поршням, газовая смесь горит медленнее и плавнее, мотор на холостом ходу работает мягче.


Все проблемы с ГБО вытекают только из неправильной его настройки. Так, работа двигателя на оборотах более 4000 на газе строго не рекомендована, так как горит он медленнее, и будет продолжать догорать при открытых выпускных клапанах, чем вызовет их перегрев и прогар, также многие пытаются обеднить смесь для экономии, получая тот-же прогар. Те-же самые последствия возникают при неправильной настройке бензиновой системы питания. Современные системы 4 поколения имеют очень гибкие настройки и работают они полностью в автоматическом режиме, не требуя никакого внимания от водителя. Переключения с газа на бензин и обратно невозможно ощутить, система управления самостоятельно переходит на бензин при достижении запрограммированных оборотов, также возможно настроить переключение на бензин при открытии дросселя более чем на 80%, для получения полной мощности, когда нам надо, также есть функция довпрыска бензина, когда мотор работает на газо-бензиновой смеси, например при полностью открытом дросселе до 4000 оборотов можно установить впрыск 20% бензина, а по достижении 4000 полный переход на бензин. Большинство установщиков вообще не заморачиваются настройкой данного функционала.


Итого мы получаем следующие плюсы:

1. топливо вдвое дешевле.

2. моторное масло стареет гораздо медленнее, не загрязняется сажей, зачастую сохраняет янтарный цвет даже при 10000 пробега.

3. Серьезно продлевается жизнь цилиндро-поршневой группы.

4. Сильно продлевается жизнь катализаторов

5. Гораздо более чистый выхлоп.

6. Суммарный запас хода автомобиля на запасе топлива двух типов вырастает до двух раз.

7. Дублирование топливной системы. Нам больше не страшен выход из строя топливного насоса.

8. Не надо париться о качестве топлива, максимум - придется раньше сменить фильтры.


Ну и без минусов конечно не обойтись.

1. ГБО стоит денег

2. Лишний вес в багажнике, или занятое место цилиндрическим баллоном. Однако это отчасти нивелируется отсутствием необходимости возить полный бак бензина.

3. Газовую заправку найти сложнее, чем бензиновую, хотя в моем районе их количество сравнялось.

4. Добавляется пункт в ТО по замене газовых фильтров.



Итак, из чего собственно состоит ГБО?

1. Баллон

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Тороидальный пропановый баллон, устанавливаемый вместо запаски. Отличное решение для тех, кому необходим нетронутый багажник.

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Цилиндрический баллон, при установке внутри, занимает много места, однако и объем у них гораздо больше, нежели у тороидальных

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Баллон для сжатого метана. Они почти всегда композитные и крайне прочные, так как давление сжатого природного газа около 200 атмосфер.


Все начинается с баллона, и из-за него 50% людей отказываются от ГБО. Бывают они двух видов, цилиндрические и тороидальные. Цилиндрические как правило имеют бОльший объем и устанавливаются в багажнике вдоль сидений или вдоль стенки, или на улице, вместо внешнего топливного бака. Не самый удобный баллон, но зато самый вместительный. Тороидальные баллоны ставятся вместо запасного колеса, бывают в внутренней горловиной (внутри бублика) и с наружной. С внутренней горловиной тор стоит брать только если пространство под запаску весьма ограничено, в остальных случаях гораздо удобнее горловина внешняя. Бывают разных объемов, самый популярный - 54 литра Тороид можно ставить и вертикально , но будет некорректно работать датчик уровня газа, а так проблем нет. Этот датчик не особо то и нужен, показывает весьма приблизительно, да и удобнее ориентироваться по пробегу, тем более когда газ кончается, машина спокойно сама переходит на бенз и едет дальше.


Повредить баллон в ДТП очень сложно, он прочнее любой кузовной железяки, прочнее запаски, во много раз крепче бензобака. Если вам в зад въехали с такой силой, что раздавили баллон, то скорее всего он окажется в районе моторного щита, и вам уже будет глубоко плевать, стоял у вас баллон или нет. Топливный бак от такого разрушительного удара также 100% будет разрушен, а бензин при разрушении бака еще поопаснее будет, так как очень долго испаряется, затекает в укромные места. Газ при разгерметизации баллона от удара улетучивается за секунды, при этом замораживая все вокруг себя. Давление в пропановом баллоне редко превышает 10 атмосфер, а при минус 30 градусах пропан уже практически не испаряется и его можно в стакан налить. Метановый баллон при разрушении разрушает и все, что вокруг него, ибо 200 атмосфер, но разрушить его крайне сложно, 90% всех происшествий с метаном связаны с заправкой БУшного баллона с истекшим сроком годности купленного по дешману, так как новый баллон стоит немалых денег.


2. Мультиклапан

Вставляется в баллон и занимается всем и сразу. К нему подключена заправочная магистраль, и в нем встроен обратный клапан, дабы засунуть газ в баллон можно было, а вынуть через вход — нельзя, к нему подключается магистраль расходная, со скоростным клапаном, который обрубит подачу газа при слишком большом расходе (при пробое магистрали например), В нем встроен запорный кран расходной магистрали или электроклапан, во втором случае расходная магистраль будет постоянно перекрыта, пока не появится напряжение на клапане. В мультиклапан встроен отсекатель уровня заправки с поплавком, который не дает заполнить баллон более, чем на 80%. Некоторые поплавок загибают, и заливают до полного, это про них новости, где всю жопу машине баллоном на жаре разорвало. Ну и естественно в мультиклапане живет датчик уровня газа, по умолчанию он на всех них механический, со стрелкой, но он снимается и ставится электронный, если нужно вывести показания на кнопку. Вообще пропан весьма мирный и безопасный газ, малейшая его утечка сразу чувствуется, ибо в него добавляют этил-меркаптан, ту самую лютую вонючую гадость, ибо пропан не наделен запахом. Плюс мультиклапан снабжается системой вентиляции, которая соединяет область установки клапана с улице, и убежавший пропан, будучи тяжелее воздуха, сразу-же убегает вниз, на улицу.

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан
ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан
ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

3. Далее ВЗУ или выносное заправочное устройство. В него втыкают пистолет на заправке. Вообще, заправка газом ничем не отличается от бензиновой, подъехал к колонке, сунул пистолет в ВЗУ, залил, заплатил, уехал. ВЗУ бывают скрытыми и не скрытыми. Первые почти всегда врезаются в лючек бензобака, имеют маленький размер, но в них надо вкручивать каждый раз переходник под пистолет, что в общем-то не сложно. Нескрытые ВЗУ обычно врезаются в бампер или ставятся рядом с баллоном. В ВЗУ также встроен обратный клапан.

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан
ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

4. Магистрали. Бывают разные, есть два основных вида — медные и термопластиковые. Термопластик лучше во всем, он только чуть дороже, из-за необходимости использования дополнительных фитингов. Его проще гнуть, он не гниет, с ним гораздо дольше живут фильтры, ибо медь активно вступает в реакцию с меркаптаном, из-за чего образуются сыпучие отложения, которые забивают фильтры напрочь, а иногда и сами магистрали. На заправку обычно ставится магистраль 8мм, на подачу 6мм, однако если мощность двигателя больше 200лс, лучше ставить 8мм и на подачу.


Медь в оплетке

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Термопластик

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

5. Редуктор. Одна из самых важных деталей. В нем происходит преобразование пропана из жидкой фазы в паровую (испарение) и подача паровой фазы к форсункам под постоянным давлением. Или просто понижение давления природного газа. Редукторы различаются по максимальной производительности, которая обычно пишется в лошадях. Редуктор надо брать с запасом в 50 лошадей, не меньше, обязательно. В редуктор встроен фильтр жидкой фазы на входе, электроклапан, датчик температуры редуктора. К нему подходит подача от баллона, шланг от рампы с форсунками и шланги подогрева. Пропан при испарении поглощает огромное количества тепла, поэтому редуктор постоянно обогревается антифризом из системы охлаждения. Подогреваться он должен хорошо, не от подогрева дросселя, а от печки. Если циркуляции будет недостаточно, он просто будет остывать и мозг будет переключаться на бензин постоянно.


Пропановый редуктор

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Метановый редуктор, отличается отсутствием обогрева.

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

6. Форсунки. Мало чем отличаются от бензиновых. Различаются в основном по скорости работы. Так как работают они не с жидкостью, а с газом, очень большую роль играет скорость их открытия и закрытия, от этого напрямую зависит точность дозирования газа, так как давление на выходе после открытия нарастает постепенно, и также прекращается, и если форсунка медленная, придется сильно увеличивать время ее открытия, так как медленная форсунка при открытии в 3 миллисекунды может просто ничего не выдать. Форсунок великое множество бывает, бывают уже собранные рампы, бывают одиночки. Одиночки удобнее всегда, и поставить их правильно гораздо проще. Из дешевых самые популярные это вальтек 30, для тихоходных моторов вполне сойдут, ремонтопригодные, долгоиграющие. Из среднего диапазона AEB I-Plus, быстрые, мембранные, тихие. Полностью разборные. Из дорогих хана, брс, разных серий. На хану в последнее время сильно ругаются. Есть еще барракуда, копия ханы. И да, они не ремонтируются, только в помойку. У форсунок, у всех, есть жиклер. это то, куда подключается выходной шланг, и его необходимо рассверливать до необходимой величины или покупать готовые, нужного размера, размер подскажет программа или табличка от производителя форсунок. Он зависит от мощности на цилиндр. Форсунки шлангами подключаются к штуцерам, которые врезаются во впускной коллектор рядом с бензиновыми форсунками. Штуцера надо врезать так, чтобы они смотрели в центр канала, и ни в коем случае не против шерсти, а по потоку. Шланги от штуцеров не должны сильно изгибаться, быть одинаковой длины, желательно не больше 15 сантиметров, чем меньше, тем лучше. На эти требования установщики также стабильно забивают.

Форсунка Valtec 30

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

AEB i-Plus

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Barracuda

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

7. Система управления. Мозг. Их целая куча разных. Ловато, диджитроник, брс, стаг и тд и тп. Наиболее дружелюбен к пользователю диджитроник. Состоит это все добро из мозгов и жгута проводки с кнопкой в салон. Врезается в косу бензиновых форсунок (разрезается сигнальный провод на каждой форсунке и к концам припаиваются провода от газомозга, также к мозгам подключается датчик температуры редуктора, температуры испаренного газа, мап-сенсор, лямбда по желанию, электроклапан на редукторе, электроклапан на мультиклапане (если есть), форсунки, датчик уровня газа (если есть), питание от АКБ и питание от зажигания. Мозг занимается тем, чтобы битопливность машины никак не ощущалась) Работает все на автомате, от водителя не требуется вообще ничего, двигатель заводится на бензине, по прогреву переходит на газ, переход заметить невозможно, да и он тоже настраивается.


После установки производится первичная автокалибровка ЭБУ и уже можно ехать, но лучше откалиброваться нормально, на ходу. Диджитроники как правило обладают функцией автоподстройки множителя, достаточно ее включить и покататься с подключенным ноутом в разных режимах, все откалибруется само. Множитель это параметр, на который умножается время бензинового впрыска, чтобы рассчитать время впрыска газовое. После отстройки множителя необходимо поправить карту по оборотам, так как возможны затыки в мощностных режимах. Также можно на высоких оборотах настроить довпрыск бензина.

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Окно настройки довпрыска бензина по давлению газа, при резкой просадке давления, дабы исключить обеднение смеси, впрыскивается бензин.

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Окно настройки обогащения смеси при росте температуры газа, так как с ростом температуры падает плотность.

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Окно общей калибровки и настройки множителя. Множитель в виде кривой оранжевого цвета, синяя кривая - время впрыска бензина, зеленая кривая - время впрыска газа, множитель надо подстраивать так, чтобы газовая и бензиновая кривые полностью совпали. Это будет означать отсутствие коррекции состава смеси бензиновым ЭБУ при работе на газе.

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Окно настройки довпрыска бензина, здесь например, при оборотах от 3500 до 4000 будет осущетвляться впрыск 20% бензина при времени впрыска 10мс и более.

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Окно коррекции времени впрыска газа при просадке давления в магистрали, вообще, при правильно подобранном редукторе просадок не бывает.

Газовый ЭБУ работает как проставка между родным ЭБУ и мотором, во время переключения на газ, он отключает бензиновые форсунки и следит за временем впрыска подаваемым родным эбу, после чего умножает время впрыска на множитель и отправляет импульс на газовую форсунку. Бензиновый ЭБУ при этом ничего не подозревает и работает в штатном режиме, и полностью управляет мотором.


Потеря мощности на газе есть, около 10%, так как у газа удельная теплота сгорания ниже, но при качественной настройке разница практически незаметна, расход топлива соответственно на 10% больше. Снижение мощнояти можно избежать, установив вариатор опережения зажигания, он ставится вразрез штатному ДПКВ и смещает его сигнал, обманывая ЭБУ и заставляя сместить угол опережения на более ранний, или на некоторых автомобилях есть возможность сменить прошивку ЭБУ на "газовый" вариант.

Вариатор УОЗ

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Как итог, ГБО представляет из себя крайне безопасную вещь, если ее ставить по правилам и не кроить. Запаху газа на исправном ГБО взяться не от куда. Для владельца наличие оборудования никак не ощущается, кроме экономии большого количества денег на заправках. Также оно продлит жизнь мотору.


Абсолютно все негативные моменты с ГБО на моей практике были связаны либо с кривой установкой, либо с желанием сэкономить. С умом поставленное оборудование только экономит деньги и здоровье машины.



ГБО 5 поколения работает по такому-же принципу, что и бензиновая топливная система. Пропан в жидкой фазе гонится насосом из баллона к топливной рампе газовых форсунок, где впрыскивается в коллектор в жидкой фазе. Такая система позволяет полностью отказаться от бензиновой топливной системы, однако дорого стоит и сложнее в установке. Поэтому не популярна

ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан
ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан
ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан
ГБО и с чем его едят. Гбо, Длиннопост, Газ, Пропан

Ну вот как-то так, да будет срачь))

Показать полностью 25
420

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail

Педыдущие части

ДВС и его виды

ДВС и его виды. Часть 2

ДВС и его виды. Часть 3

ДВС и его виды. Часть 4.

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение)

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail.



Итак, продолжаем тему.

В комментариях просили дополнить некоторыми нюансами, исполняю)

Среди механических форсунок есть одна их интересная разновидность. Это двухпружинные форсунки, и главная их особенность - осуществление предвпрыска топлива.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

В их конструкции предусмотрено две пружины. Первая отвечает за давление начала предвпрыска, при достижении которого игла преодолевает давление более слабой пружины и приоткрывается на 0.01-0.03мм, осуществляя начальный впрыск небольшой порции топлива. При достижении номинального давления топлива, игла своим уступом, уперевшись в шайбу основной пружины и преодолевая суммарное сопротивление двух пружин открывается на полный впрыск. На картинке последовательно изображены эти этапы. И да, это совсем не коммон рейл и даже не его подобие) Данная схема позволяет значительно повысить плавность работы моторов с непосредственным впрыском, так как предвпрыск позволяет заранее плавно поднять давление в цилиндре, снизив ударное действие при впрыске основной порции топлива.

Такие форсунки часто оснащаются распылителями хитрой конструкции, благодаря которой игла в двух положениях открывает разное количество дюз, для сохранения качественного распыления топлива при низком давлении топлива в первой фазе впрыска.


С механическими форсунками закончили, переходим к механическим ТНВД.

ТНВД бывают трех основных типов.

1. Рядные, к которым мы отнесем одиночные, рядные и V-образные

2. Распределительные. к которым отнесем торцевые и роторные.

3. Магистральные (используются с аккумуляторным впрыском common rail).


Основу и сердце любого ТНВД составляет плунжерная пара. Парой ее называют, потому-что она состоит из цилиндра и поршня, подогнанных друг к другу с прецизионной точностью, так как уплотнение достигается микроскопическим зазором.

В плунжерной паре есть три топливных канала:

1. подающий

2. выходной

3. канал отсечки.


Плунжер имеет внутренний канал, соединенный со спирально нарезанным по его поверхности каналом отсечки, поворотом корпуса плунжерной пары достигается совпадение спиральной нарезки с каналом отсечки подачи топлива при различном ходе плунжера, таим образом производится регулировка количества цикловой подачи топлива на форсунку. Наглядно можно посмотреть гифку

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Плунжер приводится в движение кулачковым распределительным валом. Поворот корпуса плунжерных пар в многоцилиндровых моторах осуществляется единой зубчатой или пазово-шипной рейкой, которую так и называют - топливная рейка. Топливную рейку двигает педаль газа, которая на дизеле правильно называется - педаль подачи топлива или педаль регулятора оборотов если ТНВД оснащен таковым. Прямой привод используется только в очень простых конструкциях, подавляющее количество ТНВД оснащаются автоматическим регулятором. И тут мы коснулись коренного различия в управлении тягой бензинового и дизельного мотора.

Как в комментах заметили, в бензиновом моторе происходит количественное регулирование приготовления рабочей смеси, а в дизеле - качественное. То есть мы помним, что бензиновый мотор оснащен дроссельной заслонкой, которая связана с педалью газа и регулирует КОЛИЧЕСТВО подаваемого в двигатель топлива, а так как качество смеси (массовое соотношение топлива к воздуху) в бензиновом моторе можно принять за постоянное стехиометрическое с небольшими отклонениями, регулируем мы количество заряжаемой в цилиндр топливо-воздушной смеси. В дизельном моторе дроссельной заслонки нет, и наполнение цилиндров воздухом всегда максимально, а регулируем мы количество подаваемого топлива, изменяя КАЧЕСТВО рабочей смеси, поэтому регулирование зовется качественным.


Исходя из этого, разница заключается в том, что в бензиновом моторе мы педалью газа регулируем отдаваемую мощность. а в дизельном моторе мы регулируем скорость вращения коленчатого вала. То есть, нажимая на газ в бензинке, мы повышаем отдаваемую мощность, и раскрутится она до таких оборотов, пока сопротивление не сравняется с отдаваемой мощностью, а нажимая на педаль в дизеле мы грубо говоря говорим регулятору оборотов - "хочу 3000 оборотов" и регулятор уже автоматически управляет передвижением топливной рейки, меняя цикловую подачу топлива, для достижения заданного числа оборотов. Поэтому механические дизеля создают ощущение "подрыва" даже при небольшом нажатии на педаль, так как нажали мы немного, а регулятор оборотов может выкрутить цикловую подачу на максимум, как будто мы топнули в пол. Но это опять-же сильно зависит от настройки регулятора. Но кто ездил на ЯМЗ-238, те знают этот пинок под жопу при поглаживании педали подачи)))


Рядные или V-образные ТНВД состоят из таких отдельных секций на каждый цилиндр, приводимых кулачковым валом.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Топливная рейка как вариант выглядит подобным образом

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Такие ТНВД помимо центробежного автоматического регулятора оборотов оснащаются центробежной муфтой опережения впрыска топлива, которая устанавливается на входном валу ТНВД и при увеличении оборотов доворачивает распределительный вал на опережение, делая подачу топлива более ранней, чтобы оно успело полностью сгореть с максимальной эффективностью.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Кроме этого ТНВД зачастую оборудуется ТННД (топливный насос низкого давления), который приводится от отдельного кулачка распределительного вала и отвечает за снабжение ТНВД топливом из бака.

К недостаткам такого типа ТНВД стоит отнести большие габариты и большую зависимость от равномерного качества изготовления плунжерных пар, так как малейшие огрехи вызовут разбег в выдаваемом давлении и цикловой подаче по цилиндрам.



Преходим к ТНВД распределительного типа, которые получили огромное распространение на легковых машинах, где необходима компактность, которой не располагают рядные насосы.

Первой рассмотрим торцевую конструкцию. Главной ее особенностью является наличие одной единственной плунжерной секции на все цилиндры, что дает огромный выигрыш в компактности и в единстве качества цикловой подачи по цилиндрам, так как плунжерная пара одна на всех.

В таких ТНВД поршень плунжерной пары осуществляет не только обратно-поступательные движения, но и вращается, а его корпус, который называется распределительной головкой - неподвижен.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

В таких ТНВД плунжер имеет продольные прорези по количеству цилиндров, которые при вращении открывают или запирают подающий канал, кулачковый диск у основания плунжера при вращении попадает своими выступами на ролики роликового кольца, благодаря чему совершает обратно-поступательные движения, поворачиваясь подающим отверстием поочередно к каждому выходу к форсункам и осуществляет подачу топлива. Регулирование подачи топлива осуществляется дозирующей муфтой, которая скользит по шейке плунжера, открывая канал отсечки, передвижением муфты управляет центробежный регулятор оборотов. Также ТНВД оборудован автоматом опережения впрыска топлива, который перемещает роликовое кольцо, меняя момент начала движения плунжера.


Такие ТНВД нередко оснащаются электронным управлением, берущим на себя функции регулятора оборотов и автомата опережения.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Также на входном валу устанавливается роторно-лопастной ТННД, так как в таких ТНВД отсутствует кулачковый вал.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка
ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка
ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка
ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

С началом применения таких ТНВД, началась их чувствительность к качеству топлива, так как плунжер имеет большое количество продольных прорезей и вращается с большой скоростью, любая песчинка может полностью вывести плунжерную пару из строя, а так как она у нас одна на весь мотор - мы теряем подвижность, в отличии от рядных ТНВД, обладающих рекордной живучестью. Также данные ТНВД не слишком в восторге от современной солярки, отвечающей нормам ЕВРО-5, с очень низким содержанием серы, которая повышает смазывающие способности топлива, которым смазывается ТНВД.


Второй разновидностью распределительных ТНВД являются роторные.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Данные насосы проще в устройстве, однако менее надежны, и они уже все только с электронным управлением. Эти насосы были закатом эры механических ТНВД.

В них также присутствует одна насосная секция, зачастую состоящая из двух плунжеров, которые нагнетают топливо в общую камеру высокого давления, которая находится во вращающемся распределительном вале, который поочередно соединяет насосную секцию с форсунками. Регулирование количества впрыскиваемого топлива осуществляется электромагнитным клапаном, выполняющим сброс давления из камеры в соответствии с заданной цикловой подачей. Регулирование опережения впрыска осуществляется перемещением кулачковой обоймы при помощи сервопривода.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка
ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Как видим, устройство стало до безобразия простым. Эти ТНВД благодаря электронному управлению достигли максимума в качестве смесеобразования и управления подачей топлива для классических топливных систем. И были довольно неприхотливыми. Основные проблемы связаны с износом роликов-толкателей плунжеров, так как они испытывают большие нагрузки и перемещаются с большой скоростью, а смазываются топливом, стремительно теряющим свои смазывающие свойства.



И тут мы подошли к революции в мире топливных систем,  к Common Rail.

Эта система не так страшна, как ее описывают, при правильном уходе очень долговечна и не требует внимания. Однако требовательна к качеству фильтрации топлива, это ее единственный "минус", в остальном эта система позволила обрести дизелям настоящую быстроходность, экономичность, плавность работы. Дизеля резко отхватили большой процент у бензиновых моторов только благодаря Common rail.


Кардинальное отличие этой системы заключается в том, что регулирование подачи больше не осуществляется давлением выдаваемым ТНВД, что позволило резко поднять давление топлива, которое стало достигать 2000 атмосфер.

ТНВД в таких системах стал предельно прост, из него вытряхнули все лишнее, оставив только насосные секции.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Теперь ТНВД не занимается распределением топлива, опережением впрыска, дозированием, теперь всем этим занимается электронный блок управления двигателем. А ТНВД только качает топливо в топливную рампу, откуда оно подается к электромагнитным топливным форсункам, на рампе устанавливается датчик давления топлива и регулятор давления. Также в некоторых вариациях датчиков и регуляторов может стоять несколько.

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка
ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Топливная рампа зовется аккумулятором давления, откуда система и получила название - аккумуляторный впрыск. Также Common Rail означает - общая рампа.


Упростился ТНВД, зато усложнилась форсунка, став помимо этого очень дорогой.

Форсунки бывают двух типов.


Электромагнитные (попроще)

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

и Пьезоэлектрические

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Пьезофорсунки это последнее слово в топливных системах. В отличии от электромагнитной, где как мы уже изучали, сердечник под действием магнитного поля открывает перепускной канал и стравливает давление топлива с обратного конца иглы, давая ей возможность подняться, вместо электромагнита с сердечником используется пьезоэлемент из спеченных керамических пластинок, который под действием разряда может менять свои размеры, открывая перепускной клапан, при этом из-за прецизионных размеров пьезоэлемента и запорного клапана, между ними устанавливается гидрокомпенсатор.

Такие форсунки практически неремонтопригодны, однако обладают сумасшедшим быстродействием, позволяющим осуществить впрыск топлива до десяти раз за цикл!

При изготовлении такой форсунки на заводе, она проходит испытание на производительность, после чего ей присваивается корректировочный код, который выглядит так

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Этот код необходимо прописывать в блок управления двигателя при замене форсунки, для того чтобы он мог скорректировать время впрыска. Поэтому просто так взять и поменять форсунку не выйдет)


Топливо в цилиндр в системе CR подается в три этапа


1. Предвпрыск

2. Основной впрыск

3. Поствпрыск


Предвпрыск производится при движении поршня к верхней мертвой точке и может состоят из 1-4 отдельных порций топлива, это позволило очень плавно наращивать давление в цилиндре и практически избавиться от характерного дизельного тарахтения, моторы стали работать гораздо мягче. При полной нагрузке на двигатель предвпрыск как правило не производится.

Далее происходит впрыск основной порции топлива, который и обеспечивает рабочий ход, основной впрыск также может состоять из нескольких порций топлива. Все это направлено на борьбу с резким ростом давления. Режимов впрысков великое множество, все зависит от условий и множества факторов.


Но есть еще поствпрыск, и о нем чуть более развернуто.

Дизельные моторы всегда грешили экологией, особенно обильными выбросами различных оксидов азота и сажи. Оксиды азота образуются при большом избытке кислорода и высокой температуре. Что в бензиновых моторах происходит при переобеднении рабочей смеси. А дизелю вообще свойственна работа на сверхбедной смеси, так как регулирование качественное и доступ воздуха в мотор неограничен.

Если с выбросами соединений углерода успешно борется каталитический нейтрализатор, с соединениями азота он ничего поделать не может, и тут пришлось искать выход. А выход один - снизить температуру в камере сгорания и уменьшить количество кислорода на режимах неполной мощности. Так родилась система  EGR или система рециркуляции отработавших газов.


Принцип прост - направить часть отработаших газов обратно во впуск, тем самым заместив часть воздуха инертным газом, снизив содержание кислорода и одновременно понизив температуру в камере сгорания, плюсом отработавшие газы перед попаданием во впуск проходят через жидкостный теплообменник, остывая и ускоряя прогрев мотора. Чтобы улучшить засасывание отработавших газов, к дизелю прикрутили дроссельную заслонку, которая в момент активации EGR прикрывается, ограничивая доступ воздуха и создавая отрицательное давление во впускном коллекторе. Таким образом мы получаем сильное снижение гадких азотосодержащих выбросов и лепим шильдик евро пять)  Но не сразу, так как при обогащении топливной смеси у нас возникает вторая проблема - сажа, которая типа канцероген. Так вот, чтобы уменьшить ее содержание, нужно обеднить смесь, а тут опа, привет оксид азота. Ситуация патовая, но не совсем. Чтобы бороться с сажей, придумали перед катализатором ставить сажевый фильтр, который грубо говоря представляет из себя сетку, улавливающую частицы сажи, и тут нам пригодился поствпрыск. Сажевый фильтр рано или поздно забивается, от чего растет противодавление в выхлопной системе, и ЭБУ запускает процедуру регенерации фильтра, при которой посредством поствпрыска, вытесняемые выхлопные газы щедро сдабриваются порцией топлива, которое попадает в сажевый фильтр и выжигает эту сажу оттуда. Из выхлопной трубы при этом идет нехилый такой дымосрал, который здорово пугает несведущих автовладельцев. Наверняка многие видели такое явление на дороге. Прерывать этот процесс и паниковать не стоит, дайте мотору докоптить до конца.


Кстати так выглядит забитый фильтр

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

А так машина обычно сообщает о процессе

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

А так это выглядит

ДВС и его виды. Часть 8. Продолжение про ТНВД и Common Rail ДВС, Длиннопост, Двигатель, Мотор, Дизель, Гифка

Сажу побороли, а чего делать с оксидом азота? А вот для этого немцы придумали систему SCR, при которой в выхлопной тракт осуществляется впрыск водного раствора мочевины,

после смешивания мочевины с выхлопом указанная смесь попадает в нейтрализатор SCR ( selective catalytic reduction). Такой нейтрализатор отличается тем, что работает по избирательному принципу. Аммиак, который находится в составе мочевины для дизеля, вступает в реакцию с окислами азота под воздействием катализирующего слоя в нейтрализаторе и высокой температуры до 300 градусов по Цельсию. Результатом становится разложение окислов азота на азот и воду. Также в нейтрализаторе догорают и другие токсичные соединения. Похожая схема применяется и на легковых автомобилях мерседес.


Так что неэкологичность дизельных моторов это совсем не миф, и гадят они знатно, из-за чего их пришлось буквально обмотать фильтрами, катализаторами и ЕГРами. Но благодаря этим системам и современному впрыску Common Rail, сильно оптимизировавшим процесс сгорания в дизелях, их получилось сделать тихими, экономичными, мощными, высокооборотистыми и отвечающими всем последним экологическим нормам.

А CR вполне надежен, главное заливать более-менее нормальное топливо и ответственно относиться к замене топливных фильтров и отстойников, не допускать попадания в топливную систему твердых частиц и воды. Иногда снимать впускной тракт и убирать оттуда все, что там натворил ЕГР, и будет счастье.


Ну все, серия постов про массовые ДВС окончена, надеюсь, вам было интересно) До встречи)

Показать полностью 23
548

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail.

Предыдущие посты из серии.

ДВС и его виды

ДВС и его виды. Часть 2

ДВС и его виды. Часть 3

ДВС и его виды. Часть 4.

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение)

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель



Всем привет, продолжим изучение дизелюк)


В прошлой части мы поговорили о двухтактных дизелях, применявшихся, как правило, в тяжелых машинах. Теперь опустимся к моторам автомобильным.

Дизельные моторы, работающие по четырехтактному циклу не особо по своей конструкции отличаются от бензиновых собратьев, если не вдаваться в подробности, однако если посмотреть внимательно, совпадают только лишь названия отдельных частей.

Кривошипно-шатунный механизм как правило отличается своей массивностью, дизели длинноходные, поэтому у них более массивный коленвал, с бОльшим плечем кривошипа, также у коленвала более широкие коренные и шатунные подшипники, так как крутящий момент больше, и он достигается на сравнительно низких оборотах, и дабы исключить продавливание масляного клина, особенно в условиях сниженного давления на низких оборотах, конструкторы увеличивают площадь шеек и соответственно вкладышей. Это не касается некоторых квазимод типа ЗМЗ 514, которые сделаны из бензинового мотора.


В бензинках , особенно V-образных, часто встречаются вот такие узкие шейки

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Коленвал от ниссановского V6. Видим, какая ажурная конструкция, узкие шейки, тонкие щеки.


А вот типичный коленвал от дизеля

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Видим,  что он более массивный. Однако, справедливости ради, у хороших бензинок часто встречаются очень суровые коленвалы, не меньше дизельных)


Шатуны точно также отличаются в сторону бОльшего веса, они длиннее и толще.

Вот шатун одного из современных японских бензиновых моторов

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

И такие "спички" встречаются все чаще)


А вот шатун одного из дизельвагов

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Конструкция куда более монументальная, да и понятное дело, так как нагрузки многократно выше. И тут "очень похожие" детали у нас заканчиваются, так как коленчатые валы и шатуны одинаковых габаритов можно найти и в бензинке и в дизеле, а вот поршень в дизельном моторе отличается капитально.

Если в бензиновых моторах инженеры стараются максимально облегчить поршень, сделать его Т-образным, уменьшают толщину колец, диаметр поршневого пальца, толщину пальца, уменьшают жаровой пояс (расстояние от днища поршня до первого компрессионного кольца, то в дизельных моторах поршень сильно не облегчишь, и они как были, так и остаются большими и тяжелыми, с толстыми кольцами, широкими юбками, толстым днищем, и объяснение этому будет далее. А пока можем сравнить поршни бензинового мотора из 80х и 2010х


Первый. Из 80х, с мощностью 33 лошадиные силы на цилиндр

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Этот поршень можно даже спутать с дизельным. Толстое дно, широкий жаровой пояс, широко расставленные толстые кольца, большая юбка


А вот современный мотор того-же производителя, с мощностью в 35 лс на цилиндр

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Видим, что юбки уже почти не осталось, жарового пояса нет, кольца сбиты в кучу, широким осталось только первое компрессионное кольцо. Расплата за снижение потерь. Такие поршни очень любят вытирать пятно на стенке цилиндра.


А теперь аналогично сравним дизельные поршни.

Первый из 80х, с мощностью в 26лс на цилиндр

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Видим огромного размера жаровой пояс, кольца, юбку, толстенное днище.


А теперь современный мотор с мощностью 50 лс на цилиндр

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

И тут мы видим, что поршень за 30 лет не изменился, переехала только вихревая камера из головки блока в днище поршня, так как впрыск стал непосредственным. Именно поэтому "низ" современных дизельных моторов ходит также долго, как и в старые добрые времена, за исключением случаев, когда производители пытаются уменьшить подшипники, сделать алюминиевым блок и тд.


С блоком разобрались, подходим к головке. И тут у нас начинаются большие отличия от бензина.

Как мы помним, в дизеле воспламенение обеспечивается нагревом воздуха от сжатия.


(Тут маленькое отступление. Многие в комментах говорили, что как так, солярка загорается от 400-600 градусов,  не может такого быть. Так конечно не может, и не загорится, и при 800 не всегда загорится. А все потому, что вы упускаете важный момент - давление, которое в конце такта сжатия переваливает за отметку в 20 атмосфер, соответственно молекулы топлива и кислорода становятся гораздо ближе друг к другу и температура, необходимая для начала реакции окисления очень сильно снижается, бензин так вообще умудряется начать реакцию при 200 градусах и давлении в 14 атмосфер, неконтролируемо детонируя в цилиндре. Это если максимально упростить, на самом деле там происходят весьма сложные и интересные процессы).


Дизельные моторы бывают форкамерными и вихрекамерными. Форкамера всегда размещается в головке, а вихревая камера может размещаться как в головке, так и в днище поршня при непосредственном впрыске.


На изображении слева головка с вихревой камерой, справа головка с форкамерой.

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Также у этих типов моторов различается форма днища поршня

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Форкамерные моторы в 99% тихоходные и атмосферные. Камера в головке блока цилиндров соединена с цилиндром воздушным каналом с жиклером, через который во время такта сжатия в камеру проникает воздух с очень большой скоростью, так как жиклер имеет небольшое сечение. Благодаря этому воздушный заряд активно перемешивается с впрыскиваемым топливом при воспламенении, после чего цилиндр плавно наполняется горячими расширяющимися газами через этот-же жиклер. Благодаря такой конструкции мотор работает достаточно плавно, имеет высокие тяговые показатели на низких оборотах, нетребователен к качеству топлива.


Второй тип моторов - с вихревой камерой. Отличие от форкамерной схемы заключается в том, что сама форма камеры немного иная и канал между ней и цилиндром довольно широкий. Процесс сгорания топлива в них происходит быстрее, эти моторы более быстроходные. Но схема эта также сильно устарела и используется в основном в моторах старых конструкций на легковых автомобилях и легких грузовиках. Их характерной особенностью является боле шумная работа по сравнению с форкамерными моторами.


На фото головка блока цилиндров, на которой видна крышка вихревой камеры.

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Ну и последний, и самый популярный тип компоновки - с непосредственным впрыском. В таких моторах также присутствует вихревая камера, но находится она в массивном днище поршня.

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

В таких моторах необходимые вихревые потоки добываются сразу несколькими способами. На компоновках с одним впускным клапаном на цилиндр, впускной канал делается спиралевидным, для придания завихрения воздушному потоку. По такому-же принципу иногда изготавливаются каналы в бензиновых моторах.

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Второй этап завихрения происходит при подходе поршня к верхней мертвой точке, в момент осуществления впрыска топлива. Зазор между днищем поршня и поверхностью головки минимален и воздух резко вытесняется из этого зазора в центр камеры сгорания, непосредственно на распылитель форсунки.

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

В результате такого перемешивания и расположения вихревой камеры с конусообразным выступом в днище поршня, сгорание топлива происходит с максимальной скоростью и давление в цилиндре растет без задержек вызванных перепуском газов по узкому каналу. В моторах с двумя впускными клапанами на цилиндр, на низких оборотах, когда скорость воздушного потока низкая, для создания вихревых потоков в цилиндре используют вихревые заслонки, перекрывающие один из впускных каналов.

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Данные заслонки присутствуют на подавляющем количестве современных дизельных моторов и являются попоболью для их владельцев, так как благодаря системе ЕГР, впуск вместе с заслонками очень быстро становится похож на это

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Далее, чтобы топливо попало в цилиндр, да еще и качественно там распылилось, нам нужна топливная аппаратура, это как правило самый дорогой компонент дизельного мотора.

Один из самых важных компонентов системы - топливная форсунка. Они бывают механическими и электромагнитными, вторые применяются в системах с электронным управлением впрыском.

Рассмотрим механическую форсунку, на этой картинке очень наглядно изображен принцип ее действия.

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Такие форсунки настраиваются на определенное давление открытия, при котором топливо приподнимает запорную иглу, освобождая себе путь к распылителю, игла держится открытой, пока давление топлива не упадет, таким образом дозируется порция топлива. Давление открытия в таких системах обычно находится в пределах 300-400 атмосфер. Топливо, просочившееся через зазор плунжерной пары распылителя уходит в обратную топливную магистраль "обратку" и по количеству топлива в обратке можно косвенно судить об исправности и износе форсунки, чем больше там топлива - тем ближе ее смерть. Распыление топлива происходит через распылитель, который находится на самом кончике форсунки и имеющий несколько отверстий. Благодаря высокому давлению впрыска образуется очень мелкодисперсный топливный туман, почти пар.

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Следы от струй распыляемого топлива часто можно обнаружить на поработавших поршнях

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Форсунки внешне могут сильно различаться, но суть и принцип работы у них один.

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Электромагнитные форсунки работают по несколько иному принципу. Они также открываются давлением топлива, но и запираются им-же. Это вызвано тем, что давление топлива, подающееся на электромагнитную форсунку постоянно. Топливо в закрытом положении давит на хвостовик плунжерной пары, уравновешивая открывающее усилие с другой стороны. При подаче напряжения на катушку электромагнита открывается перепускной канал, который сбрасывает давление на хвостовик плунжера, и игла открывается, при закрытии канала давление вырастает и закрывает иглу.

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Так, с форсунками понятно, а откуда берется такое конское давление? А его создает второй, не менее значимый компонент - топливный насос высокого давления (ТНВД).

ТНВД может быть совмещенным, когда все плунжерные секции собраны в одном корпусе

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Может быть раздельным, когда на каждую форсунку есть свой собственный ТНВД с одной плунжерной парой

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

И наконец, ТНВД может быть встроен прямо в форсунку! Такое мракобесие зовется насос-форсунка.

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

Самый популярный - первый вариант, на фото кстати ТНВД КамАЗ-740, второй по популярности - вариант номер два, он самый практичный, так как можно отдельно заменить один вышедший из строя элемент, что дешево и удобно. Такую схему, например очень любят ребята из Lombardini, ставят ее на все маленькие моторы для генераторов и на моторы побольше для тракторов

ДВС и его виды. Часть 7. Механический впрыск, Common Rail. ДВС, Двигатель, Дизель, Мотор, Длиннопост, Лень делать длиннопост

На фото хорошо видны индивидуальные ТНВД и форсунки.

Последний вариант любил пихать в моторы концерн VAG, и довольно быстро отказался от такой конструкции по причине затрудненной регулировки, подбора насос-форсунок по производительности и дороговизны производства и обслуживания.  В действие плунжерные секции приводятся либо распределительным валом ГРМ , на котором присутствуют отдельные кулачки, или своим собственным валом в случае с первым вариантом. Также есть еще несколько вариантов конструкции ТНВД поздних выпусков, отличающихся принципом действия. Регулировка опережения впрыска осуществляется либо отдельной муфтой опережения впрыска топлива, которая при увеличении скорости вращения доворачивает вал в ТНВД на опережение, либо фозовращателем на распределительном валу. Во всех механических системах впрыск происходит один раз за цикл. Также эти системы отличаются простотой, надежностью, неприхотливостью. В принципе не требуют электрооборудования в подавляющем большинстве, то есть мотор будет работать пока ему не перекроют топливо.


К сожалению, в очередной раз достигнуто ограничение длины поста, поэтому продолжение будет в следующей части. Спасибо за внимание!

Показать полностью 24
866

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель

Дизельный двигатель - двигатель, воспламенение рабочей смеси в котором обеспечивается от воздействия разогретого при сжатии воздуха. Первый двигатель, работающий по такому принципу, был построен в 1897 году Рудольфом Дизелем, чьим именем он и называется по сей день.
По основному конструктиву он имеет общие черты с бензиновым двигателем. Он тоже имеет блок цилиндров, головку блока цилиндров, может иметь распределительный вал, впускной и выпускной коллектора или патрубки. Также он может работать как по двухтактному, так и по четырехтактному циклу, но на этом сходства заканчиваются.

Первое, и главное отличие - отсутствие у дизельного двигателя системы зажигания, и вообще отсутствующая необходимость в каком-либо электрооборудовании. Воспламенение топлива происходит за счет сильного сжатия воздуха в цилиндре (в 14-20 раз), из-за чего его температура резко возрастает до 400-600 градусов по цельсию, и в этот момент в цилиндр впрыскивается топливо, которое воспламеняется от высокой температуры.  При чем процесс горения отличается от бензинового двигателя. В бензиновом двигателе рабочая смесь заполняет собой всю камеру сгорания (кроме систем с непосредственным впрыском), и после поджига происходит распространение фронта пламени, которое требует времени. Поэтому процесс горения может занимать продолжительное время и продолжаться даже на выпуске.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

На гифке кстати нижнеклапанный мотор. Видим длительный процесс горения, из-за которого у нас есть непостоянство давления в цилиндре, и часть тепла улетает в трубу.

В дизельном двигателе процесс горения занимает время, необходимое для впрыска необходимой порции топлива. После впрыска происходит задержка воспламенения, вызванная процессом испарения распыленного топлива, после чего оно воспламеняется и горит пока происходит впрыск факела, факел в свою очередь вырываясь из камеры сгорания, равномерно прогревает не вступивший в реакцию воздух, благодаря чему рабочий процесс происходит при постоянном давлении. Добавляем к этому длинноходную геометрию и высокую степень сжатия и получаем большой крутящий момент. Бонусом мы получаем достаточно холодный выхлоп, так как более эффективно используем полученное тепло. Дизельные двигатели имеют наибольший КПД среди поршневых двигателей, достигающий 35-50%.
Однако в тоже время дизельное топливо горит довольно медленно, и для его воспламенения требуется определенное время, что в купе с длинноходностью не дает им развивать большие обороты, и на высоких частотах вращения топливо не успевает сгорать, из-за чего приходится уменьшать его количество, теряя производительность.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка
ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Изначально Рудольф Дизель подумывал кормить свое детище угольной пылью, однако высокие абразивные свойства такого топлива загубили идею на корню. Первые моторы использовали в качестве топлива различные растительные масла, мазут, и даже сырую нефть. Вообще дизельный мотор может съесть любое топливо, главное, чтобы оно горело, разумеется с определенными ограничениями.

В первых конструкциях впрыск топлива в камеру сгорания осуществлялся пневматическим способом, при помощи отдельного компрессора, что делало дизель очень тяжелым, габаритным и очень мешало его распространению. Рудольф Дизель поплыл на пароходе в Лондон  в 1913 году на открытие фабрики по производству моторов, и зачем-то утопился, а вот Роберт Бош сел, подумал, и в 20-х годах создал первую форсунку не требующую для работы сжатого воздуха, и модернизировал топливный насос высокого давления (ТНВД), после чего детище Дизеля начало свое победное шествие по миру.

Первое время они были тяжелыми и тихоходными, некоторые конструкции требовали долгого прогрева паяльной лампой перед пуском, правда такие моторы назывались калоризаторными, так как имели калильную камеру, которую необходимо было нагревать

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка
ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка
ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка
ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Это двухтактный калоризаторный двигатель. Калориферная головка под номером 1.

Тут надо сделать ремарку, так как над дизелем работали не только в Германии.
Инженер Густав Тринклер (опять немцы), работавший на Путиловском заводе в Санктъ-Петербурге, аж в 1898 создал форкамерный дизель с гидравлической системой впрыска, опередив Роберта Боша на 20 лет. По сути он создал одну из современных вариаций мотора, однако под давлением патентных споров работы заставили свернуть в 1902 году, а жаль.

В 30-х годах двадцатого века дизель стал очень стремительно развиваться, применяясь в самых неожиданных местах и в самых разных вариациях. При чем в отличии от бензиновых моторов, двухтактная схема получила поистине огромное распространение, и самое смешное то, что самые большие дизельные моторы были как правило двухтактные!

Но двухтактная схема получила несколько иную реализацию, нежели в случае с бензином. Картерная продувка практически не использовалась, зато были две свои отдельные компоновки продувки:
1. Оконная или щелевая
2. Клапанно-щелевая

В первом варианте как впуск, так и выпуск осуществляется через окна в цилиндре, так как двухтактные моторы в подавляющем большинстве оснащаются компрессорами, продувка цилиндра осуществляется достаточно эффективно, однако при такой схеме очень тяжело организовать качественное итоговое наполнение цилиндра, так как впускные окна закрываются раньше выпускных в моторах с одним коленчатым валом, и эта фраза здесь не просто так.
Сумрачный немецкий гений придумал компоновку, сохраняющую качественную продувку без применения клапанов, да еще и прикрутил ее к самолету, мотор звали Junkers YUMO 205.
У этого мотора было 6 цилиндров, 12 поршней и два коленчатых вала, поршни двигались в цилиндрах навстречу друг другу, сжимая между собой воздух, в это пространство, посередине цилиндра и впрыскивалось топливо, одна группа поршней открывала выпускные окна, вторая группа открывала впускные окна, при этом выпускные окна закрывались раньше впускных, что позволяло создать избыточное давление на такте продувки и качественно очистить цилиндр от отработавших газов. Мотор отлично себя показал, развивая весьма большую мощность.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Нашим инженерам после войны тоже понравилась такая компоновка, и в 1953 году наши создали семейство двигателей Д100, которые долго ставили в тепловозы, а в 1956 году Харьковские конструкторы вывели компоновку в абсолют, создав двигатель 5ТД, в 1968 доработав его до 5ТДФА для танка Т64. При рабочем объеме всего в 13.6 литров он выдавал мощность до 1000 лс в некоторых модификациях, и в отличии от предков был сверхкомпактным и оппозитным.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Схема его работы была примерно такой

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

За характерный звук, танкисты прозвали его мотоциклом, а за характерный вид - чемоданом.
Однако его сложность и дороговизна его погубила, эти моторы часто выходили из строя по вине экипажа.

Впрочем наши от немцев старались не отставать, и в 1935 году тоже создали авиационный дизель, только четырехтактный, 12 цилиндровый, V-образный, с 4 клапанами на цилиндр, системой газораспределения DOHC с двумя распредвалами на головку и двойным турбонаддувом. Вы наверно уже знаете, о ком я) Это АН-1, который вскоре эволюционировал в АЧ-30

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Параллельно с ними, по схожей концепции был создан легендарный танковый мотор В-2, который вы прекрасно знаете)

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Также двухтактная компоновка не обошла стороной и самые большие на земле поршневые моторы, это судовые дизеля. Только сделаны они немного по другой схеме, называется она - крейцкопфная компоновка.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Слева. Крейцкопф (номер 10), представляет собой ползун, двигающийся по собственным направляющим, без воздействия высоких температур, с поршнем он соединен прямой штангой, и в такой конструкции поршень не испытывает боковых нагрузок, что позволяет сделать его площадь меньше и понизить потери на трение. Такая компоновка применяется только в очень больших дизелях из-за огромного хода поршня, достигающего трех метров.
И тут мы подошли ко второму виду двухтактных дизелей - с клапанно-щелевой продувкой.
Как видим, у таких машин в головке присутствует выпускной клапан, а впуск осуществляется через впускные окна, благодаря чему продувка осуществляется в идеальном направлении - снизу вверх.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Такая продувка использовалась не только на тихоходных судовых дизелях. Она попадалась и в довольно быстроходных моторах, таких как ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206. С рабочего объема 4.6л получали до 160 лс, мотор был двухтактным, клапанно-щелевой продувки, с нагнетателем типа "Рутс".  В двигателе были применены индивидуальные ТНВД, что стало предтечей насос-форсунок.

ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка
ДВС и его виды. Часть 6. Дизель ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост, Гифка

Двухтактные дизельные моторы стремительно захватили мир, и стремительно его покинули. С 1960 годов их количество очень быстро падало, и они были вытеснены четырехтактными моторами. На данный момент двухтактная схема используется только в самых больших судовых дизелях мощностью от 20000 до 100000лс. Такие моторы как правило имеют прямой привод на гребной винт, и в двухтактной компоновке гораздо проще осуществить реверс для обратного хода.

Вот мы и узнали о становлении и возникновении всем известных дизельных моторов. В следующей серии разберем устройство некоторых узлов и перейдем поближе к современным конструкциям.

Выйдет следующая часть не скоро, времени совсем нет, пишу ночами, как видите, но я стараюсь) До встречи!

Показать полностью 15
248

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики.

Всем привет, продолжаем.

Хочу отдельно поблагодарить читателей, которым не лень поправлять меня в комментариях. В дискуссии всегда рождается истина)

Внесем правки в предыдущую тему.


1. Да, я ошибся с ВАЗовскими моторами. Впуск с изменяемой геометрией стали устанавливать на моторы 1.6. На моторы 1.8 установили фазовращатель на впускной распределительный вал, в связи с чем увеличили маслонасос и модернизировали головку блока.


2.  И снова про крутящий момент и мощность.

Ходил я тут дня три и думал) Большое спасибо товарищу @daxiaoriben  , за наиболее содержательную и доходчивую наводку.


Да, если быть кратким, мощность - главное. Чтобы было проще это осознать,  я придумал пример.

Возьмем два двигателя с разными характеристиками, для простоты возьмем все факторы (сопротивление воздуха, вес маховика, вес машин и тд) одинаковыми, передаточное отношение трансмиссии равно 1. На графике цветными полосами я пометил скорости вращения коленвала с интервалом в 1000 об\мин.


На этой картинке нас интересует черный график

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост
ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

На картинках у нас два разных мотора, с одинаковым максимальным крутящим моментом. Один мотор (второй), с турбонагнетателем, поэтому у него кривая момента представляет из себя "полку" с 1500 по 4000 об\мин. У первого мотора пик момента достигается на 4500 об\мин, так как он атмосферный.  Теперь посмотрим на то, как они будут разгоняться. Ускорение машины зависит от приложенной к ней силы тяги, то есть от крутящего момента на колесе. У нас он будет равным на моменту на маховике (трансмиссионные потери для простоты не учитываем).


1. 1500 об\мин. У первого мотора момент на колесе составляет около 145 Нм, у второго 200Нм, соответственно второй мотор ускоряется резвее, так как тяга больше, смотрим на МОЩНОСТЬ. У первого 25 кВт, у второго 30 кВт, итого, выигрывает мотор, выдающий бОльшую мощность.


2. 2500 об\мин. У первого мотора момент на колесе около 160 Нм, у второго 200 Нм. Соответственно второй мотор продолжает уезжать, так как тяга все еще больше. Но больше и мощность, 50 кВт против 45.


3. 3500 об\мин. У первого мотора момент около 180 Нм, у второго также 200 Нм. Второй мотор продолжает отрыв, сохраняя преимущество в мощности, 75 кВт против 60 с копейками.


4. 4500 об\мин.  У первого мотора 200Нм, у второго около 190 Нм, и первый мотор начинает уходить,  теперь он преобладает в мощности. 90 кВт против 85 кВт.


5. Последняя метка в 5500 об\мин. Первый мотор выдает около 180 Нм, второй 150 и мощности соответственно 110 против 85 кВт.


Как видим, ускорение напрямую зависит от выдаваемой мощности, равно как и от крутящего момента, за одним маленьким НО. И это но расставляет точки в споре, или почему дизеля не валят.


Все очень просто. Берем дизель, допустим работает он на 2000 об\мин, и выдает крутящий момент в 200 Нм и мощность в 40 кВт, и есть бензин, работающий на 4000 об\мин, выдающий те-же 200Нм и, внимание, 80 кВт. Едут машины с одной скоростью, у дизеля передаточное число 1, у бензина 2. Мощность механических потерь, сопротивления движению машины и тд, примем в 40 кВт. Итого получаем : дизель достиг своей максимальной скорости и не разгоняется, а бензиновый мотор, выдавая тот-же момент, бодро уходит вперед, ибо он выдает вдвое больше мощности.  И тут дотошный читатель задаст вопрос, а как-же так, как тяговое усилие? А тут мы вспомним про передаточное отношение и увидим, что в то время как у дизеля на колесе 200Нм, у бензина аж 400, вдвое больше, вот сюда-то и делся двукратный избыток мощности. Поэтому дизели и не едут.


Отсюда итог. Да, машину разгоняет мощность, но ноги ее растут из крутящего момента, и в него-же она и уходит. И чем выше крутящий момент и чем более высокие при этом обороты, тем выше мощность и тем лучше.  И главное преимущество дизеля - это экономичность, в виду высокой тяговой характеристики на низких оборотах и НИЗКОЙ выдаваемой мощности, ибо топлива ест меньше. На этом думаю спор можно закрыть)


Итак. 


Современные системы управления двигателем, или ЭСУД.


Наибольшее количество изменений ЭСУД претерпели с введением норм токсичности выхлопных газов Евро-3. По сравнению с предыдущими вариациями, у данных систем появился электронно-управляемый дроссель и второй датчик кислорода, устанавливаемый после каталитического нейтрализатора, плюс катализаторов в большинстве случаев стало два, один в непосредственной близости от выпускных окон в головке, второй на отдалении.

С этого момента водитель полностью потерял механическую связь с двигателем, остались только провода. Мотор полностью управлялся электронным блоком управления, на педаль газа установили датчик ее положения. Теперь водитель не управлял дросселем, а лишь указывал ЭБУ, что он хочет получить от мотора. Введение электронного дросселя обусловлено тем, что при управлении дроссельной заслонкой при помощи ноги, происходила некоторая инерционность в смесеобразовании в переменных режимах, например при резком открытии дросселя смесь кратковременно обеднялась, а при закрытии - обогащалась. Все это ухудшало средние показатели токсичности выхлопа, из-за чего управление дросселем отдали ЭБУ.  Катализатор перенесли к головке для ускорения его прогрева, ведь как известно, рабочая температура нейтрализатора составляет больше 300 градусов, поэтому холодный запуск, да еще на переобогащенной смеси, сильно вредил экологии, плюс ко всему, дабы не убить долго прогревающийся катализатор несгоревшим топливом, производители устанавливали системы подачи воздуха во впускной коллектор, эдакий пылесос, который в течении пяти минут после запуска задувал по специальному каналу в коллектор сильный поток воздуха, для того, чтобы несгоревшее топливо имело возможность догореть в коллекторе, а не на сотах катализатора.

Второй датчик кислорода предназначался для контроля исправности нейтрализатора и на работу мотора не влиял.

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Система подачи воздуха в выпускные коллекторы.

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Выпускные кат-коллекторы.


Также с этого поколения системы управления в большинстве случаев распрощались с высоковольтными проводами и вынесенными катушками зажигания. Их место заняли единые или дискретные модули зажигания, различающиеся тем, что в едином несколько модулей залиты в один корпус. В таких модулях на каждый цилиндр была своя собственная катушка зажигания, что позволило уменьшить помехи от работы высоковольтной системы и увеличить стабильность работы системы зажигания в целом.

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Единый модуль зажигания

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Дискретные модули, или индивидуальные катушки.


Также благодаря этим модулям, фазированному впрыску топлива и датчику детонации, удалось осуществить поцилиндровый контроль работы двигателя. ЭБУ может "увидеть" пропуски зажигания в отдельном цилиндре и отключить его с соответствующей ошибкой, что сильно упростило диагностику неисправностей. Также наряду с внедрением этих систем,  пошла в массовое использование шина CAN-bus (Control Area Network) или сеть контроллеров. Это высокоскоростной интерфейс, связывающий в единую сеть контроллеры разных устройств автомобиля. С ее помощью блоки могут обмениваться данными и исполнять различные команды. Воедино все компоненты связывались модулем управления автомобилем, у разных производителей это называлось по разному, у опеля например, CIM-модуль, часто располагавшийся в рулевой колонке.


Данные системы впрыска существуют и здравствуют по сей день, к ним только добавили дополнительные возможности, такие как управление фазовращателями, воздушными заслонками, турбонагнетателями, вентиляторами, термостатами и тому подобным.


Ну и такие блоки как правило стали исполняться в литом корпусе с открытым монтажем на керамической плате, залитой компаундом, что люто усложнило их ремонт, а в некоторых случаях сделало его невозможным.

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Системы непосредственного впрыска топлива


Следующим шагом стало внедрение систем непосредственного впрыска (именно электронно-управляемых). Пионерами в принципе можно назвать компанию Mitsubishi с ее системой GDI (Gasoline Direct Injection, непосредственный впрыск бензина). У разных производителей эти системы назывались по разному, например FSI у фольксвагена, SIDI у опеля, и тд.


Эти системы кардинально изменили все принципы и возможности управления двигателем.

Для поднятия КПД, нужно было повышать степень сжатия, что при классической схеме, со сжатием готовой топливо-воздушной смеси, приводило к повышению вероятности возникновения неконтролируемого воспламенения, или детонации, которая разрушительно влияла на ЦПГ. И тут инженеры прикрутили к бензиновому мотору подобие коммон-рейла от дизеля.


В системе впрыска появился ТНВД (топливный насос высокого давления) и форсунки, установленные непосредственно в камеру сгорания. Давление в топливной рампе выросло до 100 и более атмосфер, что позволило осуществлять впрыск в очень короткое время, и качественно распылять топливо.  А главное, позволило безболезненно поднять степень сжатия до 12 и выше. Например мазда в своих моторах подняла степень сжатия до 14, а это уже показатель их-же дизельного мотора.


Также данные системы позволили улучшить экономичность за счет принципа послойного смесеобразования, благодаря чему моторы стали работать на переобедненных смесях, на которых воспламенение с традиционными системами невозможно. Действует это очень просто, в режиме малых нагрузок и холостого хода, поршень сжимает воздух, и непосредственно перед моментом искрообразования в область свечи зажигания подается порция топлива, создающая зону с нормальным составом смеси, в то время как средний состав получается очень бедным, но воспламенение в таком случае возможно, что позволяет сильно экономить, складывая это с высокой степенью сжатия, поднимающей эффективность сгорания.  В поршень в таких моторах, имеет очень хитрую форму днища

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Поршень Skyactive от мазды.


Моторы также получили второй режим работы на обедненной гомогенной (однородной) смеси, когда первый впрыск топлива осуществляется на такте в пуска, формируя очень бедную смесь, а перед воспламенение в область свечи опять-же подается дополнительная порция топлива, обеспечивающая воспламенение, такой режим используется на частичных нагрузках.

Ну и в режимах полной мощности впрысков становится больше, для формирования богатой "мощностной" смеси.


Плюсом к этому стали применять тотальное облегчение деталей двигателя, масляные и водяные насосы переменной производительности, для уменьшения отбора мощности на привод вспомогательных агрегатов, позволив поднять эффективность моторов на высокий уровень.


Также данная схема используется на моторах с компрессорами, только с уменьшенной степенью сжатия.


Кроме того, Экологичность моторов удалось повысить с помощью системы рециркуляции отработавших газов EGR (Exhaust Gas Recirculation).


Система появилась еще на заре развития систем управления впрыском, и клапаны рециркуляции были с вакуумным приводом. Позже они стали электронными, что увеличило точность их работы.

Данная система призвана уменьшить содержание окислов азота в выхлопных газах, образующихся при высокой температуре и избытке кислорода, поэтому с целью эту самую температуру понизить, и уменьшить количество кислорода, поступающего в цилиндры, на впуск стали подавать часть выхлопных газов на малых и частичных нагрузках. На режимах холостого хода и полной мощности  рециркуляция не осуществляется. С остальными вредными углеродосодержащими веществами в выхлопе отлично справляется каталитический нейтрализатор.


Отдельной, но параллельной тропой шли моторы с наддувом. Конструкторы подумали, зачем париться со всеми этими хитрыми резонансами и заслонками, когда можно прикрутить к мотору насос и задувать столько воздуха, сколько влезет? И сработало. Технология позволила меньше ломать голову, делаем ЦПГ покрепче, дуем побольше и получаем профит.

Моторы с наддувом отличаются очень простым впускным и выпускным трактом, и пониженной степенью сжатия, для предотвращения возникновения детонации. Ну и конечно наличием воздушного компрессора, приводимого в действие либо от энергии выхлопных газов (турбокомпрессор)

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Либо нагнетателем с приводом от коленчатого вала двигателя, как правило шнековым или роторным.

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Если в случае с приводными компрессорами все ясно,  и все хорошо, кроме отбора мощности от коленвала двигателя (до 1000лс на дрэговых моторах), и высокой стоимости, то с турбокомпрессорами появился такой гадкий эффект, как турбояма.

Турбояма возникает, когда энергии выхлопных газов не хватает, чтобы раскрутить крыльчатку компрессор до номинальных оборотов, и к примеру до 2000 об\мин мотор вялый, "не тянет", после чего происходит резкий подхват. Для решения этой проблемы крыльчатки турбокомпрессоров уменьшают, смещая "спул" (момент раскрутки компрессора), в зону более низких оборотов, но в этом случае маленького компрессора перестает хватать на верхах, для избежания этой гадости стали устанавливать два компрессора, маленький и большой. Маленький работает в нижнем диапазоне оборотов, большой - в верхнем.

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Однако системы опять-же, оказались дорогими, и в нижнем ценовом диапазоне их не встретить.

Системы наддува позволили начать стихийно понижать рабочий объем моторов, выдувая из них максимум мощности, правда долго жить такие моторы отказываются, так как физику не обманешь.


Назначение датчиков систем впрыска


Датчик положения коленчатого вала, ДПКВ

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Дает показания об угле поворота коленчатого вала, основополагающий датчик многих систем.


Датчик положения распределительного вала ДПРВ

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Дает данные об очередности фаз и положении распределительных валов. На некоторых системах в аварийном режиме может заменить ДПКВ.

При выходе из строя ДПРВ отключается режим фазированного впрыска.


Датчик положения дроссельной заслонки ДПДЗ

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Датчик дает показания о нагрузке на двигатель по степени открытия дроссельной заслонки.  На системах с электронным дросселем этот датчик встроен в корпус дроссельной заслонки, также их там может быть два.


Датчик температуры охлаждающей жидкости ДТОЖ

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Сообщает в ЭБУ данные о температуре охлаждающей жидкости. По этим данным осуществляется коррекция состава смеси при холодном запуске и в режиме прогрева.


Датчик массового расхода воздуха ДМРВ

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Дает данные о массе поступающего в двигатель воздуха, очень важен и является ключевым, в качестве смесеобразования.


Датчик абсолютного давления ДАД

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Дает аналогичные с ДМРВ данные, но менее точные, его данные косвенно говорят о текущем расходе воздуха. Иногда используется совместно с ДМРВ.


Датчик кислорода или лямбда-зонд. ДК

ДВС и его виды. Часть 5. Современные системы впрыска, применяемые датчики. ДВС, Двигатель, Мотор, Длиннопост

Устанавливается в выхлопном тракте и реагирует на наличие кислорода в выхлопных газах, играет важнейшую роль в контроле качества смесеобразования.

Бывает три типа:

1. На основе диоксида циркония.

2. На основе диоксида титана.

3. Широкополосные ДК.


Первые два не могут анализировать точный состав смеси, они работают как выключатель богатая-бедная. Рабочий диапазон сигнала зонда первого типа 0.1-0.9В, второго типа - 0.1 - 4.9В. Также у датчиков второго типа два сигнальных провода, так как они резистивные.

Датчики на основе диоксида титана применяются редко и стоят в три раза дороже циркониевых (владельцы Simtec-ов меня поймут).

Циркониевые датчики бывают:

однопроводные (без подогрева)

двухпроводные (с отдельной массой на сенсор)

трехпроводные (с подогревом с отдельным питанием)

четырехпроводные (с дополнительной массой на нагревательный элемент)


Широкополосные датчики позволяют получить точную информацию о составе смеси, широко используются в некоторых современных системах впрыска, настройщиками и  виде дополнительных приборов.


Это основной набор датчиков, без которого не обходится ни один более-менее современный мотор.


Думаю, этого достаточно в серии постов про бензиновые моторы. И пора переходить к дизельным. До встречи!

Показать полностью 17
527

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение)

Ремарка.

Я не претендую на истину, говорю о том, что знаю, знать могу не верно, поэтому просьба, если видите ошибку, распишите человеческим языком, где она. Не нужно писать про школу, самоучек неграмотных. Я хочу научиться, научите, напишите в комментах, где я не прав. Все, что я пишу, я трогал руками, это мой опыт и заключения на основе него. У меня гуманитарное образование, и ни один человек никогда меня не учил тому, что я пишу, будьте снисходительнее.


Итак, продолжаем.

Закончили мы на системе изменения эффективной длины впускного тракта Dual Ram, которая появилась в 1989 году на моторах C30SE, С30XEI, C40SE, C26NE. Система соединила воедино сразу две конфигурации впускного тракта, длинную и короткую.

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Во впускном коллекторе между двумя группами по три цилиндра установили воздушную заслонку с пневмоприводом, до 4000об\мин она закрыта, и коллектор имеет эффективную длину показанную красным цветом, на 4000 заслонка открывается и коллектор укорачивается до длины указанной зеленым цветом.

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Как видим, резонансная частота увеличивется примерно вдвое. Интересно, а какой эффект? А вот такой

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Весь подъем, выделенный красным, это выигрыш в крутящем моменте благодаря данной системе. Неплохо, для одной заслонки. Только зачем Немцы больше ста лет проектирующие моторы, гоняются за ненужным моментом, нипаняна.

Чуть позже данная система получила развитие, систему Multi RAM, на моторах V6, там уже было две заслонки, которые имитировали 4 длины впускного тракта.

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор
ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

На картинке черной линией нарисовал резонансную длину впускного тракта, которая добавляется к длине самих патрубков, ведущих от ресивера к головкам (около 15см).

В режиме холостого хода система находится с режиме сообщения двух камер ресивера. Система активируется в режиме полной мощности, на частичных нагрузках она "спит". При полностью открытом дросселе от холостых и до 3400 об\мин система переходит во второй режим, и максимально удлиняет коллектор, с 3400 до 4100 об\мин коллектор укорачивается вдвое, на оборотах более 4100 остаются только впускные патрубки, впуск максимально укорочен. Благодаря этой системе удалось поднять момент на низких оборотах без потери на верхних, сделать полку более ровной, без провалов. Сейчас такой коллектор стал популярным атрибутом на 4 цилиндровых моторах, у многих производителей, как недорогое дополнение к другим системам..

Это хонда

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

И даже автоваз соизволил прикрутить его к "новому" 1.8

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

есть еще всякие интересные системы, улучшающие смесеобразование на низких оборотах, когда скорость потока во впуске низкая, а вихревые потоки в цилиндре создавать надо, для более равномерного смешивания топливных паров и воздуха. Одна из таких систем - Twin Port, применяемая на моторах с 4 клапанами на цилиндр.

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Суть проста, на низких оборотах заслонкой перекрывается один из каналов и у мотора из двух клапанов на впуске остается один, из-за чего в цилиндре создается завихрение, благодаря которому получаем более эффективное и полное сгорание.

Но помимо впуска у нас есть еще и выпуск, который так любят снабжать прямотоком без задней мысли. И резонансная характеристика выхлопа также важна ка и на впуске, хоть и дает меньший прирост в качестве наполнения цилиндров. С одноцилиндровыми моторами все просто, там одна труба, и главная ее задача - не создавать излишнего сопротивления и не возвращать волну к выпускному окну в режимах наиболее эффективной работы, на которые настроен впуск. Вообще впуск и выпуск настраиваются только сообща, так как есть такая весчь, как фазы газораспределения, в которых есть фаза перекрытия, это тот момент, при котором открыты оба клапана

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Из диаграммы видим, что при прохождении поршнем верхней мертвой точки, на протяжении 46 градусов поворота коленвала, оба клапана приоткрыты и выпуск соединен с впуском, а в цилиндре сквозняк) В этот момент, нужно чтобы в приемной трубе присутствовало разряжение, а во впуске пришла резонансная волна, тогда выхлопная система в состоянии наиболее полно очистить цилиндр от остатков отработавших газов и помочь разогнать смесь во впуске.  Выпускные коллекторы, рассчитанные на низкий резонанс, имеют большую длину

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Они лучше работают на низких оборотах, коллекторы для верхов короче

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Сейчас производители можно сказать вообще не уделяют внимания на выхлоп в гражданском исполнении, ибо экологи прикрутили на всех катколлекторы, которые заставили забыть про настройку выхлопа.

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Производители быстро наигрались изменением конфигурации впускного тракта, и надо было идти дальше. У тут началась эра изменяемых фаз газораспределения. Понапридумывали их также много, и все обозвали их своими именами. У BMW это VANOS, у хонды VTEC, у тойоты VVT-i и так далее. В основной массе эти системы представляют собой составные, гидравлически управляемые шкивы распределительных валов, которые позволяют проворачивать распредвал относительно шкива и изменять фазы газораспределения, для наиболее качественного наполнения цилиндров. В первых версиях данной системой оснащались только впускные распределительные валы, позже их стали ставить и на выпуск.

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

На фото тойотовская VVT, видно две части шкива, которые могут вращаться друг относительно друга при наполнении маслом одних или других полостей, также видно подпружиненный штифт, который блокирует движение механизма при отсутствии давления масла, например при запуске. Так для чего изменять фазы?

На низких оборотах клапан открыт продолжительное время и наполнение происходит хорошо, но для его улучшения нужно закрыть впускной клапан не через 64 градуса после нижней мертвой точки, как на диаграмме выше, а раньше, чтобы поршень не вытолкнул часть смеси обратно во впуск, а на высоких оборотах наоборот, нужно дольше держать клапан открытым, чтобы движущаяся с большой скоростью воздушная масса успела по инерции больше натрамбовать цилиндр. В купе с изменяемым впускным коллектором это дает большой эффект, а выпускным распредвалом регулируется фаза перекрытия, меньше на низких оборотах и больше на высоких.

Хонда пошла другим путем, со своей системой VTEC, у нее на распредвалах есть отдельный кулачек и отдельный рокер, эта система уникальна тем, что в двигателе одновременно присутствует по сути два комплекта разных распредвалов, низовые и верховые. Если системы изменения фаз газораспределения могут только смещать фазы, но не могу изменить их ширину и величину поднятия клапана, на системе VTEC можно одномоментно сменить всю конфигурацию механизма ГРМ, и это действительно уникальное изобретение

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Как видим, при низкой частоте вращения коленчатого вала, задействованы кулачки с узкой фазой и небольшим подъемом клапана, третий кулачек и его рокер не связаны с системой. При достижении определенных оборотов, штифт соединяет все три рокера воедино, и управление на себя берет третий кулачек, с широкой фазой, по сути в двигателе меняется распредвал. Кто ездил на хондах с VTECом, чувствовали этот лютый подрыв, когда включается "втык". Благодаря ему, хондовцы создают моторы с хорошими низами и крутящиеся до бешеных оборотов. А систему свою запатентовали вдоль и поперек)

BMW тоже пошли своим путем, и помимо VANOS, создали систему управления высотой подъема клапанов, под названием Valvetronic, хитроумных ход позволил полностью избавиться от дроссельной заслонки, отныне наполнение регулируется только подъемом клапана

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Хитроумная система с электроприводом, может пододвигать и отодвигать промежуточный рычаг к распредвалу, изменяя его диапазон перемещения, а вместе с ним и высоту поднятия клапана.

Ну, теперь можно перейти к системам управления двигателем.

Их рождение было довольно мучительным, полным поисков. Все началось с элементарной замены карбюратора на топливную форсунку, что обозвали моновпрыском. Только кто-то пошел по нормальному пути, создав электронную систему, а кто-то нагородил механических вундервафлей. Сейчас напугаю старых мерсофилов и ваговодов одним словом - KE-Jetronic! Сколько выпил крови этот унитаз у честных людей.

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

На фото распределенный джетроник.

Но не будем о механике, эта ветвь сразу оказалась тупиковой и никакого развития не получила. Зато неплохо пошел электронный моновпрыск, например Siemens Multec IEFI-6. В принципе полноценная система с датчиком положения коленчатого вала с полноценным реперным диском 60-2, датчиком абсолютного давления во впускном коллекторе, одной форсункой над дроссельной заслонкой и циркониевым датчиком кислорода. Система в одном блоке включала и систему управления зажиганием, В блоке не было силовых выходных каскадов, поэтому ЭБУ управлял катушкой зажигания через отдельный коммутатор.

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Система включала в себя следующие датчики и устройства:

1. Датчик положения коленвала

2. Датчик абсолютного давления (MAP сенсор (Manifold Absolute Pressure))

3. Датчик кислорода

4. Датчик температуры охлаждающей жидкости

5. Датчик положения дроссельной заслонки

6. Шаговый мотор регулировки холостого хода

7. Датчик скорости машины.


Блок управления был единым, выполненным в одном корпусе и имел систему самодиагностики и шину связи К-Line

Система позволила полностью автоматизировать управление двигателем, точно регулировать опережение зажигания по нескольким картам, каждая для своего режима, а также точно регулировать состав рабочей смеси по отдельным топливным картам. Все функции карбюратора взял на себя корпус дроссельной заслонки с одной топливной форсункой, топливо к которой подавалось электрическим топливным насосом находящимся в баке, подающим топливо под давлением 0.75 атмосферы, давление регулировалось мембранным регулятором давления, и было постоянным, лишнее топливо по обратной магистрали сливалось в бак.

Карта опережения зажигания выглядит примерно так

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Топливная карта выглядит так

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Зная производительность топливной форсунки ЭБУ корректировал длительность ее открытия для точного дозирования количества впрыскиваемого топлива.

Датчик положения коленвала по реперному диску давал информацию в ЭБУ об угле поворота коленвала, это единственный жизненно необходимый датчик, при потере которого запуск и работа двигателя были невозможны. По датчику температуры охлаждающей жидкости ЭБУ корректировал состав смеси в сторону обогащения при запуске холодного двигателя, а также запускал и оканчивал прогревочный режим работы.

Датчик положения дроссельной заслонки отвечал за переключение эбу в режимы холостого хода, частичной и полной нагрузки, датчик абсолютного давления давал данные о расходе воздуха, шаговый мотор холостого хода регулировал подачу воздуха в режиме ХХ, на циркониевый датчик кислорода ЭБУ подавал опорное напряжение в 0.45В, при отсутствии кислорода в выхлопных газах датчик отклонял это напряжение в сторону 1В, что говорило о богатой смеси, при появлении кислорода датчик отклонял напряжение в сторону 0.1В, что говорило о бедной смеси, по данным датчика ЭБУ осуществлял коррекцию времени впрыска по фактическим данным, отклоняя ее туда-сюда, держа среднюю нормальную смесь. Система получилась удачной, простой и надежной, однако одна форсунка позволяла ставить ее только на малолитражные моторы и не давала точно контролировать состав смеси, плюс имела некоторую инерционность.

Вторым этапом были системы распределенного параллельного впрыска, яркий ее представитель - Bosh Motronic ML4.1. Эта система обзавелась индивидуальными форсунками на каждый цилиндр, выросло давление топлива до 2.7 атмосфер, которое при открытии дросселя автоматически поднималось до 3 атмосфер, что позволило готовить более качественную смесь, особенно после того как форсунки обзавелись двумя, а затем и четырьмя дюзами, что улучшало распыление топлива. Однако форсунки были запараллелеными и срабатывали одновременно. Датчик абсолютного давления уступил место датчику объемного расхода воздуха ДОРВ (VAF, Volume Airflow Sensor), в остальном система повторяла моновпрыск, за исключением того, что коммутатор переехал в блок управления двигателем.

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

ДОРВ

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор
ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Датчик положения дроссельной заслонки был кастрированным, и по природе был выключателем на три положения - холостой ход, частичная нагрузка, полная нагрузка.


Третьим этапом были системы с попарно-параллельным впрыском, где форсунки группировались попарно или в две группы по три на 6 цилиндрах. Некоторые версии оснащались датчиками детонации, которые помогали вовремя распознать детонацию и сделать откат опережения угла зажигания. Датчик положения дросселя стал нормальным, резистивным. Датчик кислорода обзавелся подогревом и был перенесен в конец приемной трубы. Схемотехника блока стала новее и быстрее. Пример такой системы - Bosch Motronic 1.5

ДВС и его виды Часть 4 (продолжение) ДВС, Двигатель, Длиннопост, Мотор

Далее все стало серьезнее, появился фазированный впрыск. То есть управление форсунками происходило индивидуально для каждого цилиндра, распределитель уступил место модулю зажигания с двумя или тремя катушками, ДОРВ уступил место более совершенному ДМРВ (MAF Mass Air Flow sensor) или датчик массового расхода воздуха с датчиком температуры впускного воздуха. Смесь то у нас считается в массовом соотношении, поэтому данные об объеме были не совсем актуальными, плюс ДМРВ не мешает воздушному потоку. Появился датчик фаз, по которому ЭБУ вычислял рабочий такт в первом цилиндре, это необходимо для фазированного впрыска. При выходе из строя ДПРВ, ЭБУ переходил на попарно-параллельный впрыск с соответствующей ошибкой. Эти системы сделали настоящий рывок и такой ее представитель, как Bosch Motronis 2.8, был лицензирован, обозван Январем 5.1-41, и еще долго колесил по нашим дорогам в чреве лад, а тюнингерам пришелся по душе за гибкость настроек. Такие системы позволили весьма точно управлять двигателем, и вплотную приблизились по возможностям к современным системам.


Систем впрыска на самом деле было великое множество, у каждого свои, но общие принципы были одни и те-же.


И снова подкрался лимит. Продолжение на следующей неделе. Надеюсь, вам все еще интересно. До встречи!

Показать полностью 22
Отличная работа, все прочитано!