Podczas pracy silnika paliwo palne w komorach zamienia się w energię i gazy spalinowe, które należy usunąć, ponieważ konieczne jest zwolnienie miejsca na następną mieszankę paliwową. Tłok jest napędzany uwolnioną energią, a jednocześnie służy jako siła wyciskająca gazy spalinowe z układu. Aby proces ten przebiegał bez przeszkód, ważne jest, aby stworzyć rozrzedzone środowisko po drugiej stronie.
W tym celu w konstrukcji samochodu stosuje się rury do układów wydechowych, często stosuje się pofałdowanie w celu ich połączenia.
Dlaczego rozrzedzone powietrze w systemie jest tak ważne? Dzięki takiemu stanowi powietrza uzyskuje się szybkie uwolnienie komory z gazów. Okazuje się, że działa jak odkurzacz. Dlatego kamera staje się tak bezpłatna, jak to możliwe, aby otrzymać nową porcję mieszanki paliwowej. Jak osiąga się rzadkość w systemie? Efekt ten powstaje w wyniku działania sił bezwładności gazów. Po emisji spalin ciśnienie wzrasta, a następnie powstaje rzadka atmosfera.
Dodatkowe zagięcia w systemie, a także wszelkiego rodzaju elementy lub awarie, takie jak nieprawidłowo zamontowane pofałdowanie, mogą utrudniać proces wypuszczania gazów z butli. W rezultacie niekompletna część mieszanki paliwowej wchodzi do komory, a całkowita moc silnika jest znacznie zmniejszona. Aby uniknąć takich problemów, często używaj prostych układów wydechowych, czasem o zwiększonej średnicy rury. Pozwala to na swobodny przepływ spalin.
System bezpośredniego przepływu składa się z kolektora, który może rozgałęzić się na liczbę cylindrów w silniku. Kolejnym elementem jest katalizator, który zapewnia częściowe oczyszczanie gazów.
Następnie spaliny są kierowane do rezonatora, gdzie następuje spadek prędkości gazu i pierwotne tłumienie hałasu emisyjnego. Następnie tłumik umieszczony jest na ścieżce systemu, co minimalizuje hałas spalin. W tej części można zlokalizować czujniki i filtr sadzy. Każdy z węzłów może łączyć się z innym pofałdowaniem.
Jeśli weźmiemy przykładowy standardowy układ wydechowy, to z reguły ma on kilka miejsc, które utrudniają szybki i niezakłócony ruch gazów w układzie. Nie ma filtra cząstek stałych, a rezonator w takim układzie ma obniżony opór. Najbardziej wrażliwym miejscem w takim układzie jest kolektor wydechowy. Najpierw trzeba to zmienić.
Konstrukcja kolektora zależy od jego długości. Na przykład krótki będzie miał projekt 4-1. Oznacza to, że cztery odgałęzienia zbiegną się w jedną rurę. Jeśli jest to długi odcinek, najprawdopodobniej ma konstrukcję 4-2-1. Zgodnie z tym schematem cztery gałęzie są połączone parami, to znaczy dwiema rurami, a następnie ta para w jednej rurze. Krótka wersja kolektora jest bardziej odpowiednia dla mocnych samochodów i tych, którzy lubią prędkość, ponieważ dodaje mocy przy 6000 tysięcy obrotów na minutę. Druga opcja jest bardziej odpowiednia dla ruchu miejskiego. Należy pamiętać, że zmiana konfiguracji układu wydechowego prowadzi do konieczności dostrojenia w układzie zasilania paliwem pojazdu, a pofałdowanie pomoże połączyć sekcje.
Jeśli chodzi o rezonator, należy go zainstalować w części systemu, w której spada ciśnienie gazu. Jest to konieczne, aby zwiększyć moc silnika.
W tej sekcji prędkość gazu jest pompowana przez odbłyśnik, zwiększa się objętość przedmuchiwania komór silnika, co prowadzi do wzrostu całkowitej mocy z powodu wzrostu prędkości. Aby zmniejszyć wpływ na zmniejszenie rozrzedzania powietrza w układzie, tłumik należy zainstalować w maksymalnej odległości od rezonatora. Do ich mocowania nadaje się specjalna falistość.
Można powiedzieć, że w systemie standardowym szeroki fragment rury na końcu odcinka odgrywa rolę tłumiącą dźwięk wydobywający się do poziomu 100 dB. Ale jeśli zastąpisz końcówkę typem A, moc silnika znacznie wzrośnie. Jednocześnie objętość spalin wzrasta również do niedopuszczalnych, w granicach miasta, 120 dB.
Podczas eksploatacji samochodu każda część podlega zużyciu. Elementy nadwozia i zawieszenia będą trwać dłużej, ponieważ podczas produkcji są przeznaczone do pracy w agresywnych środowiskach i warunkach. Istnieją elementy i części, które podlegają szybszemu zużyciu. Należą do nich klocki hamulcowe (zużywające się podczas bezpośredniego użycia), koła zębate w zmiennej skrzyni biegów, które podlegają dużym obciążeniom, marszczeniu i innym. Co z układem wydechowym?
Ta jednostka również ulega uszkodzeniom mechanicznym przez te same kamienie na drodze. Ale większe szkody przynosi jej agresywne środowisko substancji chemicznych zawartych w spalinach i wysoka temperatura. Na przykład temperatura kolektora podczas pracy osiąga 1300 stopni. Aby uniknąć stopienia, jest wykonany z żeliwa żaroodpornego. Na styku kolektora i rury łączącej pofałdowanie temperatura może osiągnąć 1100 stopni, a katalizator może osiągnąć temperaturę 1050 itp.
Jednak takie temperatury są osiągane wewnątrz samego systemu, a nie na zewnątrz, więc sytuacja jest nieco łatwiejsza. Ale jednocześnie na część zewnętrzną wpływa różnica temperatur otoczenia, a także wszelkiego rodzaju związki chemiczne usuwające lód z jezdni.
Tak więc żywotność układu wydechowego wynosi około 3-4 lat, a jeśli jego korpus nie jest wykonany ze stali stopowej, to jeszcze mniej.
Główne obciążenie spada na skrzyżowaniu węzłów. Zwłaszcza z różnych materiałów. Często stosuje się marszczenie. Aby uniknąć wycieku spalin i wycieku, do układu wydechowego stosuje się uszczelniacz, który może wytrzymać do 1090 stopni.
Awaria tłumika jest bardzo łatwa w instalacji. W takim przypadku nie potrzebujesz nawet kontroli wzrokowej. Tłumik wymagający naprawy słychać w odległości mili. Głośny, nieprzyjemny dźwięk może sprawić, że nawet najbardziej doświadczona osoba się odwróci.
Tłumik, który pojawił się u zarania przemysłu motoryzacyjnego, pozwolił na spokój w blokach miast, które często naruszały ryk silników pierwszych pojazdów. Głośne kichanie niedoskonałych silników naciskało na bębenki ucha i odstraszyło miejscowe dzieci.
Zbliżanie się samochodu pod koniec XIX wieku było słyszalne przez ćwierć wieku. Zastosowanie tłumika pozwoliło rozwiązać ten problem dźwiękowy. Samochody zaczęły jeździć cicho, nie zakłócając snu i spokoju mieszkańców miast.
Tłumik samochodowy jest integralną częścią układu wydechowego generowanego podczas pracy silnika. Jego głównym zadaniem jest tłumienie hałasu powstającego podczas usuwania spalin ze spalania paliwa.
Pierwsze tłumiki były stosunkowo prymitywne, stosunkowo słabe, tłumiące hałas. W wyniku wysokich temperatur gazów wydechowych materiał niskiej jakości stał się bezużyteczny i zaczął rezonować podczas pracy silnika.
Wysokiej jakości nowoczesny tłumik jest w stanie skutecznie tłumić hałas, przekształcając je w przyjemny „huk” z rury wydechowej. Materiał użyty do wytworzenia produktu charakteryzuje się wysoką odpornością na ekstremalne temperatury i korozję.
Konstrukcja i układ tłumika prawie wszystkich modeli samochodów różnych producentów nie różnią się od siebie. To jest proste, a jednocześnie skuteczne.
To ona odbiera pierwsze gorące spaliny z komory spalania silnika. Bardzo często ich temperatura może osiągnąć 1000 stopni.
Dlatego rura odbiorcza jest wykonana z materiałów ogniotrwałych odpornych na wysokie temperatury. Z reguły producenci samochodów stosują stop żeliwa i stali
Jego zadaniem jest zneutralizowanie maksymalnej ilości szkodliwych substancji w spalinach dla mniej niebezpiecznych elementów. Działanie katalizatora ma na celu zminimalizowanie szkód w środowisku, do którego dostają się gazy spalinowe.
3. Tłumik przedni
Jest również nazywany rezonatorem, ponieważ pochłania dźwięki emitowane przez gazy spalinowe przejeżdżającego przez niego samochodu. Między innymi minimalizuje wibracje, zmniejszając prędkość przepływu gazów.
Jest to przedni tłumik, który redukuje hałas pojazdu, przejmując ciężar żarowych gazów dochodzących z dużą prędkością z palnego paliwa
Wreszcie zmniejsza hałas maszyny i usuwa spaliny z otoczenia. Ich temperatura spada do minimalnego bezpiecznego poziomu.
Działanie tłumika i całego układu wydechowego wiąże się z wysokimi temperaturami. Wszystko to prowadzi z czasem do uszkodzenia powierzchni tłumika.
Każdy kierowca bez wyjątku słyszał, jak działa uszkodzony tłumik. Hałas samochodu w ruchu, szczególnie na niskich biegach, znacznie wzrasta. Wszystko to powoduje pewien dyskomfort dla kierowcy i innych użytkowników drogi.
Słabym ogniwem w każdym tłumiku jest oczywiście spoina. Przy intensywnym użytkowaniu maszyna zaczyna się przerzedzać pod wpływem wysokiej temperatury.
Ostatecznie materiał wypala się i zaczyna wydzielać spaliny. Obcy dźwięk pojawiający się podczas pracy silnika jest jedną z pierwszych oznak problemu.
Często aktywne korzystanie z maszyny w okresie zimowym prowadzi do uszkodzenia korozyjnego powierzchni tłumika. Procesy powstawania ognisk rdzy są przyspieszane przy zastosowaniu mieszanki soli odladzającej i zmian temperatury na drogach.
Prawie każdy samochód w swoim życiu „widział” zmianę i naprawę tłumika przynajmniej raz w okresie eksploatacji.
Nie można nie doceniać znaczenia elementu konstrukcyjnego układu wydechowego. Jest to tłumik, który jest w stanie znormalizować silnik i zapewnia wygodną jazdę samochodem.
Dziękuję, powodzenia w drodze. Czytaj, komentuj i zadawaj pytania. Subskrybuj najnowsze i interesujące artykuły na stronie.
Układ wydechowy do silników Diesla z turbodoładowaniem ATD i AXR
Układ wydechowy ma za zadanie odpowietrzyć gazy wydechowe, utrzymując jednocześnie ilość szkodliwych substancji w spalinach na minimalnym poziomie (tryb pracy katalizatora). Ponadto układ wydechowy redukuje do minimum hałas powstający podczas spalania.
Konstrukcja układu wydechowego zależy od modelu silnika. Części układu wydechowego są skręcone ze sobą lub połączone za pomocą zacisków i mogą być wymieniane indywidualnie.
Osłony cieplne na prowadzeniu rur zapobiegają przedostawaniu się silnego promieniowania cieplnego do dolnych części ciała. Po demontażu wszystkie nakrętki i uszczelki samozabezpieczające należy zawsze wymienić. Pierścienie montażowe i zderzaki gumowe są również wymieniane.
Żywotność układu wydechowego
Rura wydechowa w samochodzie jest zaprojektowana na 60 000 kilometrów. Oczywiście jego żywotność zależy również od warunków eksploatacji samochodu. Jeśli przejeżdżasz głównie na krótkich dystansach, w układzie wydechowym wypada znacznie więcej kondensatu, sadzy i żrących kwasów niż podczas podróży na duże odległości z dobrze ogrzanym silnikiem.
- Rura wydechowa z zainstalowanym katalizatorem jest mniej podatna na korozję niż inne elementy, jak gazy spalinowe przepływają nawet przy temperaturach od 800 do 1000 ° C.
- W rurze wydechowej i tłumiku końcowym gazy wydechowe znacznie obniżają ich temperaturę; w końcowym tłumiku ich temperatura wynosi zaledwie 150–300 ° С. Dlatego większość kondensatu wody pojawia się w tłumiku końcowym. Miesza się z produktami spalania, tworząc agresywne kwasy, powodując przez korozję metalu rury wydechowej od wewnątrz na zewnątrz.
- Przednie części układu wydechowego podczas podróży na duże odległości mogą podlegać obciążeniom termicznym, gdy gorący metal jest stale narażony na zimny prysznic, gdy pada deszcz. Materiał może pękać lub pękać.
- Rozpryski wody lub słonej wody przyczyniają się do korozji na zewnątrz. Uderzenia o kamienie lub twarde podłoże, a także wibracje wynikające z wadliwych zawieszeń rur lub ich braku, również zmniejszają żywotność rury wydechowej.
- Należy unikać niekorzystnych warunków, które mogą prowadzić do wysokich temperatur w katalizatorze. Nie parkuj samochodu, aby znajdował się w pobliżu łatwopalnych materiałów.
- Zastosowanie dodatkowej ochrony antykorozyjnej lub antykorozyjnej do kolektora wydechowego i rur wydechowych, katalizatorów i osłon cieplnych nie przedłuży żywotności układu wydechowego. Substancje te mogą zapalić się podczas podróży.
Redukcja emisji spalin
Paliwo składa się głównie z węgla i wodoru. Podczas spalania węgiel łączy się z tlenem atmosferycznym, tworząc dwutlenek węgla (CO2), wodór, łącząc się z tlenem (O2), tworzy wodę (h3O). Na przykład około 1 0,9 litra wody powstaje z 1 litra oleju napędowego, który z powodu ciepła spalania jest niedostrzegalnie usuwany przez układ wydechowy. Zimą po uruchomieniu zimnego silnika często widać białe zaciągi spalin. To jest kondensat wodny.
Nawet w silniku Diesla pracującym w przeciwieństwie do silnika gazowego z dużą ilością powietrza występują substancje toksyczne, choć w stosunkowo mniejszej ilości. Redukcja toksyczności emisji jest wymagana w celu spełnienia rygorystycznych norm emisji spalin oraz w przypadku silników Diesla TDI.
Aby układ wydechowy działał bezbłędnie, do zbiornika należy wlać tylko benzynę bezołowiową. Katalizator ulega awarii z powodu ołowiu zawartego w benzynie ołowiowej. Ponadto nigdy nie musisz jechać, dopóki zbiornik paliwa nie będzie całkowicie pusty. Nieregularne zasilanie paliwem prowadzi do przerw w zapłonie, przez co niespalone paliwo dostaje się do układu wydechowego. Może to prowadzić do przegrzania i uszkodzenia katalizatora.
Turbosprężarka do czystego spalania
Przy dużej ilości powietrza w komorze spalania paliwo pali się „czysto”. Składniki spalin, takie jak tlenek węgla i sadza, są wytwarzane w bardzo małych ilościach. Turbosprężarka dostarcza więcej powietrza dolotowego.
Z tego powodu przy stosunkowo niewielkich ilościach wtryskiwanego paliwa podczas spalania występuje nadmiar powietrza. Prowadzi to do zmniejszenia ilości szkodliwych substancji w spalinach. Turbosprężarka wykorzystuje gazy spalinowe przenoszone z prędkością naddźwiękową przez kolektor wydechowy jako energię napędową. Gazy przechodzą przez obudowę turbiny, gdzie przyspieszają wirnik pompy do ponad 100 000 obr / min. Wirnik napędza koło sprężarki za pomocą wału. Wciąga świeże powietrze do obudowy sprężarki i wciska je do komór spalania. Doładowanie z turbodoładowaniem zmniejsza ilość szkodliwych substancji w spalinach i hałasie, a ponadto zwiększa moc wyjściową i stopień wydajności.
Powietrze wtórne do uruchomienia zimnego silnika
Dzięki układowi powietrza wtórnego osiąga się przyspieszone ogrzewanie, a tym samym wczesny tryb gotowości katalizatora po uruchomieniu zimnego silnika.
Zasada: ze względu na nadmierne wzbogacenie mieszanki roboczej na etapie rozruchu zimnego silnika spaliny zawierają zwiększoną część niespalonych węglowodorów. Dzięki wtórnemu wtryskowi powietrza do katalizatora poprawia się późniejsze utlenianie, a tym samym zmniejsza się emisja szkodliwych substancji. Uwolniona energia skraca czas przygotowania do pracy katalizatora, poprawiając w ten sposób jakość spalin na etapie rozgrzewania silnika.
Funkcjonowanie: jednostka sterująca silnika steruje za pośrednictwem przekaźnika pompą wtórną w celu zwiększenia powietrza wtórnego. Powietrze przepływa do zaworów uniwersalnych. Jednocześnie regulowany jest zawór doładowania powietrza wtórnego, który przekazuje zmniejszone ciśnienie do zaworów uniwersalnych w celu zwiększenia powietrza doładowania. Z tego powodu każdy zawór uniwersalny otwiera drogę dla powietrza wtórnego do kanałów wylotowych w głowicy cylindrów.
Ze skrzynki próżniowej rurociąg przechodzi przez zawór zwrotny (do rury wlotowej) do wtórnego zaworu doładowania powietrza. Świeże powietrze przepływa z obudowy filtra powietrza do pompy powietrza wtórnego.
Światło wylotowe
Jeżeli jednostka sterująca silnika wykryje awarię, jest to sygnalizowane poprzez włączenie lampki ostrzegawczej wydechu. Lampka ostrzegawcza wydechu może migać lub migać w sposób ciągły. W każdym przypadku należy skontaktować się z warsztatem w celu przeszukania pamięci błędów.
Jeśli lampa świeci w trybie przerywanym, oznacza to defekt, który w tym stanie ruchu może spowodować uszkodzenie katalizatora. W takim przypadku możesz przejść tylko ze zmniejszoną mocą. Jeśli światło świeci ciągle, oznacza to awarię, która pogarsza skład spalin. Konieczne jest odczytanie informacji z pamięci błędów sterownika silnika i automatycznej skrzyni biegów.
W silnikach benzynowych i wysokoprężnych, wraz z turbodoładowaniem i układem recyrkulacji spalin, czystość spalin zapewniona jest przez katalizatory. W silnikach benzynowych są to regulowane katalizatory z sondami lambda; w silnikach wysokoprężnych są to nieuregulowane katalityczne katalizatory utleniające. Ten katalizator przekształca tlenek węgla i węglowodory w dwutlenek węgla i wodę.
Przekrójowy katalizator:
Wspomniany układ recyrkulacji spalin zapewnia redukcję tlenku węgla. System ten zawiera zawór recyrkulacji spalin, który, gdy silnik jest ciepły, odprowadza część gazów z powrotem do komory spalania. Zmniejsza to temperaturę spalania, a zatem udział szkodliwych substancji w spalinach.
Konstrukcja katalizatora utleniania katalitycznego: w przypadku stali nierdzewnej 1 umieszczony jest komórkowy ceramiczny korpus 2. Jest on pokryty warstwą tlenku glinu 3, dzięki czemu jego powierzchnia jest zwiększona 700 razy. Na tę warstwę nośną nanosi się metal szlachetny platynę 4 jako katalizator przez natryskiwanie.
Emisje cząstek stałych są cechą silników Diesla. Jest znacznie wyższy niż silniki benzynowe. Cząsteczki składają się głównie z węgla (sadzy). Pozostała część składa się ze związków węglowodorów, aerozoli paliwa i olejów smarowych związanych z sadzą, a także siarczanów, w zależności od zawartości siarki w stosowanym paliwie.
Cząsteczki sadzy to łańcuchy cząstek węgla o bardzo dużej powierzchni właściwej, do których przyłączone są niespalone lub częściowo spalone węglowodory. W większości przypadków są to aldehydy (z dużą liczbą cząsteczek) o irytującym zapachu. Zanieczyszczenia, które powodują, zmniejszona widoczność i zapach są z pewnością szkodliwe dla środowiska.
Oprócz zapachów, które łączą sadzę, zakłada się jej szkodliwy wpływ na zdrowie. W tym względzie nie ma dowodów z dokumentów, ale jednak w rozwoju nowoczesnych silników Diesla oczywiście eliminacja cząstek stałych ma ogromne znaczenie.
Recyrkulacja spalin
Możliwością obniżenia nieuchronnie wysokich temperatur w komorach spalania silnika Diesla, które odpowiadają za wysoki udział tlenku węgla, jest wlot spalin. Ze względu na recyrkulację spalin ilość tlenku węgla można również zmniejszyć w silnikach benzynowych. W tym celu część przepływu jest oddzielana od spalin z silnika za pomocą układu sterowanego zaworem. Zawór recyrkulacji w Polo ma kształt popychacza w kształcie stożka, co pozwala na inny przekrój otworu dla różnych wysokości zaworów. Możliwe są również wartości pośrednie. Ilość jest dozowana i przesyłana z powrotem do kolektora dolotowego w zależności od obciążenia silnika.
Ocena potencjału silnika wysokoprężnego: dzięki podwyższonej jakości paliwa i smarów oraz zastosowaniu najnowocześniejszej technologii osiągnięty został poziom wymagań normy EN 4.
Oczywiście gazów spalinowych nie można ponownie spalić, ponieważ nie zawierają prawie żadnych substancji palnych. Ale jednocześnie zmniejsza się dopływ świeżego powietrza do spalania, co wpływa na spadek temperatury, a w konsekwencji na zmniejszenie udziału tlenku węgla.
Sterowanie zaworem zależy od charakterystyki jednostek sterujących silnika. W silniku benzynowym funkcja autodiagnostyki sterownika zapłonu / wtrysku Motronic J220 monitoruje kontrolę recyrkulacji spalin. W silnikach TDI układ recyrkulacji spalin jest konfigurowany przez jednostkę sterującą bezpośredniego wtrysku silnika wysokoprężnego J248 poprzez zawór recyrkulacji spalin N18 bezpośrednio do zaworu recyrkulacji spalin.
W każdym przypadku zasadą działania jest odzyskanie jak największej ilości spalin bez zakłócania pracy silnika. Im lepiej można to zrobić, tym bardziej spada temperatura w komorach spalania, co prowadzi do zmniejszenia emisji tlenku węgla.
Ze względu na znacznie odmienną konstrukcję kolektora dolotowego i wydechowego układ recyrkulacji spalin w 4-cylindrowym silniku TDI z oznaczeniem literowym AXR wygląda nieco inaczej.
Recyrkulacja spalin w 3-cylindrowym układzie AWY i AZQ
Wielu z nas zawsze boi się układu wydechowego. Wszyscy wiemy, że wszystko nagrzewa się z powodu gorących spalin pochodzących z silnika, w wyniku czego wiele osób zostało z niego poparzonych. Właściciele motocykli, w których rury wydechowe znajdują się w pobliżu nóg, są tego szczególnie świadomi. Ale ile tak naprawdę układ wydechowy się nagrzewa? Czy wszystkie elementy systemu są ogrzewane równomiernie? Obejrzyj szczegółowe wideo na ten temat na przykładzie S2000, który został nakręcony za pomocą specjalnego termowizora.
To Autor tych filmów tym razem nakręcił film o działaniu układu wydechowego samochodu. Film został nakręcony od samego początku silnika. Następnie autor, po dobrej progazovce, pokazał nam, jak ogrzewane są wszystkie elementy układu wydechowego.
Doskonały film, który pokazuje nam szczegółowo system usuwania gorących gazów z komory spalania silnika.
Pamiętaj, że wideo zawiera dane dotyczące różnych elementów układu wydechowego (lewy górny róg). Jak widać na przykład tłumik, w przeciwieństwie do obaw, w rzeczywistości nie jest bardzo gorący. Chociaż poszczególne elementy układu wydechowego są naprawdę bardzo gorące.
To prawda, że \u200b\u200bwarto zauważyć, że film został nakręcony, gdy samochód stoi bezczynnie. A jak będzie wyglądał układ wydechowy oczami komory cieplnej podczas ruchu samochodu? Byłoby również interesujące zobaczyć. Mamy nadzieję, że autor filmu wkrótce odpowie na to pytanie.
Dla tych, którzy nie widzieli innych filmów nakręconych za pomocą przylotu termicznego, oto lista.
Każda awaria dowolnego silnika dowolnego pojazdu powoduje wiele emocji, ponieważ występuje (w większości przypadków) w momencie, gdy żądasz od niego maksymalnego zwrotu: start, wspinaczka, przejście do drugiego koła ... Możesz pomyśleć, że jeśli moment wyprzedzania (już o samochodach) silnik kicha z powodu awarii zasilania, wtedy wszyscy będą niesamowicie zachwyceni ...
Więc co jest lepsze? Aby ubrać się na różowo - „no to zagraniczny samochód, co to będzie ...” lub po przeczytaniu „Instrukcji obsługi” od „A” do „Z”, bądź gotowy na nagłą awarię? Uważam, że druga opcja jest lepsza, a najlepszą opcją jest zapobieganie awariom ... .. A do czego jest to potrzebne? - Kompetentna obsługa z terminową konserwacją wraz z monitorowaniem i diagnostyką.
Awarie mechanizmu korbowego i zespołu tłok-cylinder są najbardziej niebezpieczne ze względu na „nagłość” i dotkliwość konsekwencji. Większość takich awarii wiąże się z naruszeniem procesu spalania. Istnieje potrzeba kontroli i zrozumienia tego procesu.
Normalne spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej
Mieszanka paliwowo-powietrzna jest sprężana podczas suwu tłoka w górę i w pewnym momencie, zwanym „momentem zapłonowym”, jest zapalana iskrą elektryczną. Istnieje również termin „czas zapłonu” - wartość mierzona w stopniach obrotu wału korbowego (PKV) lub w milimetrach ruchu tłoka i pokazująca czas zapłonu w chwili, gdy tłok osiągnie górną martwą pozycję (TDC).
Proces spalania rozpoczyna się pod koniec skoku sprężania, gdy tłok sprężający mieszankę paliwowo-powietrzną zbliża się do GMP. W momencie zapłonu (A) wyładowanie iskrowe powoduje natychmiastowe (około 10-5 s lub setne mikrosekundy) ogrzewanie mieszaniny do temperatury ponad 1000 ° C w bardzo małej objętości między elektrodami świec zapłonowych, co prowadzi do rozkładu termicznego, jonizacji cząsteczek paliwa i tlenu oraz zapłonu mieszaniny . Istnieje centrum spalania nasycone produktami spalania, a interfejs między nim a niespaloną mieszanką (przód płomienia). Jeśli objętość paleniska jest wystarczająca do podgrzania i zapalenia sąsiednich warstw mieszanki (zależy to głównie od mocy wyładowania iskrowego, temperatury i ciśnienia mieszanki na końcu skoku sprężania), wówczas proces spalania zaczyna rozprzestrzeniać się wzdłuż objętości komory spalania od świecy do boku spalona mieszanina o prędkości mniejszej niż 1 m / s. Turbulentne przepływy powstające podczas napełniania i ściskania mieszanki wyginają się i niszczą wyraźne granice frontu płomienia: do niepalnej mieszanki wprowadzane są objętości płonących składników. Pole powierzchni przedniej gwałtownie rośnie, a wraz z nim także prędkość propagacji przedniej - do 50-80 m / s (punkt (B) na schemacie wskaźnikowym).
Przyspieszający ruch z przodu powoduje coraz szybszy zapłon i spalanie nowych porcji mieszanki. W rezultacie temperatura i ciśnienie w komorze spalania gwałtownie wzrosną. Punkt C, odpowiadający maksymalnemu ciśnieniu (5 ... 6 MPa), w przybliżeniu pokrywa się z momentem, w którym czoło płomienia dotrze do ścianek cylindra. Spadek ilości mieszanki i odprowadzanie ciepła z gazów w ściankach cylindra prowadzą do zmniejszenia szybkości spalania. Temperatura produktów spalania, osiągając maksimum (ponad 2000 ° C) nieco później niż ciśnienie, zaczyna spadać wraz z początkiem ruchu tłoka w dół. Proces spalania, który zajął З0 - 400 PKV, dobiegł końca. Rozpoczyna się proces ekspansji - skok suwu roboczego.
Normalny proces spalania charakteryzuje się następującymi parametrami:
Prędkość rozprzestrzeniania się płomienia wynosi 50-80 m / s.
wielkość i moment maksymalnego ciśnienia - 5-6 MPa, 12 ... 150 po TDC
wielkość i moment maksymalnej temperatury - 2100-2300 ° С, 25 ... 300 po TDC.
Na te parametry ma znaczny wpływ wiele czynników:
1. Budowa i wymiary komory spalania;
2. Stopień kompresji;
3. Ilość gazów resztkowych;
4. Zaawansowany zapłon;
5. Iskra mocy;
6. prędkość obrotowa wału korbowego;
7. Temperatura ścian komory spalania;
8. Temperatura mieszanki paliwowo-powietrznej;
9. Ciśnienie mieszanki paliwowo-powietrznej;
10. Jakość mieszanki paliwowo-powietrznej;
11. Właściwości paliwa;
12. Stan silnika.
Operator może kontrolować tylko część tych parametrów, a do sterowania wymagana jest jeszcze mniejsza część. Po spełnieniu wymagań dotyczących instalacji, działania i konserwacji silnika wszystkie parametry będą normalne, a producent zagwarantuje normalny proces spalania, tj. normalna praca silnika.
Jest to idealne, ale w rzeczywistych warunkach operacyjnych nie jest trudno uzyskać nienormalny proces spalania, biorąc pod uwagę specyfikę krajowej lotnictwa i wrzenia benzyny.
Istnieje potrzeba kontrolowania samego procesu spalania. Najbardziej przystępnym sposobem jest kontrola temperatury: głowice cylindrów (THC) i gazy spalinowe (TWG).
THC jest parametrem złożonym. Na wartość THC ma wpływ temperatura spalania i wydajność układu chłodzenia. Bezwładność parametru zależy od przewodności cieplnej materiału głowicy.
TWG jest parametrem, który pośrednio charakteryzuje proces spalania paliwa. Pomiar jest praktycznie pozbawiony bezwładności. Istotną wadą tego parametru jest niejednoznaczność i złożoność analizy. Aby w pełni wykorzystać wskaźnik TWG jako operacyjny i diagnostyczny środek monitorowania, należy przynajmniej znać normalne wartości TWG oraz wpływ różnych zmian warunków pracy i odchyleń w procesie spalania. Rysunek 2. Przedstawiono typowy wykres zależności TWG od prędkości wału korbowego.
II. Zakłócenia spalania
Najczęstsze przyczyny zakłócenia procesu spalania:
Awaria układu paliwowego
Awaria układu zapłonowego
Strzały (klaszcze)
Zapłon Zapłon
Dieseling
Spalanie detonacyjne
Benzyna niskooktanowa lub podrobiona benzyna
Awaria układu paliwowego
Ta usterka oznacza każde naruszenie lub awarię, które powodują ubogie lub wzbogacenie mieszanki paliwowo-powietrznej.
Ilość powietrza (lub tlenu) niezbędną i wystarczającą do całkowitego utlenienia paliwa (w CO2 i H2O) nazywa się teoretycznie niezbędną ilością powietrza (lub tlenu). Średnio do spalenia 1 kg paliwa potrzeba 14,8 kg powietrza. W rzeczywistości wartość ta silnie zależy od składu benzyny (metoda produkcji) i może wynosić od 13,8 do 15,2.
Ilość powietrza, przy którym paliwo jest spalane, może różnić się od teoretycznie koniecznego. W takim przypadku spalanie następuje z nadmiarem lub brakiem powietrza. Aby ocenić związek między paliwem a powietrzem, stosuje się współczynnik nadmiaru powietrza alfa - stosunek ilości powietrza dostępnego do spalania do niezbędnej teoretycznie.
Przy alfa 1.0 (nadmiar powietrza) mieszanina nazywa się chudą. Wielocylindrowy silnik może pracować stabilnie w zakresie alfa od 0,5 do 1,15.
Wpływ współczynnika nadmiaru powietrza na proces spalania i stan cieplny silnika podano na ryc. 3 i 4.
W silnikach lotniczych gaźnikowych współczynnik nadmiaru powietrza zawiera się w granicach 0,70 ... 1,10. Najczęściej silniki pracują na bogatej mieszance z brakiem powietrza. Wyjaśnia to fakt, że silnik rozwija największą moc przy bogatej mieszance 0,85 ... 0,90. W trybie startowym mieszanina jest wzbogacana do 0,75 ... 0,80 w celu obniżenia temperatur roboczych głowic cylindrów i zaworów wydechowych. Wraz ze spadkiem obciążenia (dławieniem) stan cieplny silnika staje się mniej naprężony, co umożliwia przejście na gorsze mieszanki. Pracom nad ubogą mieszanką (1,05 ... 1,10) towarzyszy spadek mocy (o 4 ... 6%) i wzrost rentowności (o 10 ... 15%) w porównaniu z pracą nad składem mieszanki odpowiadającym maksymalnej mocy silnika. W silnikach wielocylindrowych, zwykle cierpiących na nierównomierny rozkład paliwa między cylindrami, konieczne jest ustalenie składu mieszanki dla najsłabiej pracujących cylindrów. W takim przypadku rzadko jest możliwe zapewnienie stabilnej pracy przy wartościach alfa\u003e 1,05 (dla całego silnika). Praca na słabych mieszankach jest możliwa tylko przy dławieniu, o wydajności rzędu 0,6 ... 0,9 mocy znamionowej. W trybie niskiego gazu mieszanina musi zostać wzbogacona do 0,65 ... 0,70, aby zapewnić stabilną pracę i poprawić reakcję przepustnicy. Niezawodny rozruch zimnego silnika wymaga jeszcze większego wzbogacenia mieszanki do 0,45 ... 0,55.
Optymalny skład mieszanki paliwowo-powietrznej we wszystkich trybach pracy silnika powinien zapewnić gaźnik. Sześć systemów gaźników:
Komora pływakowa,
uruchomić system
bezczynny system
system pośredni
system częściowego obciążenia
system pełnego obciążenia
odpowiedzialny za przygotowanie mieszanki paliwowo-powietrznej w różnych trybach pracy silnika.
Biorąc pod uwagę cechy gaźnika, można wyciągnąć następujące wnioski:
1. Niewielkiemu wzbogaceniu mieszanki paliwowo-powietrznej towarzyszy spadek temperatury głowicy cylindrów i spalin.
2. Lekkiemu zubożeniu mieszanki paliwowo-powietrznej towarzyszy znaczny wzrost temperatury głowicy cylindrów i spalin. Najniebezpieczniejsze zubożenie mieszanki przy 4500 ... 5000 rpm i 6000 ... 6800 rpm.
3. Silne zubożenie lub wzbogacenie mieszaniny powoduje znaczny spadek temperatury głowicy cylindrów i spalin. Ponieważ prędkość spalania spada, maksymalne ciśnienie osiągane jest w późniejszym momencie, co powoduje twardą pracę silnika.
4. Silne zubożenie mieszanki (zmniejszenie dopływu paliwa) powoduje spadek mocy, następuje spontaniczny spadek prędkości, zwykle do 4500 obr / min (najniższe jednostkowe zużycie paliwa).
5. Silnemu zubożeniu lub wzbogaceniu mieszanki w jednym z cylindrów towarzyszą zwiększone wibracje, spadek temperatury danego cylindra, przerwy zapłonu i całkowite wyłączenie cylindra.
Główne powody wzbogacenia mieszanki:
zanieczyszczenie filtra powietrza,
wysokie ciśnienie paliwa
Śmigło „ciężkie”.
Główne przyczyny chudej mieszanki:
zasysanie powietrza do układu paliwowego lub rury wlotowej,
naruszenie regulacji gaźnika (jeden lub więcej systemów),
zmniejszona wydajność pompy
zatkanie elementów układu paliwowego,
nieprawidłowe ustawienie trybu jazdy (gdy przepustnica porusza się z wysokich do niskich obrotów).
Śmigło „lekkie”.