Что такое нагрузка на двигатель

Время впрыска, фактор нагрузки и цикловое наполнение.

Способность двигателя преобразовывать команды водителя в изменение скорости движения автомобиля, является важнейшим свойством двигателя. Каким образом это достигается? Рассмотрим наиболее широко распространенный случай, когда водитель, управляет положением педали акселератора, физически связанной с дроссельной заслонкой. Как известно управление мощностью двигателя возможно путем изменения количества рабочей смеси поступающей в цилиндры двигателя. Количество подаваемого топлива в цилиндры регулируется временем открытого состояния форсунки (время впрыска). Для понимания процессов происходящих в двигателе приведу 3 примера.
1. Холостой ход. Скорость вращения двигателя 880 об/мин. Расход воздуха 9 кг/ч. Время впрыска 3,7 мс.

2. Автомобиль стоит на месте. Угол открытия дроссельной заслонки 8%. Скорость вращения двигателя 4700 об/мин. Расход воздуха 45 кг/час. Время впрыска 3,7 мс.

3. Автомобиль едет в гору. Угол открытия дроссельной заслонки 30%. Скорость вращения двигателя 3000 об/мин. Расход воздуха 120 кг/час Время впрыска 20 мс.
От чего зависит время впрыска? Почему в одном случае при высоких оборотах маленькое время впрыска, а в другом случае при более низких оборотах время впрыска в разы больше? Здесь все дело в количестве поступившего воздуха в цилиндры в расчете на один такт работы двигателя. Эту величину принято называть цикловым наполнением. В случае, когда к двигателю не приложена нагрузка, даже при больших оборотах во впускном коллекторе создается давление ниже атмосферного (разряжение, чтобы было понятно) величиной около 30 кПа. Когда двигатель работает под нагрузкой, дроссельная заслонка открыта на большую величину, соответственно давление во впускном коллекторе выше и наполняемость цилиндров свежим зарядом топливной смеси гораздо больше, соответственно время впрыска будет тоже больше.
Вот что пишет Гирявец по этому поводу:
Величина циклового наполнения Gвц [мг/цикл] характеризует количество воздуха поступившего в цилиндр двигателя в процессе впуска, является одним из первичных управляющих параметров, определяющим возможный характер протекания paбочего цикла. Цикловое наполнение можно определить как количество воздуха, поступившего в цилиндр двигателя из впускной системы в конкретном рабочем цикле или при yстановившемся положении режимной точки, пренебрегая неравномерностью распределения воздуха по цилиндрам двигателя, как долю одного цилиндра в общей массе воздуха Mgв поступившей в цилиндры двигателя за рабочий цикл, соотнесенную с тактностью работы двигателя:

Где:
Gbc — величина циклового наполнения.
Mgb — общая масса воздуха поступившей в цилиндры двигателя
i – тактность двигателя
n — частота вращения коленчатого вала двигателя [мин -1]

Блок управления двигателем рассчитывает цикловое наполнение (мг/такт) цилиндра воздухом из расчета общего количества воздуха, поступившего в двигатель в соответствии с оборотами коленчатого вала. После этого рассчитывается количество топлива (цикловая подача топлива, мг/такт), которая должна попасть в цилиндр через форсунку.

Некоторые блоки, такие как январь 5.1 и 7.2 показывают этот напрямую параметр, а другие отображают относительное наполнение (например Bosch 7.9.7) и пересчитывают в фактор нагрузки. Но суть остается одна – чем больше нагрузка приложена к двигателю, тем больше будет цикловое наполнение и соответственно время впрыска.

Читайте также:  Как создать dvd audio диск

Современные системы впрыска топлива, такие как Bosch 7.9.7, при расчете времени впрыска топлива форсункой учитывают множество факторов, такие как температура охлаждающей жидкости и воздуха, адаптационные коррекции, нагрузка на двигатель и др. Схема расчета времени впрыска приведена на рисунке ниже.

Расчет параметров нагрузки на двигатель электронного блока управления Bosch 7.9.7 ведется по формуле, приведенной на рисунке ниже.

Относительное наполнение – это отношение действительного количества свежего заряда смеси, поступившего в цилиндр двигателя к тому его количеству, которое могло бы поместиться в рабочем объеме цилиндра при атмосферном давлении и температуре.
Поскольку цикловое наполнение рассчитывается исходя из общей массы воздуха, поступившей в двигатель, далее мы рассмотрим какими методами можно измерить расход воздуха.

Если представить принцип работы двигателя как воздушного насоса, то будет проще понять, что самое главное в работе системы управления двигателем – это расчет количества воздуха поступившего в цилиндры. Именно на основании этих данных будет произведена дозированная подача топлива к поступившему во впускной коллектор воздуху, для того чтобы смесь как можно точнее соответствовала заданному составу.
Как измерить количество воздуха, поступившего в цилиндры двигателя?
Существуют несколько методов:
1. Дроссель – обороты. Зная количество оборотов двигателя и величину открытия дроссельной заслонки можно рассчитать количество воздуха, поступившего в двигатель. Этот метод не отличается точностью, поэтому системы впрыска данного типа обязательно оснащались обратной связью по датчику кислорода для коррекции состава смеси. Часто этот тип впрыска можно встретить на недорогих автомобилях концерна Volkswagen 80-90 гг. выпуска.
2. По датчику абсолютного давления (дад или map sensor). Зная величину разряжения (абсолютного давления) во впускном коллекторе также можно произвести расчет количества воздуха, поступившего в двигатель. Дад обязательно дополнялся датчиком температуры воздуха, так как плотность воздуха при различной температуре сильно отличается. Системы впрыска с дад нашли широкое распространение во всем мире из-за дешевизны и надежности. Для примера – почти все автомобили Daewoo работают по этому методу. Однако новые нормы экологичности стандарта Евро-4 и выше заставляют конструкторов автомобилей применять более точные методы расчета поступившего воздуха.
3. И этим методом является непосредственное измерение массы поступившего воздуха с помощью датчика массового расхода воздуха. Самый точный метод на сегодняшний день. Для примера можно привести автомобили ВАЗ, которые оснащаются этим датчиком.

Многие начинающие диагносты недооценивают важность показаний сканера по цикловому и относительному наполнению при диагностике двигателя. Далее рассмотрим какую полезную информацию несут в себе эти параметры.

Как правило, при возникновении каких –либо неисправностей, связанных с механикой двигателя, цикловое наполнение и нагрузка возрастают. Особенно это заметно на холостом ходу. Но прежде чем копать глубже, проверьте датчик массового расхода воздуха на предмет соответствия показаний норме, поскольку расчет циклового наполнения производится непосредственно с его показаний. При аварии датчика, Эбу берет данные по цикловому наполнению из таблицы, например такой:

Допустим вы заметили, что нагрузка на двигатель заметно больше, чем должно быть ( при условии отсутствия нагрузки от навесного оборудования, таких как кондиционер, генератор, гур и т.д.). Что в первую очередь надо проверить:
1. Пожалуй самая распространенная причина – смещение фаз газораспределения. Проверьте совпадение установочных меток.
2. Смещение угла опережения зажигания в более позднюю сторону. Проверьте задающий диск или отрегулируйте уоз для систем зажигания с трамблером.
3. Зажатые клапана (для двигателей с регулировкой зазоров клапанов).

Читайте также:  Калина на финском перевод

Отмечу еще, что любая из перечисленных причин вызовет повышенный расход топлива, который напрямую связан с нагрузкой на двигатель.
скачать dle 10.6фильмы бесплатно

Режим полной нагрузки означает максимальный крутящий момент, который позволяет принять во внимание различные параметры:

  • Характеристика крутящего момента как функция числа оборотов двигателя выдает максимальный крутящий момент примерно при половине максимальных оборотов.
  • Система впрыска топлива должна удовлетворять этим требованиям. Возможности механической, пневматической и гидравлической регулировки служат для этой цели. Здесь будут описаны только гидравлические методы достижения требуемых характеристик режима полной нагрузки. Будет описано, как изменяются давление впрыска и кривая интенсивности подачи между подъемом кулачка и форсункой.
  • Эффект предварительной подачи и последующей подачи используется для корректировки кривой характеристики. Если количество подаваемого топлива рассматривается для поршневого насоса, то оно рассчитывается с помощью умножения площади поршня на его активный (эффективный) ход. На практике подача начинается раньше и заканчивается позже. Действительный активный (эффективный) ход будет, таким образом, геометрически определенный эффективный ход. Это динамическое поведение называется эффектом предварительной подачи и последующей подачи.

Путем изменения поперечного сечения и скорости потока этот эффект можно изменить как функцию оборотов двигателя для получения динамически изменяемых эффективных ходов и для обеспечения повышения или понижения характеристики подачи топлива.

Часто слышу фразу: "на низких оборотах ездить вредно выше нагрузка на двигатель"
Когда спрашиваю какие нагрузки выше? что где и как? никто вразумительно ответить на может.
Задал вопрос на спб субару клубе, получил хоть кое какие то внятные аргументы которые сразу прошли проверку =)))
Аргумент:
Что и куда давит — гуглить про ЦПГ и КШМ. Теперь внимательно: при преодолении суммарного сопротивления качению двигатель выполняет определенную работу. Работа связана с мощностью. Мощность — произведение крутящего момента на число оборотов. Одну и ту же мощность можно развить на 1500 оборотов, но с большим крутящим моментом (открываем больше дроссель, сжигаем больше смеси за такт) и на 2500 оборотов, но с меньшим крутящим моментом (сжигаем меньше смеси за такт).
— Больший момент (открытый дроссель) вызывает большее давление на узлы КШМ.
— Повешенное давление в камере сгорания и цилиндре приведет и к пропорционально повышенному прорыву газов в картер двигателя. Это, опять же, приводит к деградации масла. И еще: горячие газы, прорываясь через поршневые кольца вовсе не способствуют их охлаждению.) От высокой температуры масло коксует поршневые кольца, отчего последние садятся (теряют подвижность). Далее, проблемы усугубляются, как снежный ком.

Читайте также:  Что положить в машину

Вот и нашлось то что можно реально проверить.
Вообщем выехал включил логи.
Запись:
Обороты двигателя
Engine Load SSM (g/s)
Процент открытия дроссельной
Процент нажатия педали газа
Длительность впрыска форсунки.

Что получил:
Езда 1500 оборотов на 5 передаче получилось:
Engine Load SSM (g/s) держится в районе 5,49 g/s
Процент открытия дроссельной 10,2%
Процент нажатия педали газа 11,33%
Длительность впрыска форсунки. 3,84мс

Далее держал 2000 оборотов на 5 передаче получилось
Engine Load SSM (g/s) держится в районе 9,41 g/s
Процент открытия дроссельной 14,12%
Процент нажатия педали газа 14,84%
Длительность впрыска форсунки. 4,35мс

Далее держал 3000 оборотов (наилучший момент на моем двигателе) на 5 передаче получилось
Engine Load SSM (g/s) держится в районе 16,86 g/s (в три раза выше чем при 1500)
Процент открытия дроссельной 20%
Процент нажатия педали газа 19%
Длительность впрыска форсунки. 5,38мс

Двигатель EL154, максимальный момент на 3200 оборотах.

[quote]Нагрузка на бензиновый двигатель определяется не количеством оборотов! Нагрузка прямо пропорциональна степени открытия дроссельной заслонки.[/quote]
Следуя вашим словам и моим замерам подтвердилась моя теория.
Минимальная нагрузка на двигатель находится на минимальных оборотах а никак не на наилучшем моменте!
Так же это подтверждают и замеры по расходу. На 1500 оборотах расход равен 5.5 литров. на 3000 расход равен 8 литрам.
Кстати 8 литров это на 40% выше чем 5,5 литров.
Если прибавить к длительности впрыска на 1500 оборотах 40% то получится длительность впрыска на 3000 =) Совпали замеры расхода с длительностью впрыска.

Циркуляция ОЖ пониженная при высокой нагрузке на двигатель. Худший теплоотвод.

Далее по ОЖ так же произвел замер, не такой длительный как по оборотам но все же.
На 3000 ОЖ держится в районе 94 градусов (на улице 25)
На 1500 оборотах ОЖ держится в районе 92.

Также на пониженных оборотах понижена и циркуляция масла: оно менее интенсивно обновляется в горячих узлах, — это вызывает более интенсивное локальное окисление. В конечном итоге, быстрее стареет весь объем масла

Далее по маслу.
На 1500 оборотах давка масла в дальней точке у 4 цилиндра равна 2,3 бара. при температуре масла в картере около 92.
На 3000 оборотах растет температура масла до 96, и давка равна 3,2 бара. Тоесть действительно циркуляция естественно снижается. на 30%.
Насколько будет более интенсивное локальное окисление и будет ли вообще более интенсивным сказать сложно так как температура выхлопа явно ниже на 1500 оборотах.
А При температуре 210°С окисление происходит в 2 раза быстрее, чем при 200°С; при 220°С—в 4 раза быстрее, при 230°С — в 8 раз. при 240°С —в 16 раз. (источник интернет)
Если кому интересно или кто мне не верит моим логам могу приложить логи позже.

Также вам могут быть интересны эти заметки...

Adblock detector