Герметичность цилиндров

Обсуждение, предложения, замечания, вопросы.

Герметичность цилиндров

Сообщение diagnost2 » 13 апр 2012, 20:07 | Cообщение: #1

Поступил запрос на объяснение сути методики определения герметичности цилиндров.

Все мы знаем, что при степени сжатия, равной 8, компрессия может быть 10-12. Смесь при сжатии нагревается и за счет этого происходит дополнительное увеличение давления.

Давайте сделаем проверку на карбюраторе. Компрессия при ненажатой педали газа будет 10-12, а на ХХ около 4. И там и там ДЗ в одном положении. Есть объяснения? Да. Обороты ХХ выше, чем стартерные, поэтому на ХХ за ДЗ сильное разряжение. ДЗ является сопротивлением для прохождения воздуха внутрь впускного коллектора, и чем выше обороты, тем выше сопротивление (при том же положении ДЗ). А на низких оборотах сопротивление ДЗ мало, поэтому почти весь воздух проходит во впускной коллектор. Говоря проще, с ростом оборотов воздух просто не успевает наполнять цилиндр при малых углах открытия ДЗ.

Однако тут есть еще один фактор. Чем выше обороты, тем меньше времени воздух контактирует со стенками цилиндра, тем выше средняя по цилиндру температура воздуха и по идее это должно вызвать рост давления.

Итак, два противоположных процесса. С ростом оборотов от стартерных до ХХ компрессия должна упасть за счет меньшего наполнения цилиндра, и в то же время компрессия должна вырасти за счет малого времени контакта нагретого от сжатия воздуха со стенками цилиндра.

По идее, эти два фактора должны бы компенсировать друг друга хоть в какой-то степени, однако мы видим, что компрессия падает очень резко, фактор роста компрессии за счет малого времени контакта воздуха, нагретого от сжатия, со стенками цилиндра практически не работает.

Это потому, что на ХХ поток воздуха турбулентный, и при перемешивании воздух интенсивно касается стенок цилиндра и тут же отдает избыточное тепло, получаемое от сжатия. При прокрутке стартером поток воздуха более спокойный, ламинарный по научному. Скорость потока воздуха на ХХ выше, чем скорость потока при прокрутке. А повышенная скорость всегда приводит к турбулентности.

Также воздуха на ХХ меньше, чем при прокрутке, а раз его меньше, то воздух в цилиндре на такте сжатия остывает до температуры двигателя гораздо лучше.

Если бы стенки цилиндра были теплоизолированы, то воздух от сжатия прогревался бы до температуры свыше 600 градусов.

Итак, турбулентность и малое количество воздуха на ХХ приводят к тому, что температура воздуха в такте сжатия достаточно близка к температуре двигателя.

Продолжение следует, жду вопросов по вышеизложенному.
Аватара пользователя
diagnost2
 
Сообщения: 617
Зарегистрирован: 10 окт 2010, 11:18
Откуда: Пушкино Московской обл.
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Герметичность цилиндров

Сообщение kimmaster » 14 апр 2012, 09:59 | Cообщение: #2

Диагност2. Судя по нику, вы мой земляк! Или ошибаюсь? Дополню к вашему посту ещё одно. При увеличении оборотов, в большей степени начинают влиять процессы из-за перекрытия клапанов. Поэтому компрессия и падает на х\х, по отношению к прокрутке! :idea:
Аватара пользователя
kimmaster
 
Сообщения: 1200
Зарегистрирован: 14 мар 2010, 21:00
Откуда: Россия. Тульская обл. г Кимовск.
Благодарил (а): 6 раз.
Поблагодарили: 71 раз.

Re: Герметичность цилиндров

Сообщение diagnost2 » 14 апр 2012, 12:28 | Cообщение: #3

Привет, не ошибаетесь.

Насчет перекрытия. Оно тоже связано с оборотами. Но главная идея в том, что на ХХ на такте сжатия температура воздуха в цилиндре примерно равна температуре самого цилиндра за счет турбулентности и за счет малого наполнения.

Так вот есть такой закон Менделеева-Клайперона, из которого следует вот что:

p=kmT/V

где k - это коээфициент,
m - масса воздуха
T - температура воздуха
V - объем надпоршнеового пространства

Еще раз. Принимаем, что T-температура воздуха, примерно равна температуре цилиндра.

Рассмотрим два случая - исправный и изношенный мотор. Идет такт сжатия и поршни обоих двигателей двигаются синхронно вверх. Щелкнем стоп-кадр, где-нибудь в середке движения.
Температура воздуха в обоих случаях одинакова, объем над поршнями тоже, а из формулки выше следует, что давления в обоих цилиндрах прямо пропорциональны массе сжимаемого воздуха. Пусть давление в новом двигателе будет равно p1, а давление в изношенном двигателе будет равно p2.

Тогда

p2/p1=m2/m1

Отношение давлений равно отношению масс сжимаемого воздуха.

То-есть отношение давлений показывает, во сколько раз меньше воздуха в надпоршевом пространстве изношенного двигателя, чем воздуха в новом двигателе.

Must be continued...
Аватара пользователя
diagnost2
 
Сообщения: 617
Зарегистрирован: 10 окт 2010, 11:18
Откуда: Пушкино Московской обл.
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Герметичность цилиндров

Сообщение diagnost2 » 23 апр 2012, 18:09 | Cообщение: #4

В идеале хотелось бы определить относительные потери массы воздуха от момента закрытия впускного клапана до открытия выпускного клапана с учетом искрообразования. Но в реальности это невозможно. Поэтому приходится идти на следующие ограничения:
1) Искрообразование в цилиндре при проверке отсутствует
2) Диапазон хода поршня, в котором осуществляется проверка, будет ограничен.
Тем не менее, подобные ограничения не сказываются на ценности полученных выводов.

Непосредственный метод симметричной точки

Будем искать потери на такте сжатия, начиная с момента 1, когда давление в надпоршневом пространстве равно атмосферному и поршень идет вверх и заканчивая моментом 2, когда поршень окажется в том же положении, что и в начальном моменте. В начальной и конечной точках объем надпоршевого пространства одинаков.
Рис 1.png
Рисунок 1 – диапазон определения утечек
Рис 1.png (47,78 Кб) Просмотров: 1400

Исходя из закона Менделеева-Клайперона, отношение давлений в точках 1 и 2 прямо пропорционально отношению масс надпоршневого воздуха в этих точках:
p_2/p_1 =m_2/m_1
Так как давление в точке 1 p1=1 атм, то можно сделать следующий вывод: давление в точке 2 в долях атмосферы определяет относительную герметичность цилиндра.
Существует два варианта определения симметричной точки 2:
а) только по сигналу ДД
б) с помощью сигнала ДПКВ
Определение симметричной точки по сигналу ДД неточно. Поршень на участке, близком к ВМТ имеет наименьшую скорость перемещения, а утечки воздуха на этом же участке, максимальны. Поэтому при нахождении поршня строго в ВМТ пик давления уже пройден. Симметричная точка, найденная в варианте а), будет несколько левее ее истинного положения на десятые доли миллисекунды. Поэтому потери будут занижены.
Рис 3.png
Способ нахождения симметричной точки непосредственно по сигналу ДД
Рис 3.png (209,11 Кб) Просмотров: 1404

Определение симметричной точки по сигналу ДПКВ приводит к максимальной точности только в случае правильного расположения задающего диска ДПКВ. При отклонении на один градус диска ДПКВ от своего правильного положения результат потерь становится недостоверен.
Рис 4.png
нахождение симметричной точки по сигналу ДПКВ
Рис 4.png (222,93 Кб) Просмотров: 1405

К сожалению, точность метода симметричной точки падает с ростом потерь. Если рассмотреть крайний случай – нулевую компрессию в цилиндре, то данный метод покажет нулевые потери. При экстраполяции этого факта на промежуточные состояния ЦПГ, то график точности метода будет выглядеть следующим образом:
Рис 5.png
достоверность непосредственного метода симметричной точки
Рис 5.png (15,32 Кб) Просмотров: 1404


Интегральный метод симметричной точки

На участке 1-2 мы можем найти среднее давление
p_ср=1/(t_2-t_1 ) ∫_(t_1)^(t_2)▒pdt
Тогда по величине среднего давления мы можем сделать определенные выводы по конкретному двигателю, если имеем в качестве эталона среднее давление на аналогичном исправном двигателе. Найдя отношение полученного значения к эталонному, получим достоверную оценку степени герметичности ЦПГ.

Сравнение двух методов

- непосредственный метод симметричной точки не требует эталона, в отличие от интегрального метода
- непосредственный метод симметричной точки прост в вычислениях, возможно сделать расчет вручную
- интегральный метод не снижает точности оценки герметичности ЦПГ в зависимости от величины утечки

Выводы

Предпочтительным методом является интегральный метод симметричной точки. Эталонную величину среднего давления легко получить по сигналу ДД на заведомо исправном двигателе. Отсутствие ПО для внедрения интегрального метода в практику можно считать временным недостатком.
Аватара пользователя
diagnost2
 
Сообщения: 617
Зарегистрирован: 10 окт 2010, 11:18
Откуда: Пушкино Московской обл.
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Герметичность цилиндров

Сообщение diagnost2 » 01 май 2012, 10:47 | Cообщение: #5

Попытался сделать более внятным объяснение интегрального метода на четвертой странице. Особенно внимательно вникаем в выделенное жирным шрифтом.
Аватара пользователя
diagnost2
 
Сообщения: 617
Зарегистрирован: 10 окт 2010, 11:18
Откуда: Пушкино Московской обл.
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Герметичность цилиндров

Сообщение Grey_earl » 01 май 2012, 11:30 | Cообщение: #6

Ну вроде всё доступно и понятно, только с графиком достоверность непосредственного метода симметричной точки не могу сообразить.
Вложения
Рис 5.gif
Рис 5.gif (9,64 Кб) Просмотров: 1203
Если через пять минут не будете завтракать, то в обед будете ужинать. © К/Ф "Республика ШКИД"
Изображение
Аватара пользователя
Grey_earl
 
Сообщения: 2305
Зарегистрирован: 30 апр 2011, 20:08
Откуда: Украина. г.Харьков.
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 3 раз.

Re: Герметичность цилиндров

Сообщение diagnost2 » 01 май 2012, 11:56 | Cообщение: #7

Нет. Это линия точности в зависимости от величины утечек. Чем больше утечки, тем ниже точность метода симметричной точки. Согласен, график на скорую руку нарисован, надо было бы по другому немного.

Проблема метода симметричной точки в том, что при утечках и давление и разряжение стремятся к атмосферному давлению. Поэтому при больших потерях разряжение в симметричной точке будет стремиться к атмосферному давлению. То-есть к нулю потерь по показаниям метода
Аватара пользователя
diagnost2
 
Сообщения: 617
Зарегистрирован: 10 окт 2010, 11:18
Откуда: Пушкино Московской обл.
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Герметичность цилиндров

Сообщение Grey_earl » 01 май 2012, 12:04 | Cообщение: #8

diagnost2 писал(а):Чем больше утечки, тем ниже точность метода симметричной точки.
diagnost2 писал(а):
Проблема метода симметричной точки в том, что при утечках и давление и разряжение стремятся к атмосферному давлению. Поэтому при больших потерях разряжение в симметричной точке будет стремиться к атмосферному давлению. То-есть к нулю потерь по показаниям метода

Теперь понял.
Если через пять минут не будете завтракать, то в обед будете ужинать. © К/Ф "Республика ШКИД"
Изображение
Аватара пользователя
Grey_earl
 
Сообщения: 2305
Зарегистрирован: 30 апр 2011, 20:08
Откуда: Украина. г.Харьков.
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 3 раз.


Вернуться в Мотор тестер MT Pro

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Yandex [Bot] и гости: 5