Автомобильный тахометр – что это такое? Принцип работы

Что такое тахометр в автомобиле: принцип работы

Любой владелец авто хорошо знает, что в его транспортном средстве находится дополнительное окошко со стрелками и цифрами — тахометр. Между тем, многие автолюбители не придают этому значения и даже не представляют, для чего он нужен. Однако, если бы в тахометре не было потребности, то конструкторы не стали бы его размещать на приборной панели. Для чего же используется прибор? Что это за устройство и что он показывает?

Что такое тахометр?

Своим происхождениям термин «тахометр» идет корнем в греческий язык и состоит из двух слов — τάχος (скорость) и μέτρον (мера). Исходя из этимологии, можно было бы допустить, что прибор измеряет скорость. В общем понимании так и есть, только при его работе учитывается не скорость движения автомобиля, а частота вращения отдельных деталей.
Изобретателем тахометра является немецкий инженер Дитрих Ульхорн. Еще в 1817 году он придумал специальное механическое устройство, которое измеряло центробежную силу, аналогичную работе центробежного генератора. С 1840 года его начали ставить на железнодорожные локомотивы, а впоследствии — и на автомобильный транспорт.

Тахометрами называют измерительные приборы, которые позволяют установить частоту вращения дисков, валов и других деталей, которые вращаются в том или другом агрегате.

Автомобильный тахометр — это прибор, который устанавливают на автомобилях с целью измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя (об/мин). Он показывает частоту вращения двигателя и необходим, чтобы водитель не превышал максимально допустимые обороты мотора.

В качестве единицы измерения используются обороты в минуту. Обычно в автомобили встраиваются приборы с точностью измерения до 500 оборотов, хотя наиболее достоверными считаются тахометры до 100 оборотов.

Сегодня известно два вида тахометров, которые различаются по конструкции и принципу действия. Аналоговый прибор включает у себя магнитную катушку, элементы для считывания информации из коленчатого вала и индикатор, установленный на приборной панели. Более современный цифровой тахометр являет собой сложную конструкцию из процессора, оптрона, АЦП, микросхем и специальной жидкокристаллической панели, на которой выводятся полученные данные.

Кроме того, тахометры могут подразделяться на штатные и выносные. Первые встраиваются в приборную панель авто, вторые могут устанавливать на торпедо или на других частях транспортного средства.

Принцип действия и виды

Тахометр принимает сигнал от импульсных датчика частоты вращения коленчатого вала и преобразует их в соответствующее числовое значение. При использовании различных методов подсчета контрольной величины (прямого, обратного, смешанного) погрешность показаний достигает 100–500 об/мин.

Если коснуться принципиальной схемы устройств, то помимо механического тахометра, который уже может считаться раритетом, так как встречается только на ретроавтомобилях, существуют еще два вида таких приборов:

• цифровые;
• аналоговые.

Можно также классифицировать устройства в зависимости от способа установки:

• штатные – как правило, установлены еще на конвейере в специально предусмотренное место на панели приборов автомобиля;
• выносные – монтируются вне приборной панели в дополнение к уже существующим контрольным приборам, очень часто используются на спортивных автомобилях.

Цифровой тахометр

Он представляет собой электронный индикатор (экран, табло), показывающий число оборотов двигателя в данный момент времени. Считается, что такое представление наиболее удобно при работе с электронными блоками управления или при настройке (доводке) мотора. В состав устройства входят также процессор, преобразователь аналоговых сигналов в цифровые, датчик клапана холостого хода и еще один преобразователь, который нужен для трансформации электрических сигналов в световые (оптрон).

Как работает тахометр?

Чтобы понять принцип работы тахометра, желательно для начала разобраться в функционирования двигателя внутреннего сгорания. Его задание заключается в превращении поступательного движения во вращательный. Подобный процесс происходит благодаря расширению газов в камере сгорания и дальнейшего приведения в действие специальных поршней, которые заставляют двигаться коленвал.
Частота вращения коленвала и записывается тахометром. Простыми словами, если нажать на педаль газа, то объем топлива, которое подается в камеру сгорания, растет, а следом за ним увеличивается скорость обращения коленвала и повышаются показатели тахометра.

В поездах и легкорельсовом транспорте

Основная статья: Датчик скорости колеса

Устройства измерения скорости, называемые по-разному «генераторами колесных импульсов» (WIG), датчики скорости или тахометры, широко используются в рельсовых транспортных средствах. Общие типы включают оптоизолятор щелевые дисковые датчики[3] и Датчики на эффекте Холла.

Датчики на эффекте Холла обычно используют вращающуюся цель, прикрепленную к колесу, коробке передач или двигателю. Эта мишень может содержать магниты или может быть зубчатым колесом. Зубцы колеса изменяют плотность магнитного потока магнита внутри сенсорной головки. Зонд устанавливается так, чтобы его головка находилась на точном расстоянии от целевого колеса, и он обнаруживает зубцы или магниты, проходящие через его поверхность. Одна из проблем этой системы заключается в том, что необходимый воздушный зазор между целевым колесом и датчиком позволяет железной пыли из-под рамы транспортного средства накапливаться на датчике или цели, препятствуя их работе.

Датчики с оптоизолятором полностью закрыты для предотвращения проникновения из внешней среды. Единственные открытые части — это герметичный штекерный соединитель и вилка привода, которая прикреплена к диску с прорезями внутри через несущий и печать. Диск с прорезями обычно зажат между двумя печатные платы содержащий фото-диод, Фото-транзистор, усилители и схемы фильтрации, которые выдают выходной сигнал прямоугольной последовательности импульсов, настроенный в соответствии с требованиями заказчика к напряжению и количеству импульсов на оборот. Эти типы датчиков обычно обеспечивают от 2 до 8 независимых выходных каналов, которые могут регистрироваться другими системами транспортного средства, такими как системы автоматического управления поездом и контроллеры движения / торможения.

Датчики, установленные по окружности диска, обеспечивают квадратурная кодировка выходы и, таким образом, позволяют компьютеру автомобиля определять направление вращения колеса. Это требование закона Швейцарии для предотвращения откат

при трогании с места. Строго говоря, такие устройства не являются тахометрами, поскольку они не обеспечивают непосредственного считывания скорости вращения диска. Скорость должна определяться извне путем подсчета количества импульсов за период времени. Трудно окончательно доказать, что транспортное средство неподвижно, кроме как подождать определенное время, чтобы убедиться, что больше не будет импульсов. Это одна из причин, по которой между остановкой поезда, воспринимаемой пассажиром, и открытием дверей часто бывает задержка по времени. Дисковые устройства с прорезями являются типичными датчиками, используемыми в одометр системы для рельсовых транспортных средств, например, необходимые для системы защиты поездов — особенно Европейская система управления поездом.

Помимо измерения скорости, эти датчики часто используются для расчета пройденного расстояния путем умножения оборотов колеса на длину окружности колеса.

Их можно использовать для автоматической калибровки диаметра колеса путем сравнения количества оборотов каждой оси с ведущим колесом, измеренным вручную. Поскольку все колеса проходят одинаковое расстояние, диаметр каждого колеса пропорционален его числу оборотов по сравнению с ведущим колесом. Эта калибровка должна выполняться при движении по инерции с фиксированной скоростью, чтобы исключить возможность проскальзывания / скольжения колеса, вносящего ошибки в расчет. Автоматическая калибровка этого типа используется для получения более точных сигналов тяги и торможения, а также для улучшения обнаружения пробуксовки колес.

Недостатком систем, которые полагаются на вращение колес для тахометрии и одометрии, является то, что колеса поезда и рельсы очень гладкие, а трение между ними низкое, что приводит к высокому уровню ошибок, если колеса проскальзывают или скользят. Чтобы компенсировать это, вводы вторичной одометрии используют Доплеровский радар единиц под поездом для самостоятельного измерения скорости.

Зачем нужен тахометр?

Невзирая на то, что многие водители не придают значения этому прибору, в действительности он играет важную роль в диагностике авто. С помощью тахометра можно легко выявить неисправность транспорта, не покидая салона. Мотор, находится в исправном состоянии, работает равномерно, то есть с одинаковой частотой на холостых оборотах.
Если при запуске двигателя вы заметили, что обороты резко изменяют значение — это повод проверить мотор, электронику, свечи зажигания или выяснить, насколько качественное топливо в баке. Кроме того, использование тахометра в авто позволяет водителю получить наиболее оптимальное тяговое усилие и при своевременном переключении скоростей «поймать» наилучший разгон.

Какие проблемы могут быть

Типичным примером ещё одного полезного применения автомобильного тахометра можно считать диагностирование неисправности двигателя. Чаще всего водитель сталкивается с одной из двух описанных далее ситуации. Цифровой автомобильный тахометр встречается довольно редко, рассмотренные примеры будут больше касаться его аналогового «собрата».

Стрелка тахометра прыгает на холостых оборотах

В этом случае речь может идти о неисправностях электрооборудования авто, в частности системы искрообразования, а также применение некачественной топливной смеси, вследствие чего происходит засорение сопла подачи. Прежде чем вмешиваться в структуру топливной системы, обязательно стоит исключить возможные проблемы электрической части.

Что можно проверить:

• Состояние конденсатора для авто, оснащенных контактной системой зажигания.
• Физический износ проводов высокого напряжения, непосредственно подающих энергию для создания искры.
• Повреждение изоляции искропроводящих проводов.
• Недостаточное сопротивление провода электрооборудования после ремонта или восстановления системы.

Среди неисправностей топливной системы чаще всего встречаются засорения жиклера холостого хода (актуально для автомобилей с карбюраторами). Для инжекторного авто — неправильный факел у форсунок. В таких ситуациях самостоятельный ремонт будет затруднен, ведь для инжекторных автомобилей чистка, замена и последующая регулировка распылителя форсунок должно выполняться исключительно на диагностическом стенде.

Стрелка тахометра дергается во время движения

Колебания стрелки приборов во время работы двигателя, может предупреждать о возможных серьезных сбоях в работе ДВС, неравномерной работе цилиндрово – поршневой группы. Именно поэтому не стоит откладывать с диагностикой и устранением неисправности. Наиболее частой ситуацией является ослабленный или растянутый ремень передачи, повреждения цепи привода распредвалов. Реже датчик может сигнализировать при недостатке топлива. Особенно важно вовремя обратить внимание на этот признак при планировании дальней поездки, использования авто за городом и в зимнее время.

Большинство автолюбителей стремятся повысить мастерство вождения, не только используя экстремальные методы разгона и управления, но и задействовать всю мощь «лошадок» без вреда для механизма и «сердца» авто. Некоторым образом этого можно добиться, подробней изучив, как работает тахометр в автомобиле и какую информацию он предоставляет. Наша статья поможет разобраться с этими нюансами, а также основными неисправностями этого прибора.

Принцип работы тахометра

Тахометр автомобильный – как он работает?

Тахометр – это прибор, который предназначен для отображения числа оборотов двигателя (частоты вращения коленчатого вала).

В основе работы любого двигателя лежит преобразование поступательного движения во вращательное. Это происходит за счет расширения газов в камере сгорания и приведения в действие специальных поршней, которые раскручивают шатунами коленчатый вал двигателя. Обороты коленвала, как раз, и будут считаться оборотами двигателя, которые показывает тахометр.

При нажатии на педаль газа, количество топлива, подаваемое в камеру сгорания двигателя, увеличивается и давление, оказываемое на поршни, повышается. Соответственно, увеличивается частота вращения коленвала и показания тахометра становятся выше.

Для чего нужен тахометр в автомобиле

В технической документации двигателя указано: «135 л.с. при 3500 оборотах в минуту». То же самое может означать и «420 Нм при 4000 оборотах в минуту». Все эти цифры означают, что двигатель будет развивать наиболее эффективный разгон или тяговое усилие только при таких оборотах коленчатого вала. Если же частота вращения будет ниже или выше установленного значения, то коэффициент полезного действия будет меньшим, соответственно, автомобиль будет идти тише.

Данные параметры нужны водителю, когда он переключает передачи на КПП. Если разгонять мотор именно до таких оборотов и сразу же включать следующую передачу, то можно получить самый эффективный разгон.

Тем не менее, все же не стоит слишком часто применять такой разгон мотора. Дело в том, что при увеличении числа оборотов, увеличивается и расход потребляемого топлива. Кроме того, слишком большие обороты могут привести к ускорению износа многих деталей двигателя и скорейшему загрязнению масла в картере. Поэтому, многие эксперты советуют немного «не докручивать» двигатель до максимальной мощности, тем самым, создать более экономный и эффективный расход топлива.

Вот так тахометр помогает осуществлять грамотное переключение передач и сохранить ресурс двигателя на более долгий срок.

Виды тахометров

Все можно выделить 3 основных вида тахометров. Это – механические, аналоговые и цифровые. Рассмотрим каждый вариант по отдельности.

• Механический

Является самым первым видом тахометра, который применялся еще на первых автомобилях.

Конструкция такого устройства была предельно проста: прибор с помощью троса присоединялся к коленчатому валу напрямую.

Крутящий момент передавался на шестерню и через трос выходил на подвижную катушку прибора.

Сам прибор представляет собой электромагнит, в котором повышение число оборотов способствовало созданию наибольшей магнитной индукции.

Таким образом, чем выше магнитное поле, тем сильнее отклоняется стрелка на шкале.

Не смотря на простую и надежную конструкцию, такой прибор имеет серьезный недостаток. Дело в том, что точно рассчитать передаточное число шестерней, момент скручивания троса и магнитное поле прибора было невозможным. Поэтому, такой тахометр имел серьезные погрешности до 500 оборотов в минуту.

• Аналоговый

Аналоговый тахометр представляет собой более усовершенствованный вид механического прибора.

Вместо троса и подключения привода прибора к коленчатому валу стала использоваться катушка зажигания двигателя.

Импульсное напряжение, образованное на катушке зажигания, помимо свечей, поступает в схему измерительного прибора. Тем большее число импульсов окажется в схеме, тем сильнее будет образуемая магнитная индукция. Соответственно, с ростом числа оборотов, растут и показания прибора.

Недостатки аналоговый тахометр перенял от своего предшественника – низкая точность измерений, несмотря на более экономичную и рациональную конструкцию.

• Цифровой

Цифровой тахометр также подключается к катушке зажигания, но вместо импульсов, он принимает количество и интервал сигналов с катушки зажигания.

Помимо значений, снимаемых с катушки зажигания, он получает сигналы от датчика холостого хода и датчика коленчатого вала. Такие данные используются для получения более высокой точности измерений. Все они суммируются и исходя из средних значений, получается величина, отображаемая на специальном табло.

Принцип работы

Принцип работы автомобильного электронного тахометра прост. Система зажигания запускает импульс напряжения электромеханической части тахометра, которая реагирует на среднее напряжение импульсов пропорционально частоте вращения двигателя. Сигнал передаётся двойным экранированным кабелем к индикатору. Тахометры имеют температурную компенсацию для обработки измерений в диапазоне -20 до + 70 C окружающей среды.

Он позволяет водителю выбирать подходящие настройки дроссельной заслонки и шестерни во время движения, поскольку длительное использование на высоких скоростях вызывает недостаточную смазку, влияющую на двигатель, создаёт перегрев и приводит к ненужному износу трущихся деталей и к отказу машины.

Тахометр: обороты двигателя – под контролем

Каждое транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания оснащается прибором для измерения частоты вращения коленчатого вала — тахометром. О том, что такое тахометр и зачем он нужен, какие тахометры сегодня используются на автотранспорте, как они устроены и работают — читайте в данной статье.

Что такое тахометр и зачем он нужен в автомобиле?

Автомобильный тахометр — прибор для измерения и индикации частоты вращения коленчатого вала двигателя. Прибор постоянно отображает текущие обороты силового агрегата, что позволяет решать несколько задач:

• Выбирать оптимальную передачу КПП и скорость движения автомобиля в различных условиях. Именно по показаниям тахометра проще всего выбирать правильный момент для переключения с низшей на высшую передачу и наоборот;
• Выбирать оптимальный режим работы двигателя. Двигатели внутреннего сгорания развивают наибольший крутящий момент в узком интервале частот вращения коленвала, и именно по тахометру проще всего отслеживать достижение данного режима;
• Своевременно выявлять неисправности, приводящие к неравномерной работе двигателя на холостом ходу и на всех режимах. Некоторые неисправности системы питания, зажигания и других систем приводят к тому, что обороты двигателя ?плавают?, что легко отследить по тахометру.

Несмотря на широкое внедрение электронных систем управления, выбирающих оптимальные режимы работы мотора при изменяющихся нагрузках, тахометры не теряют своей актуальности. Этот прибор имеет важное значение для правильной эксплуатации транспортных средств, поэтому сегодня он обязательно присутствует на легковых и грузовых автомобилях, тракторах и спецтехнике.

Типы и виды тахометров

Используемые на транспорте тахометры делятся на несколько типов по принципу работы, способу обработки сигнала и индикации, способу подключения и применимости.

По принципу работы и способу подключения тахометры бывают:

• Механические/электромеханические (центробежные, магнитные) с прямым приводом;
• Электрические с подключением к системе зажигания двигателя — электронные (импульсные);
• Электрические с подключение к электрическому генератору — электромашинные.

По способу обработки сигнала тахометры бывают аналоговыми и цифровыми.

По применимости тахометры делятся на несколько групп:

• Для бензиновых двигателей с контактной и бесконтактной системой зажигания — подключение непосредственно к первичной (низковольтной) цепи;
• Для всех типов двигателей с электронным блоком управления — подключение к ЭБУ, сам блок использует для управления тахометром сигналы от системы зажигания или датчика положения коленчатого вала;
• Для дизельных двигателей — подключение к генератору.

Как правило, тахометры производятся для эксплуатации на определенных марках и моделях автомобилей, тракторов и другой техники, некоторые приборы могут использоваться на различном транспорте, оснащенном одинаковыми двигателями, системами зажигания и т.д.

Устройство тахометра

Тахометр состоит из нескольких основных узлов: измерительный блок или преобразователь сигнала, блок индикации и вспомогательные компоненты.

Измерительный блок механических и электромеханических тахометров чаще всего магнитный, аналогичный обычному спидометру (в сущности, спидометр и является тахометром, измеряющим частоту вращения вторичного вала КПП или колеса). Такой спидометр подключается к двигателю гибким валом.

Измерительный блок в электрических приборах может строиться по аналоговой схемотехнике на транзисторах или по цифровой схемотехнике на основе специализированных микросхем. Данный блок получает сигнал от датчика, ЭБУ, генератора или системы зажигания, обрабатывает его в соответствии с предварительными настройками, и преобразованный сигнал подает на блок индикации.

Блок индикации может быть нескольких типов:

• Стрелочный индикатор (с приводом стрелки миллиамперметром);
• Цифровой индикатор на основе жидкокристаллического или светодиодного дисплея;
• Индикаторы с линейной светодиодной шкалой — роль стрелки выполняет линейка из светодиодов разного цвета.

На автомобилях обычно используются стрелочные индикаторы, которые лучше читаются и позволяют сразу определить, в каком режиме работает двигатель. Цифровые и светодиодные индикаторы чаще всего устанавливаются при тюнинге, также они находят применение в простых тахометрах для мототехники, дизель-генераторов и т.д.

Шкала тахометра делится на несколько зон, отмеченных разным цветом:

• Зона малых оборотов — в данном диапазоне оборотов двигатель работает нестабильно, зона может отмечаться красным цветом;
• Зона оптимальных оборотов (?зеленая зона?) — в данном диапазоне двигатель развивает наибольшую мощность и крутящий момент, обычно зона отмечена зеленым цветом;
• Зона повышенных оборотов — данный диапазон оборотов является условно опасным для двигателя, обычно эта зона отмечена желтым цветом или чертой над красной зоной;
• Зона высоких оборотов (?красная зона?) — данный диапазон оборотов является опасным, двигатель работает с перегрузкой и работает с малой эффективностью, эта зона отмечена красным цветом.

Градуировка шкалы оборотов может выполняться в единицах или в десятках с указанием множителя — х100 или х1000, единица измерения оборотов — r/min или min -1 .

Вся конструкция помещена в корпус, который может монтироваться в приборную панель или устанавливаться отдельно. При этом тахометры могут быть различными по комплектации:

• Прибор без дополнительных функций;
• Тахометр с различными индикаторами;
• Тахометр, совмещенный в одном корпусе с другими приборами — спидометром, одометром, счетчиком моточасов и т.д.

Отдельно нужно рассказать о принципе работы наиболее распространенных типов тахометров.

Принцип работы магнитных тахометров

Работа магнитного тахометра основана на явлении индукции вихревых токов (токов Фуко) в немагнитном диске вращающимся постоянным полем. В обычном состоянии алюминиевый или медный диск не обладает магнитными свойствами, но если поместить его во вращающееся магнитное поле, то в нем возникают вихревые токи. Данные токи взаимодействуют с магнитным полем, поэтому немагнитный диск тоже начинает вращаться вслед за магнитом.

Для работы тахометра к диску присоединена стрелка, на валу которой закреплена возвратная пружина. Магнит связан с коленвалом или одним из валов трансмиссии посредством гибкого вала. Чем выше обороты двигателя, тем быстрее вращается магнит, и тем выше сила, отклоняющая закрепленный пружиной немагнитный диск — все это отражается и на положении стрелки.

Принцип работы электрических тахометров

Электрические тахометры используют для измерения электрические сигналы или отдельные импульсы. Электрические сигналы, пропорциональные частоте вращения коленвала, в бензиновом двигателе генерируются системой зажигания и электрическим генератором, а в бензиновом двигателе — только генератором. Также необходимый сигнал можно получать от электронного блока управления двигателем.

Наиболее просто работает тахометр, подключаемый к электрогенератору. Генератор имеет привод от коленчатого вала посредством клиноременной передачи, поэтому частота вращения ротора генератора всегда пропорциональна оборотам двигателя. А от частоты вращения ротора генератора зависит величина генерируемой на обмотке ЭДС, что и используется для подключения электромашинного тахометра. В сущности, прибор является вольтметром, который измерят напряжение на генераторе и преобразует его в показания числа оборотов коленвала. Тахометр подключается к генератору через специальный разъем, при этом требуется подстройка прибора под конкретный генератор.

Работа электронного тахометра, подключаемого к системе зажигания, чуть более сложна. В системе зажигания генерируются импульсы тока, необходимые для образования искры в свечах зажигания. При этом частота искрообразования прямо связана с частой вращения коленвала — в противном случае топливно-воздушная смесь в цилиндрах не поджигалась бы вовремя. Частота искрообразования зависит от числа цилиндров двигателя и порядка их работы. В четырехцилиндровых двигателях система зажигания генерирует две искры за один оборот коленвала — по одной искре на каждые 180°. Именно это обстоятельство и используется для работы электронных тахометров — измерительный блок измеряет частоту искрообразования, и преобразует ее в показания числа оборотов двигателя. Электронный тахометр подключается к первичной (низковольтной) цепи системы зажигания, и измеряет число импульсов за единицу времени, поэтому данный тип приборов часто называют импульсным.

На этом же принципе работают простые тахометры для мототехники и других устройств с одно- или двухцилиндровыми двухтактными ДВС, однако подключаются такие приборы к высоковольтной части системы зажигания. Подключение — с помощью провода, обвитого вокруг высоковольтного (свечного) провода. В этом случае прямо измеряется число импульсов на свече и данный параметр преобразуется в показания числа оборотов мотора.

Тахометр — устройство простое и надежное, этот прибор может безотказно работать в течение всего срока эксплуатации транспортного средства. Но в случае поломки прибор следует как можно скорее заменить — только в этом случае будет обеспечиваться работа двигателя и эксплуатация транспортного средства в оптимальном режиме.

Что такое тахометр в автомобиле: принцип работы

Функции такого автомобильного прибора как тахометр для большинства водителей остаются неизвестными и невостребованными. Вместе с тем это оборудование позволяет измерить частоту оборотов коленчатого вала, а чем это поможет в процессе управления автомобилем, а также что такое тахометр в автомобиле, расскажет наша статья.

Зачем необходим тахометр в авто

Этот прибор на приборной панели расположен непосредственно рядом со спидометром, его интерфейс и основные функции также весьма схожи с этим измерительным оборудованием. Вместе с тем мало, кто из водителей обращает внимание на показания тахометра, а еще меньше — знают его основные функции. Сам термин происходит от слияния двух греческих слов, которые в буквальном переводе означают «скорость» и «меру». Это позволяет сделать вывод, что тахометр также косвенным образом служит для определения скорости движения автомобиля, вот только единицы его измерения отличаются от привычных км/час.

Что показывает тахометр в автомобиле? Предназначен этот контрольный прибор для измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя. Единицей измерения выступает показатель число оборотов в минуту времени.

Объектом измерения выступает скорость передачи вращения от ДВС на карданный вал, шестерни АКП, что приводит в движение механизмы автомобиля. Показания устройства напрямую зависят от скорости вращения, косвенным образом — объема подаваемой в камеры сгорания топливно-воздушной смеси.

Для водителя тахометр может стать отличным способом максимального использования мощности двигателя, который не приводит к его порче и преждевременному износу. Объяснить это высказывание можно на примере. В спецификации приобретенного автомобиля обязательно указываются такие важные эксплуатационные параметры как max мощность и крутящий момент. Эти два значения напрямую зависят от скорости оборотов двигателя, а значит, регулируются именно этими показателями.

Выяснив эти значения для своей марки автомобиля, водитель может самостоятельно корректировать допустимые пределы использования мощности двигателя, переключая коробку передач в нужный момент. Это позволит выдержать максимальный разгон (выбирая передачу на оптимальных для этого значениях оборотах) в комфортном для ДВС режиме, что положительным образом скажется на расходе топлива. Поддерживая значения чуть ниже максимальных оборотов, можно не только снизить расход топлива, а также увеличить срок службы двигателя, исключить его перегрев и выход из строя раньше времени. Подобные нюансы вождения автомобилем знаю далеко не все водители, поэтому достаточно потренироваться, изучив принцип работы тахометра в автомобиле, можно повысить свое мастерство, а также лучше использовать потенциал автомобиля.

Принцип работы тахометра

Устройство тахометра автомобиля подразумевает оборудование счетчика передаваемых с измерительных приборов импульсов. Контрольные показатели имеют погрешность в 50 – 150 об/мин, наименьший процент ошибок у современного цифрового оборудования.

Какие бывают тахометры

В зависимости от работы прибора, а также точности измерения импульсов, различают три основных типа датчика.

• Механический, который в настоящее время встречается только на старых авто.
• Аналоговый представляет собой циферблат со стрелкой, показания которой колеблются во время движения авто.
• Цифровой тахометр — электронное табло с указанной информацией.

Для дополнительного удобства пользования шкала прибора может иметь контрольные отметки, облегчающие процесс переключения скоростей. На современных моделях авто также можно встретить и графическую шкалу, показывающую изменение скорости передачи импульсов. Электронный тахометр для авто при всей своей современности, все же уступает удобству использования во время движения, ведь цифровые обозначения не позволяют быстро принять решение. Именно поэтому аналоговый прибор считается лучшим выбором.

В зависимости от того, было ли авто изначально оборудовано данным устройством, также выделяют два класса оборудования: штатный и выносной. Второй тип нашел большее распространение для автокаров, когда подобное устройство является важным составляющим в успехе использования всех максимальных значений двигателя.

Тахометр на дизель

Принцип работы дизельного двигателя кардинально различается от ДВС, поэтому и устройство тахометра претерпело значительных изменений. В частности для учета оборотов коленвала берется значение вращения генератора. Счетчик получает импульсный показатель переменного тока, высокая частота которого свидетельствует об увеличенном количестве скорости вращения. При самостоятельном подсоединении тахометра к дизелю, будет задействована клемма с маркировкой «W» на автомобильном генераторе. После этого необходимо выполнить калибровку прибора при помощи диагностического стенда. Помимо своих основных функции: контроль предельных и рабочих показателей оборота коленвала, использование тахометра позволит своевременно диагностировать возможные неполадки в работе механизма.

Какие проблемы могут быть

Типичным примером ещё одного полезного применения автомобильного тахометра можно считать диагностирование неисправности двигателя. Чаще всего водитель сталкивается с одной из двух описанных далее ситуации. Цифровой автомобильный тахометр встречается довольно редко, рассмотренные примеры будут больше касаться его аналогового «собрата».

Стрелка тахометра прыгает на холостых оборотах

В этом случае речь может идти о неисправностях электрооборудования авто, в частности системы искрообразования, а также применение некачественной топливной смеси, вследствие чего происходит засорение сопла подачи. Прежде чем вмешиваться в структуру топливной системы, обязательно стоит исключить возможные проблемы электрической части.

Что можно проверить:

• Состояние конденсатора для авто, оснащенных контактной системой зажигания.
• Физический износ проводов высокого напряжения, непосредственно подающих энергию для создания искры.
• Повреждение изоляции искропроводящих проводов.
• Недостаточное сопротивление провода электрооборудования после ремонта или восстановления системы.

Среди неисправностей топливной системы чаще всего встречаются засорения жиклера холостого хода (актуально для автомобилей с карбюраторами). Для инжекторного авто — неправильный факел у форсунок. В таких ситуациях самостоятельный ремонт будет затруднен, ведь для инжекторных автомобилей чистка, замена и последующая регулировка распылителя форсунок должно выполняться исключительно на диагностическом стенде.

Стрелка тахометра дергается во время движения

Колебания стрелки приборов во время работы двигателя, может предупреждать о возможных серьезных сбоях в работе ДВС, неравномерной работе цилиндрово – поршневой группы. Именно поэтому не стоит откладывать с диагностикой и устранением неисправности. Наиболее частой ситуацией является ослабленный или растянутый ремень передачи, повреждения цепи привода распредвалов. Реже датчик может сигнализировать при недостатке топлива. Особенно важно вовремя обратить внимание на этот признак при планировании дальней поездки, использования авто за городом и в зимнее время.

Большинство автолюбителей стремятся повысить мастерство вождения, не только используя экстремальные методы разгона и управления, но и задействовать всю мощь «лошадок» без вреда для механизма и «сердца» авто. Некоторым образом этого можно добиться, подробней изучив, как работает тахометр в автомобиле и какую информацию он предоставляет. Наша статья поможет разобраться с этими нюансами, а также основными неисправностями этого прибора.

Степень сжатия и компрессия.

У кого то нашёл. Очень интересно и познавательно.

Степень сжатия и компрессия.

Степень сжатия — расчетная величина, показывает соотношение объемов до сжатия и после.

Компрессия — реально измеряемая величина, в процессе сжатия меняется не только объем и давление, но и температура, поэтому компрессия (в исправном двигателе) обычно на несколько единиц больше степени сжатия. Hа компрессию влияют также негерметичность клапанов, колец, прокладки и т.п. В руководстве по ремонту обычно указано минимальное значение компрессии, при котором еще можно ездить.

Что такое степень сжатия?
Какая степень сжатия лучше всего для вашего двигателя? Вопрос на засыпку, ведь конструкторы моторов с искровым зажиганием1 всячески стремятся повысить степень сжатия. А создатели двигателей с воспламенением от сжатия, наоборот, стараются ее понизить… По поводу этой загадочной характеристики двигателя внутреннего сгорания бытует немало ошибочных мнений.

Одно из наиболее распространенных заблуждений — от степени сжатия зависит многое. На самом деле все очень просто: этот показатель отражает отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания, или, другими словами, равен частному от деления объема надпоршневого пространства в нижней мертвой точке (н. м. т) на его объем в верхней мертвой точке (в. м. т). То есть геометрическая степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь в цилиндрах двигателя при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Но в жизни, естественно, получается не всегда так, как в теории…

На заре автомобилизма степень сжатия двигателей Отто (а других 100 лет назад и не существовало) делали невысокой — 4 5, чтобы при работе на низкооктановом бензине (гнали, как умели) не возникала детонация2.

Допустим, при рабочем объеме цилиндра 400 «кубиков» объем камеры сгорания равен 100 мл. То есть геометрическая степень сжатия у такого двигателя составляет:

е = (400 + 100) : 100 = 5.

Если же объем камеры сгорания уменьшить до 40 см3 (технически несложно), то степень сжатия повысится:

е = (400 + 40) : 40 = 11.

И что же это дает? А то, что термический КПД двигателя увеличится почти в 1,3 раза. И если 6 цилиндровый 2,4 литровый мотор со степенью сжатия 5 развивает мощность в 100 л.с., то при степени сжатия 11 она повысится почти до 130. Причем при неизменном расходе горючего! Иными словами, расход топлива в расчете на 1 л.с. в час сократится на 22,7 %.

Поразительный результат, достигнутый самыми простыми средствами. Не слишком ли хорошо, чтобы быть правдой? Никакой мистики: чем выше степень сжатия, тем ниже температура отработанных газов, идущих на выхлоп. При е = 11 мы попросту заметно меньше обогреваем атмосферу, чем при е = 5, вот и все.

Автомобильные двигатели — разновидность тепловых машин, которые подчиняются законам термодинамики. Еще в первой половине XIX века замечательный французский физик Сади Карно заложил основы теории тепловых машин, в том числе и двигателей внутреннего сгорания.

По Карно, КПД двигателя внутреннего сгорания тем выше, чем больше разница между температурой газов (рабочего тела) к концу горения топливовоздушной смеси и их температурой на выпуске. Эта разница зависит от е, а вернее, от степени расширения рабочих газов в цилиндрах. Да, тут есть нюанс: по Карно, для термического КПД важна не степень сжатия, а именно степень расширения. Чем сильнее расширяются горячие газы на рабочем ходу, тем ниже падает их температура, что естественно. Просто в двигателях обычных конструкций степень расширения геометрически совпадает со степенью сжатия. Вот мы и привыкли не разделять эти понятия. К тому же детонация зависит как раз от е, то есть от компрессии. Чем сильнее сжимается топливовоздушная смесь в цилиндрах двигателя Отто3, чем выше давление и температура к моменту искрообразования, тем вероятнее возникновение ударных волн в камере сгорания и детонации. Она-то и ограничивает степень сжатия, но степень расширения рабочих газов здесь ни при чем. Вот если бы каким-то образом отделить одну степень от другой — чтобы при умеренной компрессии добиться сильного расширения рабочих газов…

Уже полвека с лишним известен так называемый 5 тактный цикл Atkinson’а/Miller’а. Он как раз и разводит степень сжатия и степень расширения по разные стороны.

Представьте, что у вашего 1,5 литрового 16 клапанника ВАЗ-2112 впуск заканчивается не на 36 градусах после нижней мертвой точки (по углу поворота коленчатого вала), а очень поздно — на 81 градусе. То есть при 3 тыс. оборотов поршень на своем ходу к верхней мертвой точке вытесняет часть топливовоздушной смеси через открытые клапаны обратно во впускной коллектор (не беспокойтесь, она там не пропадет). Иными словами, такт сжатия начинается только где-то на 75 градусах после нижней мертвой точки, а до того имеет место своеобразный такт вытеснения смеси. Тактов теперь не 4, а 5: впуск, обратное вытеснение, сжатие, рабочий ход, выпуск. На первый взгляд, идиотская схема: зачем гонять смесь туда-сюда? Допустим, обратно вытесняется 20 % топливовоздушной смеси, уже попавшей в цилиндр, и сжимается только 80 %. И пусть геометрическая е равна 13 — исключительно высокая для Отто. Однако реальная степень сжатия гораздо ниже — всего 10,6. Что и требовалось доказать.

У конструкции с реальной степенью сжатия 10,6 (вполне допустимо для товарного бензина) степень расширения рабочих газов — 13. Термический КПД двигателя по факту в 1,0518 раза выше, чем по его степени сжатия. Не так много, но моторостроители годами бьются ради 5 процентной экономии горючего. Двигатели пассажирских автомобилей уже вовсю работают по 5 тактному циклу. В качестве примера можно привести 1,5 литровую тойотовскую «четверку» 1NZ-FXE (для Prius) или фордовскую 2,26 литровую (для Escape Hybrid).

Вроде бы блестящее решение, однако у медали есть и обратная сторона. Геометрическая е (степень расширения рабочих газов) у 1NZ-FXE — 13, реальная степень сжатия — около 10,5. В результате из-за обратного вытеснения смеси 1,5 литровый мотор по крутящему моменту и мощности, к сожалению, опускается примерно до 1,2 литрового. Итог — выигрываем в термическом КПД ценой потери реального литража. Мало того, двигатель с поздним закрытием впускных клапанов совсем не тянет «на низах». Поэтому 5 тактный цикл годится в «гибридных» силовых агрегатах, где тяговый электромотор принимает на себя нагрузку при самых низких оборотах. Потом в работу вступает двигатель внутреннего сгорания. Так или иначе 5 тактный цикл позволяет повысить степень расширения рабочих газов и термический КПД двигателя.

А вот наддув, наоборот, вынуждает понижать степень сжатия. При подаче топливовоздушной смеси под избыточным давлением реальная компрессия в цилиндрах оказывается слишком высокой — даже при умеренной геометрической е. Приходится отступать. Отсюда снижение термического КПД и повышенный расход бензина у двигателей с наддувом, если не применять спецгорючее.

Чем больше октановое число бензина, тем выше возможная (по условиям детонации) степень сжатия, тем эффективнее работает мотор. Исключительно высокую е допускает используемый в качестве горючего газ (нефтяной или природный): без наддува — 13 14, с компрессором — 10 11. Водород тоже отличается стойкостью против детонации. Потрясающие антидетонационные качества у спирта — метилового или этилового. Вдобавок у него высокая теплота испарения. Испаряясь, он сильно охлаждает топливовоздушную смесь (а заодно и поверхность камеры сгорания). Холодная смесь плотнее и в цилиндр ее по весу входит существенно больше — реальный коэффициент наполнения оказывается выше и, как следствие, возрастают крутящий момент и мощность. Кроме того, этиловый (питьевой!) спирт экологичен. Правда, расход спиртового топлива в литрах гораздо больше, чем бензина, поскольку теплотворная способность метанола и этанола незначительная. А вот в энергетическом эквиваленте спирт заметно эффективнее бензина — благодаря высокой степени сжатия (расширения). У такого топлива есть перспектива. На сегодняшний день в некоторых странах широкое распространение получила смесь E85: 85 % этанола и 15 % бензина.

Пока что повысить степень сжатия вазовского 16 клапанника с 10,5 до 11,5 на 92 м бензине от местной АЗС — ой как непросто. Можно применить впрыск бензина непосредственно в камеры сгорания — вместо впускных каналов. Испарение бензина не на впуске, а в цилиндрах — тот же самый «компрессорный» эффект. Или организовать двухискровое зажигание — с двумя свечами на цилиндр. А также поставить выпускные клапаны с внутренним (натриевым) охлаждением — раскаленные тарелки провоцируют детонацию. И еще — очистить поверхность камеры сгорания от нагара и отполировать ее.

Влияют на степень сжатия и конфигурация камеры сгорания и скорость вихревого движения топливовоздушной смеси. Есть много способов борьбы с детонацией, хороших и разных. Так до какого уровня есть смысл поднимать е двигателя Отто? Здесь вот что важно учитывать: термический КПД нарастает с повышением степени сжатия (расширения), но не линейно, а с постепенным замедлением. Если при увеличении степени сжатия от 5 до 10 он повышается в 1,265 раза, то от 10 до 20 — только в 1,157 раза. Зато быстро накапливаются побочные «заморочки», которых лучше избегать. Поэтому степень сжатия 13 14 — разумный компромисс, к которому и следует стремиться. Вперед и с песней!

1 Мы обычно говорим «бензиновый», хотя знаем, что автомобильные двигатели прекрасно работают и на газе. А также на спирте — метиловом или этиловом… Так что лучше называть их двигателями с искровым зажиганием или двигателями Отто (по имени создателя такой конструкции Николауса Отто) — по аналогии с дизелями.

2 Кто не слышал детонационные звуки в цилиндрах? Это когда говорят: «пальцы стучат». При слишком высокой (по качеству горючего) степени сжатия горение топливовоздушной смеси после ее воспламенения от искры нарушается. Оно приобретает взрывной характер, в камере сгорания возникают ударные волны, способные вызвать поломку мотора.

3 Именно двигатели Отто; дизели детонации не знают. Почему — отдельный разговор.

Что такое компрессия и степень сжатия двигателя?

Почти каждый автовладелец знаком с таким понятием, как компрессия двигателя. Но не многие знают, что существует так же определение степени сжатия. Автомобилисты могут впадать в заблуждение, что у этих двух понятий есть общие моменты, но не стоит думать, что это так. Сегодня мы расскажем вам чем же отличаются данные процессы.

Компрессия и предпосылки низкого давления

Компрессия

Что же такое компрессия применительно к двигателю? Итак, компрессией называется наивысшая степень давления, которое возникает в цилиндре в конце механизма сжатия. В основном данная сила измеряется в количестве атмосфер. Величина необходимого давления внутри цилиндров зависит в первую очередь от объёма двигателя.

Предпосылки низкого давления

Давление, как непостоянная величина, очень сильно зависит от того, на какой стадии износа находится двигатель. Чем более изношен мотор, тем более низким будет давление в цилиндрах. Вот три основные причины понижения давления вследствие износа:

• Поршневая система сильно изношена. Это характеризуется появлением на её элементах микроцарапин и выбоин. Одной из причин является использование горючего ненадлежащего качества, когда частицы осадка, оставшегося от сгорания топлива, вредят стенкам цилиндра и поршню
• Уплотнительные кольца может заклинить. Происходит это по всё той же причине: плохому качеству топлива. От нагара уплотнительные кольца и пазы поршня склеиваются между собой, что приводит к отсутствию нужной степени разжимания во время нагрева, что в свою очередь ведёт к снижению давления
• Поршневая система, как и любая другая система автомобиля, с течением времени изнашивается. В процессе износа от конструкции отделяются небольшие металлические частицы. Следствием служит потеря давления, а так же иные проблемы с двигателем

Как увеличить компрессию?

В первую очередь необходимо понять истинную причину уменьшения давления. Итак, если износилась поршневая система автомобиля, что соответственно, характеризуется уменьшением плотности прилегания деталей между собой, то способ решения этой проблемы – покупка нужной присадки для наращивания недостающей толщины металла. Что в свою очередь повысит компрессию. Применяйте этот метод, когда вы абсолютно уверены, что проблема в этом. Вы так же можете узнать точно о должной степени компрессии для вашего двигателя в технических характеристиках автомобиля.

Если же причина в заклинивании поршневых колец, то последовательность ваших действий может быть следующей: выкрутите свечи, залейте в отверстия по сто грамм масла и оставьте машину примерно на час. Масло способно размягчить нагар, который выведется в процессе последующей эксплуатации автомобиля. Если после всех этих действий вы не увидели каких-либо перемен к лучшему, то отправляйтесь в ближайший СТО для профессиональной диагностики.

Степень сжатия

Мы выяснили, что компрессией называется максима давления внутри цилиндров, и остаётся только дать определение сжатию. Так вот, степень сжатия – это соотношение между объёмом всего цилиндра и объёмом камеры сгорания. Степень сжатия является постоянной величиной, которая является уникальной для каждой марки автомобиля. Нет резона брать в сравнение компрессию и степень сжатия, поскольку у последней нет даже единиц измерения.

Если вы знаете, какую степень сжатия имеет двигатель, то можете без труда вычислить компрессию. Просто умножьте цифру степени сжатия на 1,4 атмосферы. Для определения степени сжатия проделайте следующее:

• Проведите измерение рабочего объёма цилиндра. Это можно сделать разделив его общий литраж на количество цилиндров
• Измерьте размеры камеры сгорания. При этом поршню необходимо быть в верхнем положении. Далее вы можете применить шприц с машинным маслом. Зафиксируйте, сколько масла было вылито, и получите нужные данные
• Поделите два полученных выше результата между собой, чтобы вычислить степень сжатия

Вывод из всего вышеизложенного будет однозначным: компрессия не равнозначна степени сжатия и сравнивать эти параметры не имеет смысла.

Что такое степень сжатия двигателя

Силовые агрегаты современных легковых автомобилей представляют собой сложные технические конструкции, и их работа определяется множеством различных параметров. Начинающим автолюбителям бывает очень непросто разобраться с тем, что же именно под каждым из них подразумевается. К примеру, о том, что такое степень сжатия двигателя в действительности не знают даже опытные автолюбители. Вернее, они считают, что им эти известно, но на самом деле очень часто путают этот параметр с компрессией.

Что такое степень сжатия и чем она отличается от компрессии

Иллюстрация степени сжатия 10:1

Каждый двигатель внутреннего сгорания функционирует за счет того, что в его цилиндрах при сжигании топливной смеси образуются газы, которые приводят в движение поршни, а они, в свою очередь — коленчатый вал. Таким образом, происходит преобразование энергии горения в энергию механическую, возникает крутящий момент, благодаря чему автомобиль движется.

Сгорание топливной смеси происходит в цилиндрах, причем перед воспламенением поршни сжимают ее до определенного объема. Именно отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания и называется степенью сжатия ДВС. Эта величина не имеет размерности и выражается простым соотношением. Для большинства современных бензиновых двигателей внутреннего сгорания она составляет от 8:1 до 12:1, а для дизельных моторов — от 11:1 до 14:1.

Под компрессией понимается максимальное значение давления, которое возникает в камере сгорания в самом конце такта сжатия топливной смеси. Таким образом, эта величина является не относительной, а абсолютной величиной. Для ее измерения используются такие единицы, как атмосферы, кг/см 2 , а также килопаскали или бары. Компрессия тесно связана со степенью сжатия, однако совсем не идентична ей. На ее значение оказывает влияние не только объем, до которого сжимается топливная смесь перед воспламенением, но и такие факторы, как ее состав, текущая температура двигателя, наличие зазоров в приводах клапанов и некоторые другие.

На что влияет степень сжатия двигателя

Нормальное сгорание смеси (вверху) и детонация (внизу)

Степень сжатия двигателя напрямую влияет на то количество работы, которое производит силовой агрегат. Чем она выше, тем больше энергии выделяется при сжигании топливной смеси, и, соответственно, тем большую мощность демонстрирует силовой агрегат. Именно по этой причине в конце прошлого века производители двигателей внутреннего сгорания старались делать свою продукцию мощнее именно за счет увеличения степени сжатия, а не за счет увеличения объемов цилиндров и камер сгорания. Следует заметить, что при форсировании моторов таким способом достигается существенный прирост мощности без дополнительного потребления топлива. Таким образом, моторы в итоге получаются не только мощными, но еще и экономичными.

У такого метода есть, однако, и свои ограничения, причем довольно существенные. Дело в том, что при сжатии до определенной величины топливная смесь детонирует, то есть происходит ее самопроизвольный взрыв. Это, правда, касается только бензиновых двигателей: в дизельных моторах детонации не происходит, и во многом именно поэтому они в среднем имеют более высокую степень сжатия.

Для того чтобы серьезно увеличить значение давления детонации, повышают октановое число бензина, что существенно удорожает топливо. Кроме того, многие химические добавки, которые для этой цели используются, ухудшают экологические параметры двигателей внутреннего сгорания. Некоторые не очень опытные автомобилисты считают, что чем выше октановое число бензина, тем больше энергии он выделяет при сгорании, однако на самом деле это совсем не так: эта характеристика не оказывает никакого влияния на теплотворную способность топлива.

Читайте также: Какая компрессия должна быть в двигателе.

Как рассчитывают степень сжатия двигателя

Поскольку очень желательно, чтобы двигатель внутреннего сгорания, установленный на автомобиле, имел максимально возможную степень сжатия, то необходимо уметь ее определять. Важно это еще и для того, чтобы при регулировке силового агрегата, направленной на его форсирование, избежать опасности детонации, которая может просто разрушить мотор.

Стандартная формула, по которой рассчитывается степень сжатия двигателя внутреннего сгорания, имеет следующий вид:

• CR=(V+C)/C,
• где CR — степень сжатия двигателя, V — рабочий объем цилиндра, C — объем камеры сгорания.

Для того чтобы определить значение этой величины для одного цилиндра, нужно сначала разделить общий рабочий объем силового агрегата на их количество. Таким образом определяется значение параметра V из приведенной выше формулы. Определить объем камеры сгорания (то есть значение величины С) несколько сложнее, но вполне возможно. Для этого опытные автомобилисты и механики, специализирующиеся на ремонте и наладке двигателей внутреннего сгорания, используют бюретку, которая проградуирована в кубических сантиметрах. Наиболее простой способ заключается в том, чтобы залить в камеру сгорания жидкость (например, бензин), а после этого измерить с помощью бюретки ее объем. Полученные данные нужно подставить в формулу расчета.

На практике значение степени сжатия двигателя обычно определяется в следующих случаях:

• При форсировании силового агрегата;
• При его приспособлении для функционирования с топливом другого октанового числа;
• После проведения такого ремонта ДВС, когда требуется корректировка степени сжатия.

Как изменить степень сжатия двигателя

У современных двигателей внутреннего сгорания меняют степень сжатия как в сторону увеличения, так и в строну уменьшения. Если ее необходимо увеличить, то растачивают цилиндры и устанавливают поршни большего диаметра. Еще один достаточно распространенный способ — это уменьшение объема камер сгорания. Для этого там, где головка цилиндров сопрягается с блоком, удаляется слой металла. Эту операцию производят на строгальном или фрезерном станке.

Если по тем или иным причинам нужно снизить степень сжатия двигателя внутреннего сгорания, то проще всего для этого между блоком цилиндров и головкой установить дополнительную прокладку из дюралюминия. Еще один, более сложный способ состоит в том, что на токарном станке с днища поршня удаляется слой металла.

Степень сжатия и компрессия. В чем разница? Это одно и тоже или все же нет

Двигатель внутреннего сгорания достаточно сложное устройство. Как говорят физики, принцип работы его основан на физическом эффекте расширения газов, которые образуются при сгорании воздушно-топливной смеси. ТО есть внутри цилиндра создается давление, которое толкает поршни, а они в свою очередь раскручивают «коленчатый вал», после эта «работа» передается нужным узлам и агрегатам. НО прежде чем воспламениться, «смесь» сжимается – тут то и вступают вроде бы два одинаковых термина «степень сжатия» и «компрессия». Многие уверены что это одно и тоже и разницы никакой нет, однако это не так. Сегодня я подробно и популярно объясню, что это такое …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

• Степень сжатия
• Компрессия двигателя
• Так степень сжатия и компрессия это одно и тоже?
• ВИДЕО ВЕРСИЯ

Наверное, многие из профессиональных автолюбителей мерили компрессию двигателя, подключается специальный «компрессометр» далее крутят двигатель (в основном стартером от аккумулятора) и вырисовывается определенное значение, то есть вы получаете – компрессию вашего силового агрегата. По ее состоянию, можно понять, все нормально внутри, либо же есть какие-то проблемы. Например, когда компрессия падает, то возможно прогорание клапанов, «залегание» компрессионных колец и т.д., нужен ремонт.

Однако после такого замера многие уверены что компрессия, это не что иное, как и степень сжатия, то есть эти понятия – ОДНО И ТОЖЕ! НО ЭТО НЕ ТАК.

Степень сжатия указывается практически для всех современных автомобилей, на его основе производитель рекомендует вам заправлять то или иное топливо, скажем 92 или 95 бензин.

Разница у этих двух величин действительно есть, причем достаточно разительная, не смотря кажущуюся схожесть, давайте разберем каждую.

Степень сжатия

Пожалуй, начнем с самого сложного. Как мы все с вами знаем внутри блока цилиндров, ходят поршни. У каждого поршня есть «мертвые точки», это верхняя – когда топливо сжато до предела и ждет воспламенения, и нижняя – когда поршень уходит вниз, а пространство либо заполняется новой топливной смесью, либо расширившимися (воспламененными) газами.

Верхняя мертвая точка. Когда поршень находится в «верхней точке», над поршнем остается определенный объем (или пространство) именно в нем находится сжатая воздушно-топливная смесь, это и есть «камера сгорания» — для условного обозначения этот объем мы назовем «V₁»

Нижняя мертвая точка. Здесь поршень находится в «нижней мертвой точке», и к объему камеры сгорания, добавляется объем цилиндра, точнее, объем находящийся над поршнем. В итоге у нас получаются как бы два объема – Vц (цилиндра) и V₂ (общий = цилиндра + камера сгорания).

Теперь все просто — важные для нас параметры, это V₁ и V₂ (стоит отметить, что измеряются они в литрах). Для того чтобы получить степень сжатия нужно:

Степень сжатия = V₂ / V₁

Таким простым методом мы рассчитываем, во сколько сжимается воздушно-топливная смесь, при движении из нижней мертвой точки в верхнюю.

Зачастую производитель уже указывает эти характеристики в описании или инструкции, и мы можем видеть степень сжатия 9,5 – 10 – 10,5 – 11 – 12 – 14 и т.д. Это нам говорит о том — что топливная смесь, которая «всосалась» при движении поршня из «верхней мертвой точки» в «нижнюю», на такте впуска, сожмется в 9,5 – 14 раз, от первоначального объема и после подожжется свечой зажигания.

Думаю, теперь путать не будете, разжевано все досконально, теперь переходим к компрессии двигателя.

Компрессия двигателя

С этой величиной все намного проще, как обычно начнем с определения:

Компрессия – это давление, которое создается в конце такта сжатия (воздушно-топливной смеси), когда поршень идет в максимальную верхнюю (мертвую точку).

Чем выше компрессия, тем большую мощность может развить силовой агрегат. Почему? ДА все просто — увеличение этой величины способствует наилучшему сжатию топлива, а потому его воспламенение может происходить намного эффективнее. Так же большая компрессия даст больший толчок поршню, то есть прямая зависимость частоты вращения коленчатого вала и мощностью мотора.

Однако бесконечно увеличивать компрессию нельзя, все потому что воздушно-топливная смесь, а в нашем случае это бензин, разогревается и может воспламениться произвольно, то есть произойдет детонация, а этот процесс реально разрушительный для внутренностей двигателя в целом. Поэтому сейчас и появляются высокооктановые бензины, подробнее здесь.

Стоит отметить, практически все производители указывают нормальный параметр этого показателя. Если при замере, ваша компрессия отличается в пару или даже несколько раз, то тут стоит задуматься, практически всегда это означает сложные поломки силового агрегата, как я уже писал выше — начиная с клапанов, заканчивая компрессионными кольцами на поршнях и т.д.

Так степень сжатия и компрессия это одно и тоже?

Как вы поняли, конечно же нет! Степень сжатия это коэффициент, который рассчитывается при помощи объемов, а вот компрессия банально замеряется специальными манометрами (компрессометрами).

Если взять практическое применение, то компрессия будет немного больше, чем степень сжатия (ст). Так например, при степени сжатия — 9,5, компрессия зачастую от 11 до 12!

Почему такое происходит? Да потому что при замере компрессии от давления разогревается воздушно-топливная смесь, происходит увеличение температуры.

Эти показатели можно было бы приравнять, если бы процесс был изотермическим (то есть исключающим воздействия температуры, как извне, так и изнутри) в закрытом герметичном корпусе. Но поскольку на практике это не возможно, то величины будут различаться.

Сейчас видео версия статья, смотрим

НА этом заканчиваю, думаю, моя статья была вам полезна, читайте наш АВТОБЛОГ.

(25 голосов, средний: 4,60 из 5)

Похожие новости

Карбюратор или инжектор. Что лучше и какая у них разница

Что такое двигатель TSI?

Катиться на «нейтральной» или на скорости с горки. Как это влияе.

Что такое компрессия и степень сжатия и чем они отличаются

При диагностике автомобиля перед покупкой опытные автовладельцы практически всегда советуют новичкам проверить компрессию. А еще существует степень сжатия – казалось бы, схожий термин, ведь компрессия – это и есть сжатие. На самом деле это совершенно разные вещи. Давайте разберемся, что есть что, а заодно поймем, что и как нужно проверять при покупке машины.

Начнем со степени сжатия. Как мы помним, поршень в цилиндре при работе двигателя движется вверх-вниз, имея две так называемых мертвых точки, верхнюю и нижнюю. Так вот, степень сжатия – это отношение между двумя объемами: полным объемом цилиндра, когда поршень находится в нижней мертвой точке, и объемом камеры сжатия, когда поршень находится в верхней мертвой точке. То есть степень сжатия – это математическое отношение, которое показывает, во сколько раз топливовоздушная смесь (или воздух, если речь о дизеле) сжимается в цилиндре при работе мотора.

Степень сжатия – одна из базовых характеристик любого двигателя, и закладывается она на стадии проектирования. У бензиновых моторов она ниже, чем у дизельных: в среднем от 8:1 до 12:1 у первых и от 14:1 до 23:1 у вторых. Дело в том, что работа дизельного мотора предполагает самостоятельное воспламенение топливовоздушной смеси от сжатия, а в бензиновом моторе смесь в каждом такте поджигается свечой зажигания. Однако в целом по мере развития технологий двигателестроения степень сжатия в моторах росла. Причина проста: повышение степени сжатия позволяет увеличить КПД мотора, получая больше мощности при том же рабочем объеме и расходе топлива. Собственно, с ростом степени сжатия связано и применение более высокооктановых бензинов.

Таким образом, степень сжатия – это конструктивная характеристика двигателя, и она не меняется по мере его износа и старения. Степень сжатия не нужно «проверять» при покупке, а знать ее нужно в основном для того, чтобы знать, какой бензин лучше заливать в бак купленной машины.

Если степень сжатия – параметр математический и неизменный, то компрессия – характеристика изменяемая. Компрессия – это давление, создаваемое в цилиндре в конце такта сжатия, когда поршень идет от нижней мертвой точки к верхней, сжимая воздух или топливовоздушную смесь. Давление в цилиндре в момент, когда поршень достиг верхней мертвой точки – это и есть компрессия. Можно подумать, что компрессия фактически должна быть равна степени сжатия – ведь она тоже показывает разницу давления в цилиндре при двух положениях поршня – верхнем и нижнем. Однако на самом деле компрессия оказывается значительно выше. Ведь воздух при резком сжатии нагревается, что означает увеличение давления. А еще он нагревается от горячих стенок цилиндра, ведь рабочая температура двигателя гораздо выше температуры окружающей среды. Таким образом, компрессия, конечно, зависит от степени сжатия, но не равна ей. И именно компрессию замеряют при диагностике двигателя, чтобы оценить его техническое состояние.

Замер компрессии проводится с учетом перечисленных выше условий: на полностью прогретом двигателе и при полностью открытой дроссельной заслонке, отвечающей за подачу воздуха в цилиндр. Разумеется, горение топлива для замера компрессии не нужно, в цилиндре сжимается только воздух. Так что подачу топлива отключают, а свечу зажигания (или накаливания, если речь идет о дизеле) выкручивают, а на ее место вкручивают шлаг компрессометра. Компрессометр – это прибор для измерения компрессии. Он фактически представляет собой манометр, подключаемый трубкой к цилиндру и оснащенный обратным клапаном, чтобы не сбрасывать измеренное давление.

Замер компрессии позволяет оценить исправность и техническое состояние двигателя. Во-первых, после замера можно сравнить соответствие полученного результата заводским параметрам – то есть оценить компрессию в имеющемся двигателе по сравнению с новым. Во-вторых, низкий показатель компрессии означает наличие проблем с мотором, ведь он сигнализирует о том, что воздух «утекает» из камеры сгорания, а при работе мотора из нее будут прорываться раскаленные газы. Причин может быть довольно много: поршневые кольца, повреждения седел клапанов и самих клапанов, негерметичность прокладки ГБЦ и даже трещина в самом поршне. Ну а в-третьих, важна не только сама величина компрессии, но и ее равномерность во всех цилиндрах двигателя. Если компрессия в одном или нескольких цилиндрах ниже, чем в других, это говорит о неравномерном износе и наличии проблем.

Таким образом, замер компрессии – одна из простых, но эффективных методик оценки исправности и общего технического состояния двигателя. Он позволяет быстро отсеять заведомо «мертвые» моторы, имеющие проблемы с цилиндропоршевой группой, клапанами и так далее. Поэтому замер компрессии можно и нужно проводить при диагностике практически любого автомобиля перед покупкой.

Компрессия в двигателе и степень сжатия: что полезно знать

Эти слова часто слышны в гаражных курилках и ремзонах сервисных станций. Понятиями «компрессия» и «степень сжатия» легко жонглируют водители и инженеры. А всегда ли правильно употребляют эти термины? Что это вообще такое? Чем эти величины могут быть нам с Вами полезны?

1. Определимся с терминами
2. Как проверить компрессию в двигателе
3. А какая компрессия должна быть?
4. Замер компрессии в двигателе: для профи и любителей

Определимся с терминами

Компрессия – это значение максимального давления воздуха в камере сгорания неработающего двигателя, которое развивается в конце такта сжатия. В нынешнее время величина измеряется в Барах (бар), Атмосферах (ат, атм) и Паскалях (Па), а раньше – в килограммах силы на квадратный сантиметр (кг/см2) и фунтах на квадратный дюйм (psi, ksi). Измерение компрессии – очень эффективный способ исследования, а полученное её значение – важный диагностический показатель «здоровья» мотора.

Степень сжатия – сугубо инженерная, расчётная и безразмерная характеристика. Она является частным деления объёма цилиндра, когда поршень находится в нижней мёртвой точке (НМТ), и остаточного объёма цилиндра (в т.ч. и объёма камеры сгорания), когда поршень находится в верхней мёртвой точке (ВМТ). Другими словами, степень сжатия – в какое количество раз сжимается объём газа (включая топливо-воздушную смесь), попавшего в цилиндр двигателя во время рабочего хода поршня.

Компрессия зависит от степени сжатия, но не наоборот. Чем выше степень сжатия, тем выше давление, регистрируемое при измерении. Однако на величину этого давления влияет большое количество внешних факторов, изменяя и анализируя которые, с высокой вероятностью можно обнаружить источник проблем, либо убедиться в его отсутствии.

Значение степени сжатия (СЖ) обычному водителю может лишь очень примерно указать на используемое здесь октановое число бензина. Например:

• СЖ = 5.6 (двигателя ГАЗ-11 грузовика ГАЗ-51) – А-66;
• 5 («Волга» Газ-21) – А70-А72;
• 0 (МЗМА-408 «Москвичей» 403 и 408) – А72-А76;
• 5 (ВАЗ-2101) – АИ-92;
• 0 («атмосферный» двигатель EP6 легковых Mini One, Peugeot 308 и Citroen C4) – АИ-95;
• 0 и выше (Mazda Skyactive и т.п.) – АИ-98.

Если двигатель современной конструкции, то взаимосвязь между этими параметрами может отсутствовать благодаря «продвинутым» технологиям смешения, зажигания и сгорания топлива, как и компьютерному управлению, позволяющему менять настройки в широких пределах. Наличие турбонаддува подразумевает эксплуатацию на бензине с октановым числом не ниже АИ-95-98, а если «92-й» и упомянут в числе разрешённых, то только высококачественный, т.к. контрафактный станет для турбомотора смертельным ядом.

Как проверить компрессию в двигателе

При замерах обычно придерживаются следующего регламента: двигатель должен быть прогрет до рабочей температуры (не всегда), демонтирован воздушный фильтр и/или отсоединен блок дроссельной заслонки (если это возможно), либо дроссельная заслонка обязана быть полностью открытой, при наличии карбюратора – полностью открыта воздушная заслонка, вывернуты свечи зажигания (у дизелей – свечи накаливания) из всех цилиндров. Разумеется, для правильного проведения мероприятия, газораспределительный механизм обязан быть правильно отрегулирован (как минимум: метки находиться на своих местах, «перескоки» отсутствовать, а натяжители и их «башмаки» иметь нормальный износ) стартёр должен быть исправен, а АКБ – полностью заряжена.

Пример компрессометра простой конструкции

Компрессометры – приборы для замера компрессии. Их конструктивное исполнение и дизайн могут сильно отличаться, как и цена – от «косаря» за простейшее изделие мануфактурного производства до сотни тысяч рублей за профессиональный диагностический прибор с множеством дополнительных функций. Но принцип действия у всех – один и тот же.

Диагностический прибор с функцией измерения компрессии двигателя и выявления утечек

Обычно у компрессометров имеется наконечник, герметично присоединяемый к свечному отверстию и манометр «с памятью» и обратным клапаном. «Память» манометру нужна для фиксирования («запоминания») максимального давления, развиваемого в течение десятка оборотов коленчатого вала. После присоединения наконечника нужно повернуть ключ зажигания и с помощью стартёра дать мотору сделать около десятка оборотов. На циферблате (или дисплее) прибора мы увидим величину компрессии в данном цилиндре. «Для чистоты эксперимента» замеры необходимо провести 3-5 раз, после чего внести в таблицу среднее арифметическое значение.

Измерение компрессии в цилиндрах двигателя

А какая компрессия должна быть?

«Цифры показывают, как управляется мир» (Иоганн Вольфганг Гёте)

При измерении компрессии у разных марок и моделей двигателей мы получим разные значения у каждого из них. Это нормально, так как у них, как минимум, будет разная степень сжатия.

В качестве примера приведём несколько нормальных значений компрессии для разных моторов:

• Двигатель МЗМА-408 («Москвич-403-408») – 8.0 бар;
• Двигатель ВАЗ-2101 («Жигули-копейка») – 10.5 бар;
• Двигатель TU3JP (Citroen Berlingo First) – 11.3 бар;
• Двигатель EW10A (Peugeot 407) – 12.8 бар;
• Двигатель EP6C (Mini One) – 13.5 бар.

Эти цифры разрушают одно из опасных предубеждений, давно циркулирующих в водительских кругах, что значение компрессии численно как-то взаимосвязано со степенью сжатия мотора. Как видите – взаимосвязи нет: у одного двигателя со степенью сжатия 7.0 нормальная компрессия от 7.5 до 9.5 бар, а у другого, со СЖ = 11.0, диапазон «здоровой» компрессии от 12.0 до 14.0 бар.

Значение компрессии двигателя в течение его жизни и ресурса – меняется.

У «молодого», только что сошедшего с конвейера движка компрессия может составлять 8.0 – 10.0 бар, когда он «обкатался» и все его детали приработались друг к другу – 12.0 – 14.0 бар, а когда ресурс подходит к концу и на одометре более 200000 км пробега, компрессометр покажет 7.0 — 9.0 бар с тенденцией к дальнейшему снижению давления, что укажет на близкий к критическому износ цилиндро-поршневой группы, сёдел клапанов и их направляющих. Это – нормальные значения при естественном износе двигателя. Но основной задачей измерения компрессии является выявление «болезней» мотора на ранних стадиях.

Главный индикатор «здоровья» двигателя, содержащийся в ряду значений компрессии в каждом из цилиндров — их нахождение в узком диапазоне 2 бар. Иначе говоря: разница более 2 бар между наименьшим и наибольшим значениями компрессии среди цилиндров одного двигателя является критической и однозначно указывает на неисправность!

Также следует «бить тревогу», если, например: в трёх цилиндрах мотора компрессометр показал 12.3 — 12.6 бар, а в четвёртом – 11.5 бар. Такое «рассогласование» значений сигнализирует о наличии какого-то изъяна.

Задиры на зеркале — частая причина потери компрессии в одном из цилиндров

Если давление в конце такта сжатия одного из цилиндров двигателя явно ниже общего ряда значений, для «уточнения диагноза» и «выписки рецепта» воспользуемся знакомым ещё со времён «Побед» и «ЗиСов», простейшим методом: в «подозрительный» цилиндр через отверстие для свечи вливаем примерно 30-50 мл моторного масла, после чего, снова измеряем компрессию.

Если давление явно увеличилось – сигнал о том, что герметичность поршневых колец нарушена.

Маслосъёмные кольца «залегли»

Если давление не изменилось – велика вероятность трещин в клапанах, прогоревшего поршня, выпавшего клапанного седла, нарушения герметичности прокладки ГБЦ, и т.п.

Трещины в тарелках клапанов

Компрессия может быть не только ниже, но и выше нормы.

Слишком высокое в одном из цилиндров относительно других давление говорит о повышенном количестве нагара на тарелках клапанов, днище поршня и стенках камеры сгорания. Это может быть следствием изношенных маслосъёмных колпачков и направляющих втулок клапанов, «залегших» поршневых колец и критического износа зеркала цилиндра.

Слой нагара на днище поршня

Более глубокими причинами таких повреждений могут являться слишком большие пробеги между ТО, применение неподходящего или поддельного моторного масла, эксплуатация на низкосортном топливе, несвоевременная замена свечей зажигания, неправильно выставленные зазоры, использование дешёвых или контрафактных элементов системы зажигания и фильтров. Компрессия возрастает по причине того, что скопившиеся отложения уменьшают объём камеры сгорания, из-за чего увеличивается степень сжатия, а значит, и давление в конце такта сжатия.

Замер компрессии в двигателе: для профи и любителей

Изделие похожего назначения входит в состав «вооружения» профессиональных компрессометров. Однако дорогие приборы могут позволить себе далеко не все СТОА, а описываемое приспособление может создать даже обычный гаражный автолюбитель.

Конструкция изделия элементарна:

• штуцер резьбовой под шланг около 14 мм или фитинг с подходящей к свечному отверстию резьбой;
• шланг резиновый с внутренним диаметром 14 мм длиной около 3-4 метров;
• вентиль с резиновым корпусом для бескамерных шин легковых автомобилей;
• винтовые хомуты подходящего диаметра;
• электрический насос для накачивания автомобильных шин (чем мощнее и производительнее – тем лучше).

В одном из старых журналов «За рулём» для похожего изделия предлагалось взять металлический корпус вышедшей из строя свечи зажигания с извлечённым изолятором центрального электрода, и приварить (или припаять) к нему нужного диаметра стальную трубку, превратив в штуцер.

Приспособление собирается следующим образом … Штуцер (фитинг) присоединяется к шлангу и соединение фиксируется хомутом. От резинового корпуса вентиля острым ножом отрезается грибовидная «шляпка». Получившийся штуцер диаметром около 15 мм вставляется в противоположную часть шланга и соединение фиксируется хомутом. Штуцер герметично вкручивается в свечное отверстие ГБЦ исследуемого цилиндра. Вентиль присоединяется к насосу. Приспособление готово к работе.

Как это работает (после измерения компрессии) … Поршень исследуемого цилиндра устанавливается в положение, соответствующее моменту зажигания, когда все клапаны закрыты. Отворачивается пробка расширительного бачка системы охлаждения и вынимается масляный щуп. Если двигатель не имеет масляного щупа, то отвинчивается крышка маслозаливной горловины. Включается электрический насос. Если такового под рукой не оказалось, можно воспользоваться ножным шинным насосом и прибегнуть к услугам помощника. Воздух начинает нагнетаться в цилиндр двигателя. После этого на слух определяется источник утечек давления из камеры сгорания:

• Если шипение нагнетаемого воздуха исходит из выхлопной трубы, то вероятная проблема – негерметичность, трещина или прогар выпускного клапана;
• Если свист воздуха раздаётся из впускного коллектора, проблемы имеют впускные клапаны;
• Если воздух выходит из патрубка масляного щупа, что можно проверить мыльной водой или воздушным шариком – от негерметичности поршневых колец до прогоревшего поршня;

Пример прогоревшего поршня

• Если в расширительном бачке видна «газировка» (выделение пузырьков), а при накрытии горловины ладонью ощущается давление воздуха изнутри – воздух поступает в рубашку охлаждения двигателя через прогоревшую прокладку ГБЦ.

«Газировка» в расширительном бачке — признак прогоревшей прокладки ГБЦ

Предложенное приспособление и проверка двигателя с его помощью помогают с большой долей точности выявить характер неисправности, не прибегая к «располовиниванию» двигателя.

В качестве эпилога к рассказу о компрессии, хочется заострить Ваше внимание на большой пользе этой характеристики: получив её значение, появляется отличная возможность продиагностировать двигатель без использования дорогого высокотехнологичного оборудования и сложной деликатной разборки мотора. Периодическое измерение компрессии на СТОА или своими силами, очень полезно не только в плане обеспечения долгой безбедной жизни двигателя и всего автомобиля, но и для экономии финансовых средств владельца, и самого главного – его нервов.