В первой части диалога я достаточно подробно описал основные проверки, методику и последовательность их проведения. Также я привел некоторые сведения по теории работы двигателя внутреннего сгорания. Хотя и этого может быть достаточно, чтобы утомить теоретическими рассуждениями некоторых клиентов и отбить у них охоту вникать в премудрости диагностики. Многие автолюбители с удовольствием сказали бы: " Не рассказывай мне сказки: я это и так все знаю. Лучше отрегулируй двигатель, чтобы он меньше топлива потреблял". Но некоторые знатоки могут найти ошибки, недочеты и нестыковки в моих рассуждениях. Современный двигатель - штука очень сложная. Если рассказывать подробно обо всех тонкостях и особенностях его устройства и работы, то получится книга формата А4 толщиной не менее 40 мм. Хотя подобных книг и так написано предостаточно. Для особо любознательных и дотошных клиентов объясню алгоритм расчета топливоподачи в современных бензиновых двигателях.
Итак, еще раз заострю Ваше внимание, что в двигателе сгорает не бензин, а топливовоздушная смесь. Чтобы понять, как образуется эта самая топливовоздушная смесь, от чего зависит и как регулируется ее состав, придется рассмотреть некоторые конструктивные особенности современного двигателя внутреннего сгорания. Знание этих особенностей поможет нам понять многие тонкости теории и практики топливоподачи и расхода топлива. Сам двигатель можно представить себе, как насос (пылесос), который сосет в себя атмосферный воздух. Посредством дроссельной заслонки водитель открывает-закрывает доступ воздуха в этот "насос". Обороты бензинового двигателя регулируются по воздуху (дизельного - по топливу). Конструкция двигателя такова, что он стремится всосать как можно больше воздуха и раскрутиться до максимально возможных оборотов. Однако дроссельная заслоночка прикрывает поток воздуха и не дает возможности бесконтрольного роста оборотов. Закрывая дроссельную заслонку, водитель снижает обороты. Атмосферный воздух проходит через воздушный фильтр, минует дроссельную заслонку и попадает во впускной коллектор. Инжекторы впрыскивают определенное количество топлива не в цилиндры, а тоже во впускной коллектор, где происходит смешивание и образование топливовоздушной смеси. Далее на такте впуска через открывшийся впускной клапан смесь наполняет цилиндр двигателя. Потом она сжимается, воспламеняется, эффективно сгорает и вылетает в трубу в виде отработавших газов (abgas) и т. д. Но это все скучная теория, а нас больше интересует состав этой самой смеси, от которого зависит расход драгоценного топлива. Согласно известных всем законов физики, топлива в составе топливовоздушной смеси должно быть столько, чтобы сгорел весь содержащийся в воздухе кислород. Еще раз напомню, что такая смесь для двигателя является оптимальной (стехиометрической) и состоит из 14.7 весовых частей воздуха и 1 весовой части бензина. Не секрет, что режимы работы двигателя разнообразны и изменчивы, а, следовательно, и состав смеси постоянно изменяется в определенной зависимости от многих факторов. Давайте рассмотрим: какие факторы влияют на состав смеси, как, по какому принципу и алгоритму он определяется. Подачу воздуха в двигатель определяет водитель, нажимая педаль газа, тем самым открывая дроссельную заслонку. Подачу необходимого количества топлива к этому воздуху определяет и отрабатывает система управления двигателем (топливоподачей). Во многом от корректности работы этой системы зависит и расход топлива. Расчет количества необходимого топлива производится исходя из того же массового соотношения 14,7 : 1. Зная, что масса 1 литра воздуха при нормальных условиях составляет 1,225 грамма, нетрудно подсчитать массу необходимого воздуха - 0,0833 грамма. Казалось бы, все просто. Но это при нормальных условиях: давление 102 кПа, температура 15 С и т. д. В реальности условия образования топливовоздушной смеси далеки от нормальных. Реализовать алгоритм впрыска нужного количества топлива несложно. Надо определить массу воздуха, которую всосал двигатель. В большинстве систем управления двигателем эту функцию выполняет датчик массового расхода воздуха (ДМРВ). Современные ДМРВ достаточно точно определяют массу всасываемого воздуха. На основе этих показаний ЭБУ рассчитывает и реализует впрыск топлива через инжектор. При этом вносятся необходимые поправки, а погрешности компенсируются по "обратной связи" через показания датчика кислорода. ДМРВ не по-русски еще называют MAF (Mass Air Flow) sensor. Но есть еще и другие алгоритмы расчета состава топливовоздушной смеси. Многим владельцам а/м Тойота знаком МАР (Mass Air Hressure) sensor. Это датчик абсолютного давления (ДАД), а точнее - датчик разрежения во впускном коллекторе. Он выглядит, как небольшая прямоугольная коробочка, соединенная с впускным коллектором резиновой трубочкой. Если разобраться с алгоритмом расчета состава смеси по МАР-сенсору, то будет более ясной картина зависимости расхода топлива от нагрузки на двигатель. С этого места объясню подробнее, постарайтесь понять. При работе двигателя, за дроссельной заслонкой во впускном коллекторе создается немалое разрежение. Двигатель (насос) засасывает, а заслонка прикрывает поток воздуха. В определенный момент наступает равновесное состояние системы: обороты устанавливаются в зависимости от открытия дроссельного канала. При помощи диагностического сканера по показаниям МАР-сенсора можно увидеть величину разрежения во впускном коллекторе. Например, для 2-ухлитрового двигателя Тойоты при холостом ходе 750 об/мин разрежение ставит 30 кПа в то время, как атмосферное давление будет 102 кПа. При разрежении 30 кПа масса одного литра воздуха будет значительно меньше, чем при атмосферном давлении. Значит в составе топливовоздушной смеси и топлива в граммах на 1 литр будет тоже меньше при сохранении соотношения 14,7 : 1. На холостом ходу двигатель работает практически без нагрузки: разрежение во впускном коллекторе высокое, поэтому в составе смеси мало воздуха и топлива - режим экономичный. Поехали. Когда водитель нажимает на газ, приоткрывая дроссельную заслонку - препятствие для прохода воздуха в двигатель уменьшается. Поток воздуха устремляется за дроссельную заслонку и при этом разряжение во впускном коллекторе уменьшается. Масса неразряженного воздуха заметно больше, чем разряженного, и следовательно топлива надо дать больше, чтобы выдержать все то же соотношение 14,7 : 1. Расход топлива при таком режиме естественно возрастает. Но водитель приоткрыл заслоночку на определенную величину, обороты двигателя возросли, допустим, до 3000 об/мин и установились на этом значении, так как поток воздуха опять прикрыт. Разряжение во впускном коллекторе опять возрастает до 28 - 32 кПа. Масса разряженного воздуха меньше, топлива тоже меньше - опять устанавливается экономичный режим.
Мы подошли к пониманию того, что расход топлива зависит не только от числа оборотов, но и от разряжения во впускном коллекторе, то есть от нагрузки на двигатель. Рассмотрим это подробнее. В зависимости от дорожной обстановки по воле водителя изменяется режим работы двигателя: открывается-закрывается дроссельная заслонка, изменяется разряжение во впускном коллекторе, и соответственно количество бензина в единице объема топливовоздушной смеси. Если автомобиль стоит, двигатель работает, коробка в нейтральном положении и при этом резко "газануть", то двигатель раскрутится до высоких оборотов быстро, так как реальной нагрузки в данном случае нет, только преодоление сил трения. Но когда автомобиль движется с определенной скоростью, а водитель еще резко "дает газу", чтобы обогнать троллейбус, то двигатель набирает обороты не так интенсивно, как в предыдущем случае на холостом ходу. За все время этого набора оборотов (разгона) в составе топливовоздушной смеси будет большее массовое содержание топлива - режим обогащения при ускорении, естественно - неэкономичный. Следующая ситуация: вы пытаетесь обогнать КАМАЗ на затяжном подъеме. При этом: "педаль в пол", а разогнаться на крутой подъем не так-то просто. Все-таки КАМАЗ удалось обогнать. Это был режим высокой или полной мощности: разряжение в коллекторе долгое время оставалось низким, так как заслонка была полностью открыта. При этом в составе смеси было высокое массовое содержание топлива - режим очень неэкономичный. Теперь мы подошли к более полному пониманию того, что есть нагрузка на двигатель. Это величина, зависящая от открытия дроссельной заслонки и оборотов двигателя в данный момент. Нагрузка на двигатель постоянно изменяется в зависимости от условий движения: разгоны, торможения, езда с горы и на гору, по ветру и против ветра, по трассе и по бездорожью, по городу и по деревне и т. д. Я думаю, что теперь Вы поняли мои рассуждения о взаимосвязи расхода топлива и нагрузки на двигатель в зависимости от режима и условий движения. Для полноты раскрытия темы приведу еще несколько теоретических выкладок, касающихся гражданских автомобилей, так как про спортивные автомобили надо писать отдельную книгу, но это позже. Нагрузка на двигатель может быть рассчитана (очень сложные вычисления) или определена при ходовых испытаниях и на мощностном стенде. Выражается она обычно в процентах: так мой диагностический сканер показывает, что у Тойоты на холостом ходу нагрузка на двигатель составляет 20 - 30 %. Также нагрузку более конкретно выражают в цикловом расходе топлива: миллиграмм на такт или на цикл (4 такта - 2 оборота) для данного конкретного двигателя. Диагностический сканер on-line показывает: сколько миллиграммов топлива попадает в цилиндры двигателя за 1 цикл или такт. Во многих новых автомобилях на основе этих данных бортовой компьютер прямо на панели приборов показывает преобразованный расход топлива: мгновенный, средний, на 100 км пробега, до заправки и так далее - в литрах, галлонах, баррелях, на километр, милю и т. п., запутаться можно. При расчете состава топливовоздушной смеси учитываются и такие немаловажные факторы, как температура двигателя и входящего воздуха, атмосферное давление (барокоррекция, особенно в горах), коэффициент наполнения цилиндров свежей смесью и другие. Про каждый из этих факторов можно написать отдельную статью, но я этого делать не буду, так как такие сведения есть в Интернете. Лучше я дам еще несколько практических советов. Вспомните автомобиль ВАЗ-2105. У него в комбинации приборов есть так называемый эконометр. Это обычный вакуумметр, соединенный с впускным коллектором резиновой трубочкой. Стрелочный приборчик показывает разрежение по шкале с тремя секторами:
- зеленый - разряжение высокое, режим экономичный;
- желтый - разряжение среднее - режим не очень экономичный;
- красный - разряжение низкое, режим неэкономичный.
Эконометр здорово помогал выбрать наиболее экономичный режим движения тем автолюбителям, которые знали: что и для чего показывает этот прибор. Можно и субъективно оценить нагрузку на двигатель. Многие опытные водители четко улавливают зависимость оборотов от открытия дроссельной заслонки и выбирают оптимальный режим движения в любой дорожной обстановке, умело работая педалью газа и переключая передачи. По своему опыту знаю, что все-таки большую часть времени (или пути) автомобильный двигатель работает в режиме экономичном или близком к нему. Пример неэкономичного режима движения: шоссейно-кольцевые гонки. Спорткары с ревом разгоняются на прямых участках и с визгом тормозов проходят повороты. Победа в гонке дорогого стоит и разговоры об экономии топлива (очень дорогого) в автоспорте неуместны. Также отмечу, что выбор режима движения зависит не только от дорожных условий, но и от пристрастий водителя: гонщик, лихач, профессионал, любитель, женщина и др.
В заключении сделаю такое немаловажное замечание: топливная экономичность - не самая главная характеристика современного автомобиля, так же, как мощность и максимальная скорость. Сейчас у автолюбителя хватает средств на качественное топливо, другие горюче-смазочные материалы и все остальное. При теперешнем ритме жизни человеку постоянно не хватает времени. Сейчас самое ценное - это время. Исходя из этого утверждения, главная характеристика современного автомобиля звучит так: чем меньше времени вы затрачиваете на ремонт и обслуживание любимого "железного коня", тем более надежным и преданным другом он вам приходится.
Алексей Юрин
Другие статьи по теме:
СТРАХОВАНИЕ НА ГРАНИ.
Запчасти и сервис в «АВТОритете»
И снова
В тихом омуте
Кому на Руси жить хорошо?
Междугородные автобусные рейсы в Хакасии отменяют из-за морозов
Готовимся к эксплуатации автомобиля при отрицательных температурах 7
Хакасия получит субсидии из федерального бюджета на реконструкцию автодорог
Внедорожник Marussia F2
ИПОСТАСЬ ВТОРАЯ – ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ!
|
