Если растет температура топлива на входе в двигатель что происходит с мощностью двигателя

Перегрев двигателя: 9+ причин и все последствия

Современный двигатель перегревается быстро — зачастую водитель даже не успевает среагировать должным образом. Нынешние моторы «горячее» предшественников, ведь с увеличением рабочей температуры растет КПД. У современных двигателей обычно она не превышает 105 °C (у предшественников около 80 °C), а в пробках температура достигает 115–125 °C. Однако конструкционные материалы, равно как и смазки, имеют температурный предел работоспособности — и на этом рубеже каждый лишний градус становится реально опасным.

Любопытно, что на многих автомобилях (Nissan Note, Honda Jazz, Лада Гранта первых годов выпуска) указатель температуры охлаждающей жидкости отсутствует. Имеется лишь индикатор перегрева, срабатывающий, когда температура перешагивает критический рубеж. Бывают и «фиктивные» приборы: например, на автомобилях Renault Logan, Лада Ларгус или Nissan Almera на дисплее высвечиваются четыре деления как при 80 °C, так и при 105 °C.

Неудивительно, что водитель может оказаться не готов к оперативным действиям — особенно в сложной дорожной обстановке.

Почему больше греются?

Помимо того, что современный мотор сам по себе больше нагревается, у него появились соседи, которые дополнительно подогревают обстановку. Например, каталитические нейтрализаторы, которые на большинстве современных автомобилей располагаются в непосредственной близости от мотора.

Кондиционер тоже способствует росту температуры: его конденсатор не только выделяет тепло, но и затрудняет проход воздуха к радиатору двигателя. Вдобавок между этими теплообменниками неизбежно скапливается грязь (пух, листья), препятствующая нормальному охлаждению. Кроме того, в угоду снижения общей массы радиаторы стали тонкими, а заправочные объемы антифризом уменьшились почти вдвое — в штатном режиме система охлаждения работает нормально, но аварийного запаса практически нет.

Автоматическая коробка — ещё один источник тепла, способствующий росту температуры под капотом.

Турбонаддув также повышает градус. Тем более, если мотор снабжен интеркулерами, которые тоже подогревают моторный отсек.

Эксплуатационные причины

Перегруз машины может запросто ­привести к перегреву мотора. Как и ухудшившаяся аэродинамика при перевозке объемного груза на крыше. Еще один вариант — движение по тяжелому ­бездорожью (колея, песок).

Эксплуатация в горных условиях ухудшает температурный режим двигателя сразу по двум причинам: растет нагрузка на двигатель и снижается плотность охлаждающего радиатор воздуха.

Дополнительную нагрузку на двигатель и, следовательно, перегрев могут вызвать неисправности в ходовой или трансмиссии, затрудняющие движение автомобиля: «прихватывают» тормоза, приспущены шины, нарушены углы установки колес, пробуксовывает сцепление или гидротрансформатор.

Причины в моторе

Недостаточное количество антифриза ухудшает охлаждение верхней, наиболее горячей части мотора — головки блока цилиндров, а затем приводит к полному прекращению циркуляции жидкости. Антифриз чаще всего уходит через резиновые патрубки или прохудившиеся радиаторы — основной и отопителя. Если паровой клапан пробки радиатора или расширительного бачка, призванный поддерживать повышенное давление в системе (у некоторых автомобилей до 1,5 бар), не герметичен, то температура кипения жидкости снизится. Тогда при повышенных нагрузках двигатель закипит.

Заедание клапана термостата в закрытом положении не позволит жидкости циркулировать через радиатор и охлаждаться.

Насос системы охлаждения может перестать вращаться из-за обрыва ремня привода. Случается, что коррозия съедает лопасти крыльчатки, или она начинает проворачиваться на валу. На некоторых автомобилях привод насоса осуществляется через муфту, которая может выйти из строя.

Перегреваться мотор может, если не срабатывает электровентилятор охлаждения радиатора. Причин несколько: вышли из строя электродвигатель, реле включения или датчик, повреждена проводка.

Негерметичность прокладки головки блока цилиндров приводит к выдавливанию охлаждающей жидкости газами, которые первым делом осушают головку блока цилиндров.

Косвенно увеличивать нагрев двигателя могут низкооктановое топливо, неточно выставленные фазы газораспределения, разрушенные керамические блоки каталитического нейтрализатора, большое количество нагара в камерах сгорания, нерекомендованные свечи, вызывающие калильное зажигание.

Последствия перегрева

При перегреве страдают обычно две зоны двигателя. Первая — уплотнение газового стыка. Деформация головки блока цилиндров и в меньшей степени самого блока приводят к потере герметичности стыка. Причем длинный мотор, например рядный шестицилиндровый, страдает больше, чем короткий, у которого головка всего на два цилиндра (оппозитные Subaru).

Вторая зона — цилиндропоршневая группа. При небольшом перегреве дело может ограничиться небольшими задирами и потерей упругости поршневых колец (особенно если маслосъемные — чугунные). При сильном перегреве поршни буквально «намазывает» на стенки цилиндра, а кольца намертво зажимает в канавках поршней.

Наши рекомендации

В сильную жару перегреть мотор проще, чем в мороз. Поэтому чем выше температура за бортом, тем бережнее надо обращаться с мотором — избегать резких ускорений и торможений. Не забывайте тормозить двигателем: сгорания топливовоздушной смеси при этом не происходит, а охлаждающая жидкость интенсивнее циркулирует по системе.

Вспомните про чистоту радиатора: на некоторых моделях его оправданно мыть при каждом ТО. Но обычно достаточно устраивать ему водные процедуры раз в два-три года.

Полная замена охлаждающей жидкости требуется не реже чем раз в 60 000–80 000 км. К такому пробегу обычно антифриз начинает терять свои свойства. А его состояние сказывается не только на температурном режиме, но и на ресурсе основных ­узлов системы охлаждения.

Рекомендуем установить точный цифровой термометр. Если не хотите встраивать дополнительный прибор, используйте программу для смартфона в сочетании с адаптером ELM 327, который подключается в диагностический разъем OBD II.

Некоторые производители автокомпонентов выпускают термостаты с разной температурой открытия. Например, для популярного 1,6‑литрового мотора Renault К4М есть термостаты на 82 градуса, а есть на 86. Четыре градуса — существенная разница. Для автомобилей с очень напряженным тепловым режимом (в силу и конструктивных, и эксплуатационных причин) лучше подобрать термостат с более низкой рабочей температурой.

И не забывайте регулярно обслуживать машину и устранять возникающие неисправности. Тогда не придется куковать на дороге из-за перегрева и судорожно искать телефонный номер эваку­атора.

Мысли по повышению мощности. Ч 4. Температура впуска.

Как было написано в первой части. Если понизить температуру на впуске на 20грС даст прибавку по мощности в 5%.

Что это значит.

Многие обращали внимание как хорошо тянет двигатель в мороз, или летом пока еще не прогрет. Но если летом в жару постоять в пробке, да и вообще, если, не спеша ехать, то авто очень сильно тупит и еле-еле разгоняется.
Это объясняется тем, что температура вбираемого воздуха возрастает до 70грС при температуре на улице 20грС и двигатель начинает терять мощность. Т.к. важен не объем, а масса воздуха.
Если посчитать, то получается воздух пока дошел до двигателя успел нагреться на 70-20 = 50грС. Или если перевести в лошадиные силы, то из-за нагрева воздуха, его плотность, а следовательно и масса упала на 19,3%, и вследствие этого мы потеряли (101*19,3)/100=19,5л.с.
Кто сомневается, может посмотреть на таблицу зависимости плотности воздуха от температуры.

В общем, чем холоднее воздух, тем меньше будет теряться мощность. Правда, это вовсе не значит, что при -50грС автомобиль будет «рвать» из-под себя.
Уменьшить нагрев воздуха поможет холодный впуск.
Холодный впуск – это не установка фильтра «нулевого» сопротивления вместо штатного. Это система впуска, имеющая доступ к наружному (более холодному) воздуху и не позволяющая ему сильно нагреться до поступления в двигатель.
В итоге при прочих равных у двигателя с холодным впуском потери мощности будут меньше, чем у двигателя со стандартной впускной системой.

Где происходит наибольший нагрев.

Первое – это воздухозаборник, который расположен аккурат между радиатором и выпускным коллектором. По моему мнению это самое горячее место в подкапотном пространстве.

Второе-это впускной коллектор.
Во-первых, он металлический и обладает большой теплоемкостью.
Во-вторых, он крепится к, по сути самой горячей части двигателя, ГБЦ. От чего очень сильно нагревается.
Именно на впускном коллекторе расположен датчик температуры воздуха, по которому идет расчет. Кстати, датчик завышает показания реальной температуры из-за этого. Вследствие чего ЭБУ неправильно рассчитывает количество необходимого топлива, и форсунки недоливают топливо => смесь обедняется => лямбда видит это и подает сигнал ЭБУ => ЭБУ производит топливную коррекцию (у кого есть сканер, могут увидеть, что топливная коррекция всегда в плюсе). Короче ЭБУ изначально неправильно рассчитывает топливовоздушную смесь.

Как бороться с высокой температурой (мое мнение, не факт, что оно верное).

1) Посмотрим на фото

По характеру прогрева капота, можно сделать вывод где наиболее горячие места.
Так же стоит помнить о конвекции. Поэтому забор воздуха должен происходить из под АКБ, где в стоке находится впускной резонатор.

2) Для того, чтобы снизить нагрев впускного коллектора можно использовать фторопластовую прокладку.

Эта прокладка имеет толщину 3-4мм (сток около 1-2мм) и меньший коэффициент теплопроводности 0,058 (сток 0,25). Коллектор должен стать холоднее, меньше нагревать воздух и датчик будет точнее показывать температуру.

В этих двух пунктах вижу основные шаги по борьбе с высокой температурой на впуске.

Предыдущие части:

Комментарии 32

Российские ученые не согласны с тем, что температуру воздуха на впуске надо понижать, а считают ровно наоборот — температуру воздуха во впускном коллекторе надо повышать. В исследовании участвовала и КИА Сид: www.science-education.ru/ru/article/view?id=13575

В статье речь идет о дизелях при работе в условиях низких температур. Они сами по себе менее теплонагруженные, т.к. зимой с трудом прогреваются до рабочей температуры.

Российские ученые не согласны с тем, что температуру воздуха на впуске надо понижать, а считают ровно наоборот — температуру воздуха во впускном коллекторе надо повышать. В исследовании участвовала и КИА Сид: www.science-education.ru/ru/article/view?id=13575

На основании расчетов и экспериментов установлено, что наиболее экономичным является использование нагревателей переменной мощности для поддержания заданной температуры во впускном коллекторе с целью получения экономии топлива до 25–30 %.

Двигатель Мазды на котором велось исследование — бензиновый.
Тут более подробно их исследование о подогреве воздуха и его о влиянии на мощность (цифр много, но ВСХ нет, так что эффект не доказан): cyberleninka.ru/article/n…nom-kollektore-dvigatelya

Российские ученые не согласны с тем, что температуру воздуха на впуске надо понижать, а считают ровно наоборот — температуру воздуха во впускном коллекторе надо повышать. В исследовании участвовала и КИА Сид: www.science-education.ru/ru/article/view?id=13575

Для экономии топлива необходимо подогревать впускной коллектор, т.к. это обеспечивает его(топлива) испарение, а следовательно лучшее смешивание с воздухом, а следовательно лучшее горение, а следовательно полноту сгорания, а следовательно лучшую экономичность.

В моем посте речь идет о мощности. В необходимости закачать как можно больше воздуха за такт. А топлива долить не проблема, и плевать, что оно сгорит не полностью.

В ссылке на вторую работу есть и про рост мощности от подогрева воздуха.
И без этих исследований давно известна формула теплоты от сгорания топлива, в которой учитываются начальные температуры воздуха и топлива.

Ну хорошо. Почему в прохладную погоду авто едет лучше, чем в жару? Для чего авто с наддувом нужен интеркулер? Для чего на авто устанавливают холодный впуск?
Подогрев впускного воздуха более актуален для карбюраторных авто, чем для инжекторных.

Новых ответов на эти вопросы это исследование не дает.
Как и аналогичное исследование американских ученых о влиянии повышенной температуры впускного воздуха на работу двигателя:
gasturbinespower.asmedigi…le.aspx?articleid=2569876

Короче все описанное в моем посте не верно?)

Верно, но лишь отчасти. Американцы же четко написали в своем исследовании — при повышении температуры уменьшается плотность, ухудшается наполняемость, но зато растет ряд других показателей. Если плотность, наполняемость, динамическая вязкость, турбулентность воздуха, гомогенность смеси, теплота сгорания, скорость горения в теории зависят напрямую от температуры впускного воздуха, то конечный результат по температуре будет зависеть от конкретного двигателя и целевой оптимизации программы им управления.

Мощность это не только тупо воздух+топливо, а еще множество других факторов.
Есть еще один взгляд на вопрос влияния высокой температуры входного воздуха, довольно неожиданный. Цитата:
Двигатель 16v сразу же обнаружил несколько интересных проблем. Выяснилось, что после примерно 15-ти минутного стояния в пробке, когда температура охлаждающей жидкости достигнет 95-98 а воздуха 40-50 градусов цикловое наполнение воздухом на ХХ и низких нагрузках вдруг начинает медленно расти, причем после того, как рост достигнет 10-12% он замедляется и останавливается. Если бы не режим широкополосного лямбда — регулирования, этот рост наполнения мог бы доставить некоторые проблемы в работе двигателя на ХХ… Стоит проехать немножко с высокими оборотами и наполнение плавно, но достаточно быстро возвращается к своим старым значениям. Первоначально я пытался искать причину такого поведения в температуре воздуха на впуске, однако это полностью противоречило здравому смыслу, поскольку рост температуры приводит к уменьшению плотности воздуха и следовательно уменьшению наполнения. Объяснение роста было в скоре найдено и оказались достаточно банальным — причина такого поведения скрывалась в гидрокомпенсаторах зазоров клапанного механизма.

В пробке на ХХ масло достаточно сильно прогревается, поскольку циркуляции воздуха в подкапотном пространстве и в поддоне нет, кроме того низкое давление масла, компенсаторы стравливают масло и подъем клапанов уменьшается. Вместе с подъемом сужается фаза впуска и выпуска, становиться меньше перекрытие, на широких валах все это приводит к росту циклового наполнения. При этом, чтоб обеспечить подобный рост наполнения на режимах ХХ с подобными валами вполне достаточно уменьшения подъема всего на 0.1-0.15мм.
Источник: avto-science.ru/tag/temperatura

Что то вообще не складно.
Даже не знаю как написать)

В цитате описано, что при росте температуры воздуха мощность возросла. Но возросла из-за изменения фаз ГРМ.
Т.е. другими словами температура воздуха увеличилась > плотность упала > масса воздуха поступившего в цилиндр уменьшилась > мощность упала.
Но с другой стороны уменьшился подъем клапана > увеличилась скорость воздуха > в процессе "утрамбовки" (когда поршень уже идет вверх, а впускной клапан еще не закрыт) воздуха поступило больше > мощность возросла.

Получается потеряв в плотности, получили прибавку в процессе дозарядки (если по научному).

Опять же получается мощность — это воздух+топливо. Я не беру в рассчет механические потери, они неизменны на одном и том же двигателе.

Датчик температуры всасываемого воздуха на впускном коллекторе находится? Что то не могу вспомнить где он там(( точно он есть ?

Влияние температурных параметров на работу мотора

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) и их составные части подвергаются сильному нагреву во время эксплуатации различных транспортных средств. При этом, как перегрев, так и переохлаждение мотора способны спровоцировать выход его из строя. В связи с этим одной из важнейших задач разработчиков силовых агрегатов является обеспечение оптимального теплового режима их работы. Грамотно организованная система охлаждения двигателя способствует получению наилучших эксплуатационных параметров ДВС, к которым относятся:

1. Максимальная мощность.
2. Минимальный расход горючего.
3. Увеличенный срок эксплуатации.

Влияние температурных параметров на работу мотора

За один рабочий цикл температура в цилиндрах ДВС изменяется от 80…120 градусов Цельсия во время впуска горючей смеси до 2000…2200 градусов Цельсия в процессе ее сгорания. При этом силовой агрегат достаточно сильно нагревается.

Принято считать, что двигатель нормально функционирует, если интервал изменения температуры в районе блока цилиндров находится в пределах 90 – 110 градусов Цельсия.

Если мотор во время работы охлаждается недостаточно интенсивно, то его детали сильно нагреваются и изменяются в размерах. Значительно уменьшается (из-за выгорания) и объем моторного масла, залитого в картер. В итоге увеличивается трение между взаимодействующими деталями, что приводит к их быстрому износу или даже заклиниванию.

Однако и переохлаждение ДВС отрицательно сказывается на его работе. На стенках цилиндров холодного двигателя происходит конденсация паров топлива, которые, смывая слой смазки, разжижают моторное масло, находящееся в картере.

Для исключения негативных последствий, связанных с нарушением теплового режима, системы охлаждения проектируются так, чтобы исключить перегрев и переохлаждение мотора в процессе эксплуатации.

В результате химические свойства последнего ухудшаются, что способствует:

• увеличенному расходу моторного масла;
• интенсивному износу трущихся поверхностей;
• падению мощности силового агрегата;
• увеличению расхода горючего.

Классификация

При работе мотора необходимо обеспечить отвод от 25 до 35% выделяемого тепла. Для его эффективного поглощения (отвода) чаще всего используют воду, воздух или специальную жидкость (тосол, антифриз). Материал теплоносителя определяет способ охлаждения силового агрегата.

1. Принудительного воздушного охлаждения.
2. Жидкостного охлаждения с замкнутым циклом.

Жидкостная система охлаждения

В настоящее время для эффективного охлаждения автомобильных двигателей используют закрытую систему жидкостного охлаждения с замкнутым циклом.

Конструкция

В обязательном порядке система содержит расширительный бачок, который служит для компенсации изменения объема жидкости при изменении ее температуры. Кроме того, через него заливают теплоноситель.

Также в состав системы входят:

• водяная рубашка силового агрегата (пространство между двойными стенками блока цилиндров и его головки в местах отвода чрезмерного количества тепла);
• датчик температуры;
• биметаллический или электронный термостат, обеспечивающий оптимальную температуру в системе;
• помпа-насос центробежного типа, обеспечивающий принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости в системе;
• вентилятор, с помощью которого усиливается поток встречного воздуха на основной радиатор системы;
• радиатор, осуществляющий передачу тепла окружающей среде;
• радиатор отопителя, предназначенный для передачи тепла непосредственно в салон автомобиля;
• контрольный прибор, встроенный в панель приборов автомобиля.

Принцип действия

Охлаждающая жидкость заливается в систему через расширительный бачок. Постоянно циркулируя внутри системы, она отводит тепло от составных частей мотора, нагревающихся в процессе работы, нагревается, попадает в радиатор, охлаждается в радиаторе встречным потоком воздуха и возвращается обратно.

При необходимости включается вентилятор, усиливая эффективность охлаждения. Для замкнутых систем охлаждения температура теплоносителя не должна превышать 126 градусов Цельсия. Таким образом, обеспечивается оптимальный тепловой режим работы силового агрегата.

Дополнительные функции

Кроме своей главной задачи – отвода тепла от нагревающихся элементов, жидкостная система охлаждения двигателя обеспечивает также:

• Прогрев силового агрегата в холодное время года

В современных системах жидкостного охлаждения предусмотрено два контура, по которым может циркулировать охлаждающая жидкость. Это сделано для того, чтобы в момент пуска холодного двигателя, когда его детали и сама жидкость имеют низкую температуру, циркуляция теплоносителя осуществлялась по малому кругу (мимо радиатора).

Обеспечивается это термостатом, который в момент, когда температура поднимется до определенного уровня (70-80 градусов Цельсия), открывается, давая возможность теплоносителю циркулировать по большому кругу (через радиатор). Таким образом, осуществляется ускоренный процесс прогрева двигателя.

• Нагревание воздуха в салоне автомобиля

В холодное время года с помощью горячего теплоносителя происходит нагревание воздуха в салоне автомобиля. Для этого служит дополнительный радиатор, установленный в салоне и оснащенный собственным вентилятором. С их помощью тепло, отобранное от горячей жидкости, распространяется по всему объему салона.

• Снижение температуры нагнетаемого в цилиндры воздуха

Специально для двигателей, оснащенных турбонагнетателями, предусмотрены двухконтурные системы, в которых один контур обеспечивает охлаждение жидкости, а второй – охлаждение воздуха.

Кроме того, контур охлаждения теплоносителя также представляет собой двухконтурную систему, один контур которой охлаждает головку блока цилиндров, а другой – сам блок.

Это вызвано тем, что в турбированном моторе температура головки блока цилиндров должна быть ниже температуры самого блока на 15…20 градусов Цельсия. Особенностью такой системы охлаждения является то, что каждый контур контролируется собственным термостатом.

Достоинства и недостатки

Жидкостная система охлаждения двигателя присутствует практически у всех современных автомобилей. Принципиально отличаясь от систем воздушного охлаждения, она гарантирует:

• равномерное и быстрое прогревание силового агрегата;
• эффективный отвод тепла в любых условиях эксплуатации двигателя;
• снижение затрат мощности;
• стабильный тепловой режим работы мотора;
• возможность использования выделяемого тепла для нагревания воздуха в салоне и пр.

Среди немногочисленных недостатков жидкостной системы охлаждения можно отметить:

• необходимость регулярного обслуживания и сложность ремонта;
• повышенную чувствительность к изменениям температуры.

Неисправности и способы их устранения

Всем системам жидкостного охлаждения свойственны характерные неисправности. Чаще всего встречаются:

1. заклинивание термостата в закрытом положении (циркуляция жидкости осуществляется по малому кругу);
2. поломка помпы;
3. повреждение выпускного клапана, встроенного в пробку расширительного бачка;
4. утечка теплоносителя вследствие разгерметизации системы (повреждение уплотнителей, коррозия и пр.).
5. Кроме того, достаточно часто термостат заклинивает в положении «Открыто» (теплоноситель циркулирует по большому кругу), что увеличивает время прогрева холодного мотора и способствует нестабильности теплового режима при его дальнейшей работе.

Все эти неисправности характеризуются значительным повышением рабочей температуры силового агрегата, что может привести к закипанию теплоносителя и перегреву мотора.

Устраняются все дефекты путем замены неисправных и/или поврежденных деталей или комплектующих.

Воздушная система охлаждения

Моторами воздушного охлаждения оснащались транспортные средства в 50-70 годах прошлого века. Типичными представителями таких автомобилей являются «Запорожец» или FIAT 500. Сейчас моторы с воздушным охлаждением в автомобилестроении практически не встречаются.

Конструкция и принцип действия

Конструктивно система принудительного воздушного охлаждения монтируется в подкапотном пространстве транспортного средства и состоит из:

• отсасывающего или нагнетающего вентилятора;
• направляющих ребер рубашки охлаждения двигателя;
• органов управления (дроссельные заслонки, управляющие подачей воздуха или муфта, регулирующая частоту вращения вентилятора в автоматическом режиме);
• температурного датчика, установленного в силовом агрегате;
• контрольного прибора, выведенного на приборную панель в салоне автомобиля.

Охлаждение мотора осуществляется встречным холодным воздухом. Для усиления его потока чаще всего используют вентилятор нагнетающего типа. Он усиливает поток холодного плотного воздуха и обеспечивает его подачу в больших количествах при малых энергетических затратах.

Отсасывающий вентилятор требует больших затрат мощности, однако обеспечивает более равномерный отвод тепла от деталей силового агрегата.