барометрическое давление в автомобиле что такое

Устройство современного автомобиля

Датчики барометрического давления и абсолютного давления во впускном коллекторе

Датчики барометрического давления используются в системах управления двигателем при определе­нии массы топлива по объемному расходу воздуха. Этот способ оказывается намного проще и дешевле в реали­зации, если сравнивать с непосредственным измерением массового расхода воздуха, но точность резко снижается. Датчики барометрического давления могут использоваться только для диагностики в бортовых диа­гностических системах второго поколения OBD-II.

Датчики барометрического (атмосферного) давления нужны для адаптации электронных блоков управления к перепадам высоты и изменениям погоды. Они могут применяться совместно с расходомером воздуха по объему. Скорее всего это один и тот же датчик, тогда измерение атмосферного давления производится, когда зажигание включено, а двигатель еще не работает. При езде в горных местах иногда приходится специально останавливаться для того, чтобы перезапустить двигатель, что позволит адаптировать систему управления подачей топлива к новой высоте.

Выпускаются и сдвоенные датчики (рис). Вход барометрического датчика остается открытым и на него подается атмосферное давление, вход датчика разре­жения соединяется вакуумным шлангом с впускным коллектором.

Рис. 2.2. Комбинированный датчик барометрического давления и разрежения:

Рис. 2.3. Современный интегральный датчик давления в защитном корпусе

Барометрические датчики и датчики давления, применяемые для измерения разрежения во впускном трубопроводе, могут быть различных конструкций. Дат­чики давления дискретного действия представляют собой устройство, где замыка­ние и размыкание контактов происходят под действием упругой мембраны, испы­тывающей измеряемое давление.

Датчики давления непрерывного действия представляют собой либо потенцио­метр, ползунок которого связан с мембраной, либо катушку индуктивности, в ко­торую мембрана под действием давления вдвигает магнитный сердечник.

Современные интегральные датчики (рис.) подключаются к микропроцессо­ру ЭБУ через коммутатор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Для 8-раз­рядного контроллера шаг дискретизации может составлять до 4 мс, для 16-разряд­ного — до 2 мс.

Погрешность датчика абсолютного давления во впускном коллекторе обычно около 1%.

Датчик барометрического давления работает в диапазоне 60. 115 кПа, имеет погрешность около 1,5%. По краям рабочего диапазона, как по температуре, так и по давлению, погрешность растет.

Рис. 2.4. Упрощенная электрическая схема датчика абсолютного атмосферного давления с цепями компенсации: (А — цепь температурной компенсации, В — измерительный мост, С — подстройка нуля, D — коэффициент усиления, Е — термокомпенсация усилителя).

Датчики абсолютного давления в двига­телях с наддувом работают в диапазоне дав­лений 20. 200 кПа.

Рассмотренные датчики имеют, как пра­вило, интегральное исполнение и крепятся к стенкам соответствующих трубопроводов.

Широкое распространение получили полупроводниковые датчики с преобразо­вателем давления на кремниевом кристал­ле, в работе которого используется пьезорезистивный эффект (рис. 2.4, 2.5). На повер­хности кристалла сформирован мостик сопротивлений, ток через которые изменя­ется под действием деформации. Затем ток усиливается и вводится температурная ком­пенсация. Эти датчики отличаются неболь­шими размерами и высокой надежностью. Интегральные датчики очень технологич­ны, их выходной сигнал унифицирован для подключения к аналоговым или импуль­сным входам микроконтроллера.

Информацию о давлении в зависимости от конструкции датчика несет величина выходного напряжения или его частота.

Характеристики датчиков абсолютного давления

Источник

Ремонт и техническое обслуживание автомобилей

Датчики давления

Общие сведения

Конструкции современных автомобилей также используют большое число датчиков давления различных жидкостных и газообразных текучих сред, и их количество постоянно растет.
Независимо от метода измерения, датчики могут определять избыточное, абсолютное или дифференциальное давление. При этом могут использоваться разные единицы измерения давления.
Чтобы исключить возможную путаницу в этих единицах, в таблице 1 приведены соотношения между используемыми в различных технических источниках единицами измерения давления.

Таблица 1. Единицы измерения давления

* внесистемная единица измерения давления, иногда употребляемая в США и некоторых англоязычных странах.

В таблице 2 приведены некоторые узлы автомобиля, где имеется необходимость измерения давления с целью получения управляющих сигналов для ЭСАУ.

Таблица 2. Некоторые датчики давления, применяемые в автомобильной технике

Датчики барометрического и абсолютного давления во впускном коллекторе

Такие датчики используются в ЭСАУ автомобильных двигателей для определения объемного расхода воздуха, с целью регулирования количества впрыскиваемого за рабочий цикл топлива. Это регулирование необходимо для обеспечения заданного состава топливовоздушной смеси на различных режимах работы ДВС и при различных внешних условиях.

Этот способ измерения дешевле в реализации по сравнению с непосредственным измерением массового расхода воздуха, но менее точен и используется в бортовых диагностических системах второго поколения OBD-II.

В некоторых конструкциях ЭСАУ двигателей такой датчик давления используется совместно с расходомером воздуха, а в двигателях с наддувом могут использоваться несколько датчиков давления.

Датчики барометрического (атмосферного) давления адаптируют ЭБУ двигателя к перепадам высоты и изменениям атмосферного давления. Обычно применяются совместно с объемным расходомером воздуха в одном корпусе.

Измерение атмосферного давления производится при включении зажигании до запуска ДВС. Если автомобиль эксплуатируется в условиях больших перепадов высот (например, в горах), для адаптации подачи топлива к новой высоте необходимо останавливаться и перезапускать двигатель.

Рис. 1. Комбинированный датчик барометрического давления и разрежения:
а) Ford, б) Chrysler; 1 – трубка соединения вакуумного шланга с впускным коллектором; 2 – трубка соединения с атмосферой

Часто в системах управления двигателем используются комбинированные датчики, измеряющие и атмосферное давление, и давление во впускном коллекторе (рис. 1). Такие датчики иногда называют MAP-сенсорами (Manifold Air Pressure) и крепят непосредственно к стенке впускного коллектора.

Датчики, применяемые для измерения разрежения во впускном трубопроводе, могут быть различных конструкций.

Датчики давления дискретного действия представляют собой устройство, где замыкание и размыкание контактов происходят под действием упругой мембраны, испытывающей измеряемое давление.

Датчики давления непрерывного действия представляют собой либо потенциометр, ползунок которого связан с мембраной, либо катушку индуктивности, в которую мембрана под действием давления вдвигает магнитный сердечник.

Интегральные датчики давления подключаются к ЭБУ через коммутатор и АЦП. В зависимости от разрядности контроллера шаг дискретизации показаний датчика может составлять до 4 мс (8-разрядный), до 2 мс (16-разрядный). Эти датчики отличаются небольшими размерами, высокой надежностью и унифицированным выходным сигналом, благодаря чему, они используются для подключения к аналоговым или импульсным входам микроконтроллера.

На поверхности кремниевого кристалла сформирован мост из четырех тензорезисторов, ток через которые изменяется под действием прогиба чувствительной диафрагмы. С одной стороны диафрагмы расположена камера с вакуумом, с другой на диафрагму воздействует давление воздуха во впускном коллекторе.
В зависимости от конструкции датчика, давление воздействует непосредственно на диафрагму или через защитный слой.

Рис. 2. Микромеханические пьезорезистивные датчики T-MAP BOSCH абсолютного давления до 400 кПа: а) типичный внешний вид датчика; б) конструкция сенсорной ячейки: 1-защитный гель; 2-давление; 3-сенсорный чип; 4-присоединяемые выводы; 5-керамическая подложка; 6-стеклянное основание; в) конструкция датчика давления: 1-присоединяемые выводы; 2-крышка; 3-сенсорный кристалл; 4-керамическая подложка; 5-корпус с фитингом измеряемого давления; 6-прокладка; 7-NTC-элемент

Рис. 3. Упрощенная электрическая схема датчика абсолютного (атмосферного) давления с цепями компенсации:
А – цепь температурной компенсации, В – измерительный мост, С – подстройка нуля, D – коэффициент усиления, Е – термокомпенсация усилителя

В корпусе датчика также размещается независимый датчик температуры воздуха для температурной компенсации и усилитель мостового напряжения, на выходе которого формируется сигнал в пределах 0,5…5 В.
На основании выходного напряжения ЭБУ оценивает давление во впускном коллекторе, чем больше давление воздуха, тем выше напряжение (обычно зависимость давления и выходного напряжения является линейной, т. е. график представляет собой наклонную прямую линию).

Информацию о давлении в зависимости от конструкции датчика несет величина выходного напряжения или его частота.
Погрешность датчика абсолютного давления во впускном коллекторе обычно составляет порядка 1%, а датчика барометрического давления – около 1,5%, причем, по краям рабочего диапазона погрешность растет как по температуре, так и по давлению.

Датчики давления в жидкостных средах

Работа таких датчиков, как правило, основана на преобразовании перемещения упругой диафрагмы в положение переключателя или движка потенциометра. На таком принципе, например, в старых конструкциях, работали датчики давления масла в ДВС.

В современных автомобилях все больше используются кремниевые или керамические интегральные датчики. Непосредственно в корпусе датчика размещают унифицирующие преобразователи. Имеется защита от электромагнитных помех, микросхемы работают при температуре -40. +150 °С в условиях вибраций, при различных давлениях в агрессивных химических средах.

Датчик давления топлива в аккумуляторе системы Common Rail (рис. 4) вворачивается непосредственно в топливную рейку высокого давления. Топливо попадает в датчик через отверстие в аккумуляторе и канал в корпусе датчика и под давлением воздействует на диафрагму.
Чувствительный полупроводниковый элемент датчика, расположенный на диафрагме, преобразует давление в электрический сигнал, который усиливается в обрабатывающем контуре и поступает в ЭБУ.

В таких датчиках прогиб диафрагмы приблизительно на 1 мм при давлении 1500 бар, изменяет электрическое сопротивление чувствительного элемента и вызывает изменение напряжения в измери-тельном мосту, на который подается питание 5 В.
Первичный сигнал изменяется в диапазоне 0…70 мВ, в зависимости от прилагаемого давления, и затем усиливается в контуре обработки сигнала до 0,5…4,5 В.
Точность измерения давления датчиком в главном рабочем диапазоне составляет ±2% от полной шкалы.

В автомобилях с автоматической трансмиссией применяются датчики измеряющие давление масла в коробке передач.
Для работы антиблокировочной системы тормозов (ABS) необходимо измерять давление в тормозных контурах.
Давление жидкости в тормозной гидравлической системе выше, чем в коробке переключения передач. Например, в тормозной системе автомобиля оно составляет до 10…15 бар, а в контурах ABS оно может достигать 35 бар.
Конструкция и принцип работы таких датчиков подобен рассмотренным выше датчикам.

Датчики давления в газовых средах

Известно, что автомобиль производит токсичные отходы в процессе эксплуатации: 60% в виде выхлопных газов, 20% в виде картерных газов и 20% за счет испарений топлива. Со всеми этими выбросами успешно борются соответствующие системы в составе ЭСАУ двигателем.

Рис. 5. Система улавливания паров бензина

В современных двигателях для уменьшения содержания окислов азота (NOx) в выхлопных газах используется система EGR (exhaust gas recirculation) рециркуляции выхлопных газов. Это система является частью ЭСАУ двигателем.
Окислы азота возникают в камере сгорания при температуре выше 1370 °С. В присутствие солнечного света NOx вступает в реакцию с углеводородом, образуя канцерогенный фотохимический смог.

На частичных режимах работы двигателя ЭСАУ снижает температуру сгорания рабочей смеси, путем введением небольшого количества (6. 10%) выхлопных газов из выпускного во впускной коллектор. Так как выхлопные газы инертны, то они разбавляют топливовоздушную смесь, не изменяя соотношения воздух/топливо.
Регулирование количества подаваемых отработавших газов производится клапаном EGR, исправность работы которого постоянно контролируется ЭБУ.
Например, на некоторых автомобилях в трубе между EGR и впускным коллектором измеряется дифференциальное давление по обе стороны с помощью датчика дифференциального давления. Когда клапан EGR открывается, это давление убывает, когда клапан EGR закрыт, давление по обе стороны вставки становится одинаковым.

При сгорании топлива в дизеле образуются частицы сажи – микроскопические углеродистые частицы диаметром около 0,05 мкм на которых адсорбируются различные углеводородные соединения, оксиды металлов и сера. Состав частиц сажи зависит от параметров рабочего процесса, режимов работы двигателя и состава топлива. Некоторые углеводородные соединения опасны для здоровья человека.
Сажевый фильтр задерживает содержащиеся в газах частицы сажи. При заполнении фильтра сажей до определенной величины система управления двигателем запускает процесс активной регенерации. Степень заполнения фильтра сажей определяется блоком управления по его газодинамическому сопротивлению с помощью дифференциального датчика перепада давления до сажевого фильтра и после (рис. 6).

Рис. 6. Дифференциальный датчик давления перепада давления

Мембранные потенциометрические датчики давления

В таких датчиках чувствительным элементом является гибкая диафрагма или мембрана. При изменении давления ее перемещение преобразуется в положение движка потенциометра.
Недостатки потенциометрических датчиков заключаются в износе, а также в статическом трении из-за чего затруднено регулирование в диапазоне менее 0,5% от номинала.

Рис. 7. Потенциометрический датчик давления:
1 – преобразователь; 2 – щетка; 3 – контакты разъема; 4 – щеткодержатель; 5 – ось поводка; 6 – поводок; 7 – возвратная пружина; 8 – рычаг; 9 – шток; 10,13 – корпус; 11 – мембрана; 12 – канал

Резистивный проволочный потенциометр со скользящим контактом – один из наиболее простых и эффективных преобразователей перемещения, в котором скользящий контакт (движок) соединен с перемещающейся под действием давления мембраной, а остальная часть потенциометра закреплена неподвижно.
Движок потенциометра контактирует с отдельными витками на катушке, поэтому выходной сигнал (напряжение) преобразователя изменяется не непрерывно, а в виде чередующихся малых и больших скачков. Малый скачок возникает, когда движок замыкает два соседних витка, большой – в момент перехода движка к следующему витку и размыкания контакта с предыдущим витком.
Следовательно, разрешение такого преобразователя зависит от диаметра провода и может быть повышено путем использования более тонкого провода. Потенциометр с плотностью намотки 50 витков на миллиметр имеет предельное разрешение 20 мкм, что близко к практическому пределу.

В современных автомобилях используются потенциометры, выполненные по пленочной технологии, где резистивный элемент представляет собой керамическое основание с нанесённой топологией проводникового, резистивного и защитного слоёв.
Такие датчики могут эксплуатироваться в достаточно жёстких условиях.

Датчики давления на основе линейных дифференциальных трансформаторов (ЛДТ)

Линейный дифференциальный трансформатор – это электромеханическое устройство, вырабатывающее выходной электрический сигнал, пропорциональный перемещению ферромагнитного сердечника под действием смещения диафрагмы. ЛДТ состоит из первичной и двух вторичных обмоток, симметрично расположенных на цилиндрическом каркасе. Свободно движущийся внутри обмоток ферромагнитный сердечник в форме стержня обеспечивает связь этих обмоток через магнитный поток (рис. 8 ).

Рис. 8. Принципиальная схема линейного дифференциального трансформатора

При подаче переменного напряжения U1 на первичную обмотку (3. 15 В с частотой 2. 5 кГц) в двух вторичных обмотках наводятся ЭДС взаимной индукции.
Вторичные обмотки включены последовательно и встречно, поэтому результирующий выходной сигнал U0 преобразователя представляет собой разность этих напряжений и равен нулю, когда сердечник находится в центральной (нулевой) позиции.
При перемещении сердечника из нулевой позиции напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, к которой движется сердечник, возрастает, а напряжение, индуцируемое в другой вторичной обмотке, уменьшается.
В результате вырабатывается дифференциальный выходной сигнал, величина которого линейно зависит от положения сердечника. Фаза выходного напряжения изменяется скачком на 180° при переходе через нулевую позицию. Информацию о перемещении несет амплитуда и фаза выходного сигнала.
Погрешность подобного преобразования перемещения сердечника в напряжение составляет около 0,25%. Коэффициент трансформации дифференциального трансформатора 10:1. 2:1.

На автомобилях ЛДТ обычно не используются, но могут применяться, например, для измерения абсолютного давления во впускном коллекторе, давления масла, топлива и т.п. ЛДТ характеризуется отсутствием трения, стабильностью выходного сигнала и способностью работать в агрессивных средах.

Емкостные датчики давления

Емкостные датчики давления используют метод изменения емкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками-электродами. Принципиально конструкция состоит из конденсатора, одна из обкладок которого закреплена на упругой металлической мембране (или выполнена в виде мембраны). При изменении давления мембрана с электродом деформируется, и расстояние между обкладками конденсатора изменяется.

Рис. 9. Емкостной датчик с кремниевым чувствительным элементом

На приведенном рисунке одна из обкладок конденсатора выполнена в виде упругой мембраны, которая прогибается при изменении действующего на нее давления. Мембраны для таких датчиков обычно выполняются из кремния (рис. 9) или керамики, при этом конструкции датчиков аналогичны независимо от материала мембраны.

На кремниевой подложке расположен твердый слой, являющийся нижней обкладкой конденсатора. В изолирующем слое стекла и кварца закрепляется кремниевая мембрана, являющаяся второй обкладкой конденсатора. В этом же изолирующем слое имеются токопроводящие электроды от обеих обкладок конденсатора. Между обкладками образуется герметичная полость или вакуум. Иногда пространство между обкладками заполняется маслом или какой-нибудь органической жидкостью.

Подобные датчики все чаще используются в различных системах автомобиля, например, для измерения давления в шинах, во впускном коллекторе двигателя и т.п. Например, емкость подобных конденсаторов применяемых для измерения давления впуска в двигатель и меняется линейно примерно от 32 до 39 пФ при изменении давления от 17 до 105 кПа. Размеры такого датчика 6,7×6,7 мм.

Источник

Диагностика давления во впускном коллекторе

Итак наверное напишу про самый легкий способ диагностики, если нет ничего под рукой, конечно точность такого измерения не может быть большой, но диагностировать состояние мотора можно, развиваться в путях диагностики и кодирования всегда нужно есть что то новое чего не знаешь, итак приступим, нудятины много…

Введем базовые понятия, так как я вывел их для себя:

Атмосферное давление (барометрическое давление обычно 760 мм ртутного столбя при 0 ℃ равно 100 кРа (100 кило Паскалей), 1000 Hpa (1000 гекто Паскалей) или 1 Бар. (всегда приходиться переводить могут быть и другие единицы измерения), но учтите что давление является переменным с высотой и погодой.

Абсолютное давление — это давление ниже атмосферного, в вакууме равно нулю. Для абсолютного давления нолем является отметка при переходе вакуума в давление, таким образом, его значение можно получить – измерив, давление плюс атмосферное давление.
Абсо­лютное давление на планете земля, это суммарное давле­ние, воздействующее на вещество, или другими словами это сумма атмо­сферного (барометрического) и избыточного давлений.
-приборное или избыточное («действующее», «манометрическое») давление измеряется относительно атмосферного, или:
-ноль приборного (избыточного) давления равен атмосферному давлению, или
абсолютный вакуум равен «минус одной атмосфере» приборного (избыточного, манометрического) давления и, при этом, равен нулю абсолютного давления.

wikipedia
Абсолю́тное давле́ние ─ это истинное давление сплошных масс (жидкостей, паров и газов), отсчитываемое от абсолютного нуля давления ─ абсолютного вакуума. Абсолютный нуль давления макроскопических объёмов вещества практически недостижим, так как любое твёрдое тело образует пары, да и космическое пространство также не представляет собой абсолютную пустоту, лишённую вещества, поскольку содержит водород в количестве нескольких молекул на кубический сантиметр.

Различают также избыточное или манометрическое (приборное) давление и давление окружающей среды (в земных условиях ─ атмосферное давление. Избыточное давление представляет собой разность абсолютного давления и давления окружающей среды. Эта разность может быть как положительной, так и отрицательной. В последнем случае её называют разрежением или вакуумом, а избыточное давление – остаточным. Измерение абсолютного давления в земных условиях связано с определёнными трудностями.

Проще говоря наш датчик машины покажет 200 kPa если датчик замеряет относительно вакуума в машине, а прибор по отношению к барометрическому давлению 100 kPa или проще говоря 1 bar… абсолютное давление.

Также в моторе с наддувом давление может называться избыточным, превышающим атмосферное более 100 kpa, для избыточного давления нолем является давление атмосферного воздуха, это давление представляет собой разность абсолютного давления и давления окружающей среды таким образом, его значение равно абсолютному давлению минус атмосферное давление. Отрицательные знаки обычно опускаются. Тоесть 140-100 = 40 избыточное давление, обычно как сказано выше идет с плюсом +40 kPa. Эта разность может быть как положительной, так и отрицательной (вакуум либо избыточное). Как уже было сказано выше…

При измерении давления можно в качестве начала отсчета брать давление, равное 0. Тогда измерянное давление называют абсолютным. Если же давление измеряется относительно атмосферного, то такое давление называют избыточным.

Чтобы не иметь дело с отрицательными величинами, величина вакуумметрического давления определяется как разность атмосферного и абсолютного давления

Разряжение это разница между атмосферным давлением и фактическим давлением во впускном коллекторе. Например 100 kpa — 30 kpa = 70 kpa разряжение во впускном коллекторе… Еще раз если абсолютное 40 то разряжение 60, это разница между атмосферным, всегда отнимаем от 100 kpa.
Давление или есть, или его нет (абсолютный вакуум), минусового давления не существует! Минус сделан чтобы мы понимали относительно чего измерение в диагностической программе! Этажи в доме с минусами не считаем))

Также стоит почитать комментарии тут тыц

Данный метод не лучший но позволяет узнать многое, дополняйте конечно многое зависит от клапанов, коллектора, фаз, но не повредит при покупке когда не хочется мерить компрессию))

Еще рекомендую ознакомиться

Выпуск отработавших газов из цилиндра четырёхтактного двигателя осуществляется через канал, открывающийся при помощи выпускного клапана и соединяющий таким образом внутренний объём цилиндра с выпускным коллектором двигателя. Перетекание отработавших газов из цилиндра в выпускной коллектор происходит за счёт «выталкивания» газов из цилиндра поршнем, который во время такта выпуска движется по направлению к головке блока цилиндров.

Поступление новой порции топливовоздушной смеси в цилиндр четырёхтактного двигателя осуществляется через канал, открывающийся при помощи впускного клапана и соединяющий таким образом внутренний объём впускного коллектора двигателя с внутренним объёмом цилиндра. Перетекание топливовоздушной смеси из впускного коллектора в цилиндр происходит за счёт «засасывания» газов из впускного коллектора поршнем, который во время такта впуска движется по направлению от головки блока цилиндров и создаёт в цилиндре разрежение.

Для многих двигателей, фаза впуска топливовоздушной смеси начинается ещё до того, как закончится фаза выпуска отработавших газов. То есть, кратковременно, оба клапана одного и того же цилиндра – и выпускной и впускной – находятся в приоткрытом состоянии. Временной промежуток между моментом открытия впускного клапана и моментом закрытия выпускного клапана называется фазой перекрытия клапанов. Начало и конец фазы перекрытия клапанов находят своё отражение на графике пульсаций разрежения во впускном коллекторе в виде характерных точек и участков графика. Предлагаемая методика основана на их обнаружении и измерении их взаимного положения.

Итак сложная версия такой диагностики при помощи осцилографа (источник injectorservice.com.ua:

Методика оценки состояния клапанного механизма двигателя по пульсациям разрежения во впускном коллекторе работающего двигателя предполагает, что впускной клапан диагностируемого двигателя открывается раньше, чем закрывается выпускной клапан. Так же предполагается, что диагностируемый двигатель не оснащён турбонаддувом / компрессором.

Описание формы и характерных точек графика пульсаций разрежения во впускном коллекторе работающего двигателя.

За счёт того, что начало и конец фазы перекрытия клапанов всех цилиндров двигателя определённым образом отражаются на графике пульсаций разрежения во впускном коллекторе, по характерным точкам этого графика можно обнаружить моменты начала открытия впускных клапанов и моменты закрытия выпускных клапанов. Начало фазы перекрытия клапанов и её окончание отражается так же и на графике давления в цилиндре – но только для того цилиндра, график давления в котором исследуется при помощи датчика Px.

Графики пульсаций разрежения во впускном коллекторе работающего двигателя (показан зелёным цветом) и давления в одном из цилиндров (показан синим цветом).
1 – Момент открытия впускного клапана цилиндра, график давления в котором показан синим цветом.
2 – Момент закрытия выпускного клапана цилиндра, график давления в котором показан синим цветом.
3 – Такт выпуска отработавших газов из цилиндра, график давления в котором показан синим цветом.
4 – Такт впуска свежей порции топливовоздушной смеси в цилиндр, график давления в котором показан синим цветом.
360° – Точка ВМТ 360° цилиндра, график давления в котором показан синим цветом.

Участок между началом фазы перекрытия клапанов и точкой ВМТ 360°.

Как видно по графику давления в цилиндре (график синего цвета), за счёт возникшего оттока газов из цилиндра во впускной коллектор, давление внутри цилиндра начинает несколько снижаться. Но величина этого снижения давления внутри цилиндра с момента начала фазы перекрытия клапанов и до точки ВМТ 360° незначительна по следующим причинам:

-поршень по-прежнему движется по направлению к головке блока цилиндров, уменьшая за счёт этого величину внутреннего объёма цилиндра; это уменьшение величины внутреннего объёма цилиндра несколько компенсирует падение давления газов внутри цилиндра, возникающее из-за утечки газов во впускной коллектор;

-выпускной клапан всё ещё открыт, и внутренний объём цилиндра за счёт этого продолжает сообщаться с выпускным коллектором, где давление близко к атмосферному; поэтому, падение давления газов внутри цилиндра, из-за их утечки во впускной коллектор, компенсируется за счёт «подсоса» газов в цилиндр из выпускного коллектора.

Вследствие «подсоса» газов из цилиндра во впускной коллектор, давление газов внутри впускного коллектора непрерывно возрастает (разрежение падает).

Как видно из приведённой иллюстрации, положение точек пересечения передних фронтов графика пульсаций разрежения во впускном коллекторе (график зелёного цвета) с нулевой линией графика (с линией, отмечающей уровень смещения сигнала по постоянному напряжению) по времени может совпадать или приближаться к моменту, когда поршень цилиндра, график давления в котором показан на иллюстрации синим цветом, находится в положении ВМТ 360° (конец такта выпуска и начало такта впуска). Это позволяет принимать точки пересечения переднего фронта графика пульсаций разрежения во впускном коллекторе с нулевой линией графика за моменты, когда поршни двигателя находятся в положении ВМТ 360°. Положение этих точек на графике с приемлемой точностью совпадает с моментами, когда поршни двигателя находятся в положении ВМТ 360°.

Участок между точкой ВМТ 360° и концом фазы перекрытия клапанов

Заметное снижение давления внутри цилиндра (нарастание разрежения) начинается с точки ВМТ 360° и продолжается до конца фазы перекрытия клапанов. Это происходит по следующим причинам:
выпускной клапан закрывается, и величина притока газов из выпускного коллектора в цилиндр из-за этого всё более ограничивается;
поршень изменил своё направление движения на противоположное – теперь он движется по направлению от головки блока цилиндров и величина внутреннего объёма цилиндра увеличивается; из-за этого увеличения величины внутреннего объёма цилиндра газы внутри цилиндра разрежаются (давление газов внутри цилиндра уменьшается);
впускной клапан продолжает открываться, сообщение внутреннего объёма цилиндра с внутренним объёмом впускного коллектора улучшается; а так как газы во впускном коллекторе значительно более разрежены нежели в цилиндре, процесс перетекания газов из цилиндра во впускной коллектор продолжается. Процесс перетекания газов из выпускного коллектора в цилиндр, а из цилиндра во впускной коллектор продолжается вплоть до самого конца фазы перекрытия клапанов (до момента полного закрытия выпускного клапана).

Из-за постоянного притока газов из выпускного коллектора в цилиндр а оттуда во впускной коллектор, давление внутри впускного коллектора продолжает повышаться (разрежение продолжает уменьшаться). Уменьшение разрежения во впускном коллекторе продолжается до момента полного закрытия выпускного клапана.

Конец фазы перекрытия клапанов

Только начиная с момента закрытия выпускного клапана, процесс «подсоса» газов во впускной коллектор из выпускного коллектора через приоткрытый выпускной клапан => внутренний объём цилиндра => приоткрытый впускной клапан прекращается.

Поршень при этом продолжает двигаться по направлению от головки блока цилиндров, увеличивая таким образом величину внутреннего объёма цилиндра. Увеличение внутреннего объёма цилиндра приводит к некоторому падению давления внутри цилиндра, которое компенсируется за счёт «засасывания» газов в цилиндр из впускного коллектора.

Таким образом, в момент закрытия выпускного клапана (в конце фазы перекрытия клапанов) приток газов во впускной коллектор из цилиндра прекращается и начинается отток газов из впускного коллектора в цилиндр. За счёт возникновения оттока газов из впускного коллектора в цилиндр, давление внутри впускного коллектора начинает уменьшаться (разрежение внутри впускного коллектора начинает нарастать). Момент начала увеличения разрежения во впускном коллекторе (график зелёного цвета) отмечен на иллюстрации маркером «2».
Примечание.

Следует отметить то, что высота подъёма клапанов во время фазы перекрытия клапанов незначительна – выпускной клапан уже почти закрыт, а впускной клапан только начал открываться. Соответственно, количество газов, перетекающих во время фазы перекрытия клапанов из выпускного коллектора во впускной коллектор, незначительно.

Источник