Плунжерная пара ТНВД: устройство и основные неисправности

19 апреля 2019 Категория: Полезная информация.

Плунжерная пара в дизельном двигателе — важнейший элемент ТНВД. ТНВД представляет собой топливный насос высокого давления, то есть насос, который нагнетает горючее в цилиндры из бака под большим давлением. Именно плунжерная пара в конструкции ТНВД является вытеснителем, который гонит дизтопливо в цилиндры.

Состоит плунжерная пара из двух элементов: втулки и, собственно, плунжера. Он представляет собой цилиндрический поршень, длина которого намного больше его диаметра, за счёт этого плунжер способен создать давление намного выше, чем просто поршневый насос. Когда плунжер перемещается внутри втулки, нагнетая давление, уплотнитель, который находится на цилиндре, в свобю очередь перемещается по поверхности плунжера, обеспечивая герметичность.

Топливо всасывается внутрь через ответствия в плунжерной паре, а затем попадает в цилиндры, строго дозированное той же планужерной парой. Давление, которое нагнетает плунжер во втулке, определяется моментом подачи ДТ в камеру, а необходимые параметры для работы определяются строгими требованиями к конструкции детали.

Так, поверхность втулки и плунжера делают из твёрдых металлов, которые к тому же проходят процесс закаливания. Только за счёт заводской обработки удаётся достичь твёрдости в 75 единиц, сделать плунжерную пару прочным и долговечным элементом.

Помимо создания высокого давления впрыска топлива, плунжер должен свободно ходить во втулке. Вместе с тем любые протечки топлива должны быть исключены. Поэтому между втулкой и плунжером оставляют зазор строго 1-3 мм. После подбора деталей, втулку и плунжер дополнительно подгоняют друг к другу.

Герметичность, прочность, износостойкость, способность интенсивно нагнетать давление и обеспечивать дозированный впрыск топлива — основные характеристики плунжерной пары.

 Неисправности и их причины 

Специфика конструкции плунжерной пары, особенно зазор в 1-3 мм между элементами, накладывает определённые ограничения в плане беспроблемной эксплуатации дизельных автомобилей.

Если заливать в систему питания дизельного ДВС сомнительное топливо, с примесью воды, осадком, мелкими частицами, плунжерная пара может выйти из строя.

Попадание мелких частиц в топливе в зазор между плунжером и втулкой вызовет заклинивание механизма, и ТНВД быстро выйдет из строя. Такой сценарий возможен, если игнорировать своевременную замену топливного фильтра.

Вода, проникая в зазор плунжерной пары, вызывает эффект «сухой» работы трущихся деталей, потому что при нагнетании давления в ТНВД контактирующие элементы смазываются топливом. В результате сухого трения элементов плунжерной пары возникнет перегрев, может образоваться металлическая пыль и стружка, которая пройдёт через топливный насос, забьёт форсунки или вызовет выход из строя топливной системы в принципе.

Другой сценарий — попавшая в плунжерную пару вода вызывает коррозию на элементах, ТНВД со временем начинает работать с перебоями, двигатель теряет мощность без видимых причин, владелец в растерянности — и так пока насос совсем не выйдет из строя из-за налёта ржавчины на элементах.

 Как определить проблему

Как правило, о том, что с механизмом плунжера что-то не в порядке, владелец догадывается по тому, что дизельный двигатель неохотно запускаетсяизельный двигатель неохотно запускается. А если всё же запускается — плавают обороты, на холостом ходу двигатель работает нестабильно, «троит». В запущенных случаях можно даже расслышать стук плунжера, пока ТНВД гонит топливо в цилиндры.

В движении, когда идёт нагрузка на ДВС, дизель с неисправным плунжером ощутимо теряет в тяге, машина может двигаться рывками.

Характерный признак износа плунжерной пары — двигатель не запускается на горячую. То есть ситуация, когда мотор нормально запускался, прогрелся и вышел на рабочую температуру, а затем был заглушен — и вновь запускаться отказался.

• При определении причин, почему дизель не запускается на горячую, важно исключить причины с герметичностью форсунок, когда топливо переливается в цилиндры даже после остановки мотора, и причины с выходом из строя датчиков (температуры ОЖ, подъёма иглы форсунки, давления в топливной рампе).

Проверку плунжера в этой ситуации можно выполнить так: полить на ТНВД воду или накрыть его мокрой тканью, чтобы остудить. чтобы остудить насос. Или накрыть его мокрой тканью. Если после этого мотор запустится — дело в изношенных элементах плунжерной пары.

Чтобы точно определить причину неисправностей, нужно продиагностировать работу ТНВД дизельного двигателя на специальном оборудовании. Если будет обнаружен сильный износ или повреждение плунжерной пары, её будет нужно заменить.

• Какие элементы в дизельных моторах выходят из строя чаще всего, узнаете здесь.

Плунжерные пары ТНВД вы найдёте в нашем каталоге

Посмотреть запчасти в наличии

Метки: Неисправности топливной системы, ТНВД, Топливный фильтр

Что такое плунжерная пара в дизельном двигателе автомобиля?

Топливной насос высокого давления (сокращенно – ТНВД) приходится важной составляющей системы двигателя, который работает на дизеле. Все, кто хоть раз сталкивался с аксиально-плунжерными или же радиально-плунжерными гидромашинами, наверняка знакомы с, так называемыми, плунжерными насосами. Позже, широкую огласку в системе подачи дизельного топлива получили плунжерные пары. Но обо всём поподробней.

• Что такое плунжерная пара ТНВД
• Последовательность работы плунжерной пары
• Нагнетательные клапаны
  • Клапан постоянного объема без ограничения обратного потока
  • Клапан постоянного объема с ограничением обратного потока
  • Клапан постоянного давления

Что такое плунжерная пара ТНВД

В основе топливного насоса высокого давления лежит единица сборки, которая составляет насосную секцию и называется плунжерная пара (или плунжерная пара тнвд). Она состоит из плунжера (поршня) и небольшой втулки (цилиндра), между которыми находится зазор минимального размера — прецизионное сопряжение. Данную пару принято изготавливать только из качественной стали, которая соответствует высокой точности, так как плунжер предназначен для создания давления, необходимого для распыления топлива в дизельном цилиндре и регуляции цикличной подачи.

Важно! Необходимо учесть, что большинство плунжерных пар собираются методом селективной сборки и прецизионное сопряжение между поршнем и цилиндром составляет 0,0018 мм. Замена одной плунжерной пары должна быть сделана комплексно, так как замена лишь одной определенной деталина другуюпри возможном будущем ремонте не возможна.

Плунжер тнвд состоит из продольной и спиральной канавок. На поверхности плунжерной пары образуется кромка косой наружности, которая имеет название регулирующей.

Сама плунжерная пара тнвд состоит из пяти плунжеров и четырех гильз. В гильзе находятся два канала: подводящий и перепускной. Они соединяют между собой всасывающую полость с камерой давления. Штуцер с конусом посадки находится над плунжерной парой.

Плунжерные топливные насосы могут работать при огромном давлении, в отличие от поршневых насосов. Главной причиной тому является достаточно высокая чистота обработки, которая должна быть со стороны поверхности цилиндрической формы, в отличие от поршневого насоса, у которого имеет место более точная обработка внутреннего цилиндра. Это технически сложный процесс.

Последовательность работы плунжерной пары

Объём среды, которая впоследствии вытесняется, напрямую зависит от той длины, с которой происходит ход плунжера. При помощи изменения самой характеристики, насос тнвд получает регулировку подачи в определенный отрезок времени. Обработка деталей плунжерных гидромашин и их точность настолько высоки, что прецизионное сопряжение между внешней и внутренней поверхностями цилиндра достигает примерно трех мкм.

Плунжер на тнвд имеет двигающуюся в корпусе рейку, которая приводит в движение зубчатый сектор, тем самым управляя цилиндром (втулкой). Рейка перемещается регулятором вращения коленчатого вала. С её помощью можно абсолютно точно дозировать цикловую подачу, при этом полный ход плунжера не будет изменен. Активность хода, которая связана с цикловой подачей, может быть изменена при помощи поворота регулирующей втулки самого плунжера.

Наглядный пример работы того, как выглядит устройство и работа тнвд:
Под первым номером находится камера высокого давления. Второй номер обозначает подводящий канал. Третий — гильза плунжера. Четвертый — сам плунжер. Пятый номер — регулирующая кромка. И, наконец, под шестым номером скрывается перепускной канал.

На следующей картинке изображено регулирование цикловой подачи, которое выдерживает клапан высокого давления топлива.
а) нулевая подача; б) средняя подача; с) полная подача

1. Плунжерная гильза
2. Подводящий канал
3. Плунжер тнвд
4. Кромка регулирования плунжера
5. Рейка топливного насоса высокого давления

Цикловая подача топлива может быть отрегулирована в процессе изменения активного хода кромки. Для этого нужно повернуть рейку через цилиндр плунжера таким образом, чтобы кромка регуляции могла изменять сам момент нагнетания и величину впрыскивания в конце.

При нулевой подаче (а), канавка продольной формы находится впереди перепускного канала, таким образом, что давление в камере плунжерной пары во время работы плунжера равно давлению в полости всасывания. После этих действий нагнетания топлива не происходит.

Если рассматривать среднюю подачу (б), то плунжер должен быть установлен в промежуточном положении.

Полная подача (с) возможна лишь после установки активного максимального плунжерного хода.Передача движения на плунжер от рейки может быть произведена через зубчатые рейки на сектор, который закреплен на цилиндре плунжера.

Нагнетательные клапаны

Основной задачей нагнетательных клапанов является магистральное перекрытие высокого давления между топливным проводом и плунжерной парой тнвд, а также снижение давления до четкого статистического уровня, путем стравливания топливного провода и форсунковой полости. Такое снижение необходимо для мгновенного перекрытия форсункового распылителя, что, впоследствии, может предотвратить появление топливных капель.

На рисунке изображен пример нагнетательного клапана.

Различают разные конструкции топливных насосов высокого давления. От этого зависят виды плунжеров, основные из которых: рядный, распределительный и магистральный.

Важно! Открытое давление нагнетательного клапана регулируют при помощи подбора усиленной пружины. При этом проверку герметичности данного клапана нужно отвернуть от секции ТНВД, которая неисправна. Рейка насоса должна быть повёрнута в выключенное положение подачи. Давление при этом создается ручным насосом. Топливная утечка может свидетельствовать о неисправном состоянии основного клапана.

В рядном насосе топливо нагнетается в цилиндр с помощью определенной плунжерной пары. В распределительном насосе имеется один плунжер, который может обеспечить нагнетание, а также распределение топлива по всем втулкам. Магистральный насос может осуществить нагнетание топлива лишь в аккумулятор.

Работа топливного насоса высокого давления может использоваться в системе непосредственного впрыска бензинового двигателя. Его давление меньше дизельного насоса.

Клапан постоянного объема без ограничения обратного потока

Клапан постоянного объема состоит из втягивающего поршня, который получается из части элемента клапана. В том случае, когда канавка спиральной формы плунжера прекращает свою топливную подачу и пружина закрывает нагнетательный клапан, тогда поршень начинает входить в направляющую втулку штока (4) и отрезает топливный провод высокого давления от камеры этого самого высокого давления (или надплунжерного пространства).

Это может значить только то, что объем топлива в топливном проводе возрастет на объем величины, которая получается при втягивающем поршне (2). Длина топливного провода при этом не должна быть изменена.

Седло клапана (1), кольцевая проточка (3) и вертикальный паз (5) также не должны быть изменены. Клапаны с компенсацией, в свою очередь, имеют доработанный участок (6) на поршне втягивающей структуры.

Клапан постоянного объема с ограничением обратного потока

1. Держатель нагнетательного клапана;
2. Пружина нагнетательного клапана;
3. Пластина клапана;
4. Держатель клапана.

Клапан с ограниченным обратным потоком постоянного объема может быть применен как дополнение к обратному клапану. Обратное давление образуется при закрытом распылителе форсунки, может быть причиной простого износа камеры в нагнетательном клапане. Такое воздействие может быть полностью удалено эффектом демпфируции или ограничения потока верхней секции нагнетательного клапана. Одним словом, такое действие достигается при помощи ограничительного узенького канала в клапане, который обеспечивает дросселирующий эффект и предохраняет от волны отражения клапана. При открытом клапане такой эффект не происходит.

Клапан постоянного давления

1. Держатель клапана;
2. Элемент клапана;
3. Пружина клапана;
4. Вставка;
5. Нажимная пружина;
6. Седло пружины;
7. Шарик;
8. Ограничительный канал.

Клапан постоянного давления использует плунжерная пара тнвд. Данный клапан может развить давление больше 800 бар. Состоит из нагнетательного переднего клапана, который работает вместе с подачей топлива и клапана, удерживающего давление. Между впрысками, данный клапан поддерживает постоянный статистический уровень давления, как и при других рабочих режимах. Если говорить о преимуществе клапана, то он устраняет кавитацию и значительно улучшает гидравлическую стабильность.

Важно! Для эффективной работы клапана требуются более точные регулировочные модификации числа оборотов.

Подитожив все вышесказанное, управление подачей топлива в плунжерной паре должно производится с помощью клапана дозирования в зависимости от двигателя. В нормальном положении такой клапан всегда открыт. По электронному сигналу блока управления, клапан должен закрыться на некоторую определенную величину. Таким образом можно отрегулировать нужное количество поступающего топлива в компрессионную камеру.

Что такое плунжерная пара? Изготовление, ремонт, замена и регулировка плунжера

Топливный насос высокого давления (ТНВД) – это один из важнейших узлов любого дизельного двигателя. Именно через эту деталь топливо подается таким образом, чтобы в камеру попала не жидкость, а топливно-воздушная смесь. На работу существенно влияет плунжерная пара ТНВД. Благодаря этому элементу происходит распределение и подача топлива в двигатель. Сегодня мы рассмотрим, что такое плунжерная пара, насколько она важна для дизельного автомобиля.

Устройство

Конструкция этого элемента предполагает наличие двух основных элементов — втулки и плунжера. Последний состоит из небольшого поршня цилиндрической формы. При накачивании эта часть перемещается внутри втулки. За счет возвратно-поступательных движений, которые они производят, происходит впрыск топлива, а затем всасывание топлива. Плунжерная пара ТНВД (фото этого элемента вы можете видеть ниже) имеет отверстия на втулке. Через них идет подача дизельного топлива на впрыск.

То есть основное назначение и функция этого элемента заключается в измерении точного количества топлива, поступающего в цилиндры двигателя. Кроме того, с помощью этого элемента насос подает топливо под определенным давлением в нужный момент. Но для того, чтобы безотказно выполнять все эти операции, плунжерная пара должна соответствовать определенным техническим требованиям. Само его производство осуществляется на высокотехнологичном оборудовании (как правило, крупных предприятий). В домашних условиях такой элемент изготовить невозможно.

Рекомендуем

Как работает задняя втулка переднего рычага и сколько она служит?

Втулка задняя переднего рычага – один из составных элементов ходовой части автомобиля. Он относится к направляющим элементам подвески, которые вместе с рычагами выдерживают огромные нагрузки с колесами. Однако с этим пунктом много…

Расход масла в двигателе. Шесть причин

Вряд ли можно найти автомобилиста, которого бы не беспокоил повышенный расход масла. Особенно досадно, когда это происходит с очередным новым мотором. Вот наиболее распространенные причины, которые приводят к расходу масла в двигателе. ..

Как устроена выхлопная система?

Выхлопная система предназначена для удаления продуктов сгорания из двигателя и вывода их в окружающую среду. Также должно быть обеспечено снижение шумового загрязнения до допустимых пределов. Как и любые другие сложные устройства, данная система состоит из семи…

О нагнетательных клапанах как составной части топливной системы

Основная задача этого элемента заключается в перекрытии магистралей высокого давления между заглушками и топливопровод. За счет этого происходит снижение давления топлива, что необходимо для более точного и быстрого закрытия форсунки. Это предотвращает образование капель топлива, а их присутствие там крайне нежелательно. Во время впрыска давление, создаваемое в пространстве над плунжером, вызывает подъем конуса впрыскивающего клапана. Далее топливо под давлением поступает в распылитель по топливопроводу и держателю клапана. Как только канавка плунжера открывает сливной канал, уровень давления в камере падает, и давление пружины клапана прижимает устройство к спинке седла. Это действие происходит в системе до тех пор, пока плунжер не начнет новый ход.

Насколько вероятна утечка плунжера?

Качественные детали, вероятность утечки топлива равна нулю. Чтобы свести к минимуму вероятность утечки топлива, зазор между втулкой и плунжером делают 1-3 мкм. Благодаря такой высокой точности каждый плунжер подбирается отдельно к ступице. После этого на заводе производилась подгонка обеих деталей. В процессе изготовления поверхности этих элементов дополнительно закаляются. Это делается для того, чтобы обеспечить долгий срок службы этой детали.

Детали работы

Плунжерная пара – элемент, требующий особого внимания при эксплуатации автомобиля и его топливной системы. Залог качественной и бесперебойной работы деталей – использование только качественного топлива. К сожалению, на отечественных заправках за качеством топлива следят немногие, поэтому нашим владельцам (особенно тем, у кого дизельные автомобили) часто приходится ремонтировать и чистить форсунки.

Содержание различных химических веществ и высокая концентрация грязи и мусора значительно сокращают срок службы плунжера.
Особенно неблагоприятно влияет вода, которая также иногда содержится в бытовом топливе. При его попадании в зазор между втулкой и плунжером нарушается целостность смазочной пленки, в результате чего устройство начинает работать без смазки. Это может привести к чрезмерному нагреву, деформации и заклиниванию даже такой детали, как поршневая пара. В этом случае выход только один – заменить устройство на новое. Во избежание подобных неприятностей нужно регулярно проводить диагностику топливной аппаратуры и нет возможности заправляться на незнакомой АЗС.

Когда менять седло и заглушку?

Существует несколько основных признаков, указывающих на неисправность детали. Одним из них является невозможность запуска двигателя. Но для определения повреждений поршня и возможной работы паровой машины. При этом необходимо обратить внимание на качество мотора. Если он нестабилен и прерывист, вероятная причина скрывается в топливной системе. Также при неисправной поршневой паре мотор начинает значительно терять мощность и издавать другие звуки, ранее не возникавшие. Если вы заметили какие-либо из вышеперечисленных симптомов, вам необходимо провести диагностику топливной системы автомобиля.

Стоит отметить, что необходимо иметь специальное диагностическое оборудование. Поэтому своими руками и без соответствующего оборудования вам вряд ли удастся определить работу плунжера. После диагностики мастер принимает решение о регулировке седла и вилки или ее следует полностью заменить на новую. При ремонте определенного оборудования восстанавливаются заводские герметичные размеры плунжера и втулки. Замена также требует особой внимательности, знаний и опыта, поэтому делать что-то в ТНВД своими руками крайне опасно, так как можно повредить всю систему в автомобиле.

Заключение

Итак, мы выяснили влияние плунжерной пары ТНВД и всех ее конструктивных особенностей. В топливной системе дизеля — очень сложный механизм, требующий особого внимания и очень качественного топлива. В связи с этим количество дизельных автомобилей в нашей стране намного меньше, чем в Западной Европе. После обслуживания заправить топливом своими руками практически невозможно, а регулярно тратить деньги на дорогостоящий ремонт и диагностику вряд ли кто-то захочет.

AR: https://tostpost.com/ar/cars/19359-what-is-a-plunger-pair-production-repair-replacement-and-adjustment-of.html

БЫТЬ: https://tostpost.com/be/a-tamab-l/36757-shto-takoe-plunzhernaya-para-vytvorchasc-ramont-zamena-regulyavanne-pl.html

Германия: https://tostpost.com/de/autos/36417-was-ist-plunzhernaya-ein-paar-herstellung-reparatur-ersatz-und-anpassu.html

ES: https://tostpost.com/es/coches/36243-qu-es-plunzhernaya-pareja-fabricaci-n-reparaci-n-sustituci-n-y-ajuste-.html

Привет: https://tostpost.com/hi/cars/21053-what-is-a-plunger-pair-production-repair-replacement-and-adjustment-of. html

JA: https://tostpost.com/ja/cars/19001-what-is-a-plunger-pair-production-repair-replacement-and-adjustment-of.html

КК: https://tostpost.com/kk/avtomobil-der/37097-b-l-plunzhernaya-para-nd-ru-zh-ndeu-auystyru-zh-ne-retteu-plunzhernyh-.html

PL: https://tostpost.com/pl/samochody/38436-co-to-jest-plunzhernaya-para-produkcja-naprawa-wymiana-i-regulacja-t-o.html

PT: https://tostpost.com/pt/carros/38161-o-que-plunzhernaya-casal-fabrica-o-repara-o-substitui-o-e-ajuste-de-mb.html

TR: https://tostpost.com/tr/arabalar/33559-nedir-plunzhernaya-ift-retim-onar-m-de-i-tirme-ve-ayarlama-plunzhernyh.html

Великобритания: https://tostpost.com/uk/avtomob-l/37410-scho-take-plunzherna-para-virobnictvo-remont-zam-na-ta-regulyuvannya-p.html

ZH: https://tostpost.com/zh/cars/23566-what-is-a-plunger-pair-production-repair-replacement-and-adjustment-of.html

Гидравлическая битва: инженерно-физическая научная деятельность

Два шприца разного размера, наполненные водой, соединены вместе. Надавите на одну и почувствуйте силу — умноженную — на другую.

Область:

Инженерная и технология

Проблемы и решения реального мира

Физика

Энергия

Механика

Ключевые слова:

Давление

Жидкость

Гидравлики

Работа

Жидкость

Гидравлики 9000

0003

NGSS и EP & CS:

PS

PS2

PS3

ETS

ETS1

CCCS

Причина и эффект

Scale, Prosement и Sustems

.

Инструменты и материалы

• Таз, ведро или большая миска с водой
• пластиковый шприц на 10 мл
• пластиковый шприц на 1 мл
• 1 фут (30 см) прозрачной пластиковой трубки, которая надевается на наконечники шприцев
• Дополнительно: второй пластиковый шприц на 10 мл.

Сборка

1. Погрузите трубку и дайте ей полностью заполниться водой. Убедитесь, что внутри трубки нет пузырьков воздуха.
2. Полностью вставьте поршень в шприц объемом 1 мл, чтобы в нем не осталось воздуха. Держите шприц под водой, чтобы предотвратить попадание пузырьков воздуха, и вставьте его наконечник в один конец погруженной в воду трубки.
3. Погрузите 10-мл шприц и вытащите поршень, чтобы наполнить его водой. Удерживая все под водой, вставьте наконечник шприца в другой конец трубки. Затем вытащите всю сборку из воды.

Действия и уведомления

Теперь пришло время дуэли. Держите по одному шприцу в каждой руке и положите большие пальцы на поршень. По очереди нажимайте на один поршень, затем на другой. Вы чувствуете, как движение одного заставляет другое? Какой поршень легче нажимать? Какой поршень перемещается дальше при каждом нажатии?

Что происходит?

Вы, наверное, заметили, что меньший поршень шприца нажимать намного легче, чем больший, но при этом он перемещается на гораздо большее расстояние.

Это явление возникает как прямой результат принципа Паскаля, краеугольного камня гидравлики, использования жидкостей для передачи сил. Принцип Паскаля гласит, что изменение давления в любой части замкнутой жидкости без уменьшения передается всем частям жидкости. Нажатие на поршень оказывает давление на воду внутри, и передаваемое давление заставляет двигаться поршень другого шприца.

Хотя давление на воду везде одинаково, сила на двух плунжерах неодинакова. Сила, действующая на поверхность, равна произведению давления на площадь поверхности.

сила = давление х площадь

Поскольку основание меньшего поршня шприца имеет значительно меньшую площадь поверхности, для его перемещения требуется гораздо меньше усилий.

Хорошая новость с маленьким шприцем заключается в том, что вы получили преимущество в силе; плохая новость заключается в том, что вы платите за это штрафом за расстояние и должны давить на поршень дальше. Механическая работа есть произведение силы на расстояние, на которое эта сила перемещается.

работа = сила х расстояние

Работа, выполняемая одним плунжером, должна быть равна работе, выполняемой другим, поэтому то, что вы получаете в увеличении силы, вы теряете в уменьшении расстояния.

Гидравлические системы, подобные той, которую вы только что сделали, используются в бесчисленном количестве приложений: подъемники и домкраты для обслуживания автомобилей, тормозные системы, закрылки и шасси самолетов, механические рычаги на мусоровозах и так далее.

Дальше

Измените свою гидравлическую систему, заменив шприц на 1 мл вторым шприцем на 10 мл, чтобы на обоих концах заполненной водой трубки были шприцы на 10 мл. Вы заметите, что усилие, необходимое для толкания плунжеров, и расстояние, которое они проходят, теперь одинаковы.

Вы также можете попробовать повторить эти эксперименты, используя воздух вместо воды. Системы с воздушным наполнением называются пневматическими системами . В отличие от воды, воздух сжимаем, поэтому на сжатие воздуха уходит некоторая энергия, в результате чего цилиндры не двигаются так сильно, как при заполнении жидкостью.