Что такое компрессия и какой она должна быть

Что такое компрессия и какой она должна быть

Компрессия – один из главных показателей жизнеспособности двигателя. Непосредственно влияет на долговечность работы силового агрегата без капитального ремонта. Если компрессия слишком низкая, то мотору в скором времени потребуется помощь. Если параметр находится в пределах нормы, то силовая установка без проблем отработает не один десяток тысяч километров. В этой статье мы поговорим о роли компрессии в жизненном цикле ДВС, особенностях её проверки и возможных результатах.

Замер компрессии на двигателе GDI.

Компрессия — силовое воздействие на газообразное тело, приводящее к уменьшению занимаемого им объёма, а также к повышению давления и температуры. В широком смысле слова компрессия — это величина давления, которое создаётся в цилиндре в конце такта сжатия.

При диагностике неисправностей связанных с перебоями в работе двигателя первым делом необходимо замерить компрессию. Это даст правильное направление для дальнейшего поиска неисправности. Можно сколь угодно улучшать зажигание и подачу топлива, но если цилиндр не достаточно герметичен, то путём работать он не будет. Своевременный замер компрессии может выявить на ранних стадиях разгерметизацию цилиндров, таким образом сэкономить вам деньги на ремонте и время в поиске неисправности.

Особенно требовательны к компрессии дизельные двигатели, так как в них воспламенением топлива происходит без использования свечи зажигания. В таком двигателе в разогретый от сжатия в цилиндре воздух (до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива) через форсунку впрыскивается порция топлива. Как следствие если нет достойной компрессии, то и не будет условий для воспламенения дизельного топлива. В процессе впрыскивания топливной смеси происходит его распыливание, а затем вокруг отдельных капель топливной смеси возникают очаги сгорания, по мере впрыскивания топливная смесь сгорает в виде факела. Так как дизельные двигатели не подвержены явлению детонации, характерному для двигателей с принудительным воспламенением, в них допустимо использование более высоких степеней сжатия (до 26), что, в сочетании с длительным горением, обеспечивающим постоянное давление рабочего процесса, благотворно сказывается на КПД данного типа двигателей, который может превышать 50 %.

Допустим: вы обнаружили падение компрессии в одном из цилиндров – значит стоит заподозрить залегание колец в нём (или же нарушение плотности прилегания клапанов). Дальше надо проверить , что именно кольца в этом цилиндре виноваты – залить немного моторного масла в «слабый» цилиндр и повторить замер компрессии. Моторное масло уменьшит зазор в паре поршень-цилиндр (при работе исправной цилиндропоршневой группы (ЦПГ) этот зазор герметизируется кольцами) и компрессия вырастет. Конечно, в двигателе с непосредственным впрыском стоит обратить внимание на то, что в поршне имеется выемка и часть масла будет оседать в ней (т.е. масла надо налить столько, чтоб наполнить эту выемку до краёв и чуть перелить).

Если компрессия осталась также, значит необходимо ремонтировать клапана (притирать и т.д.).

Итак, здесь мы предположим, компрессия поднялась (при замере с маслом) значит виноваты кольца в этом цилиндре. Дальше два пути – либо разбор двигателя , либо раскоксовка и промывка масляной системы. Разумеется, сначала стоит попробовать сделать раскоксовку. И если не поможет тогда ремонт. Однако если раскоксовка помогла в дальнейшем стоит усилить наблюдение за этим цилиндром и планировать замену колец.

Выше описаны два основных направления «держащих» компрессию: ЦПГ и клапана. Но если вам все — же придётся столкнуться с потерей компрессии или просадкой её в одном из цилиндров дам вам ещё несколько ориентиров, пойдём сверху вниз:

1)С верху за герметичность камеры сгорания отвечают клапана, но снижение компрессии может быть не только от пары тарелка клапана-седло клапана:

1а) Отложения смолистых веществ на клапанах могут снижать площадь впускного канала (дополнительное сопротивление впуску), или даже препятствовать полному закрытию клапана.

1б) Отложения смолистых веществ в каналах головки блока цилиндров могут снижать площадь впускного канала (дополнительное сопротивление впуску), или даже препятствовать полному закрытию клапана.

1в) Прогар клапана.

1г) Маленький тепловой зазор клапанов может мешать плотному закрытию клапана и в последствии стать причиной прогара клапана.

1д) Клапан погнут. Большой тепловой зазор будет причиной постороннего шума и снижения максимальной мощности двигателя, но в следствии маленького объёма воздуха при замере компрессии себя никак не проявит (аналогично проявится и износ кулачков распредвала).

1е) Неправильно выставленные фазы газораспределения могут быть причиной снижения компрессии вследствие несвоевременного открытия/закрытия клапанов. Влияние на все цилиндры одинаково, т.е. на перепад компрессии между цилиндрами не влияют.

1ж) Некоторые современные двигатели регулируют подачу воздух в цилиндры не привычной для нас дроссельной заслонкой, а высотой/фазами подъема впускных клапанов. Теоретически при неисправностях системы регулировки подъемов клапанов компрессия так же может снижаться, т.к. подъем клапанов при замере может быть не полным. Влияние на все цилиндры будет одинаково, если неисправность постоянная. Однако если неисправность носит плавающий характер замер компрессии будет показывать каждый раз новые данные, и судить о неисправности конкретного цилиндра по компрессии в этом случае опрометчиво. Причиной могут быть как неисправность управления электроклапаном регулирования фаз газораспределения выпускных клапанов, так и сбои датчика. Углубляться в эту тему не буду, т.к. статья не об этом.

2) С низу за герметичность камеры сгорания отвечают элементы ЦПГ :

2а) Износ и как следствие увеличение зазоров в ЦПГ, увеличенный пропуск газов в картер.

2б) Изменение геометрии по причине перегрева двигателя.

2в) Залегание колец.

2г) Задиры на зеркале цилиндра.

2д) Сломанное компрессионное кольцо.

2е) Прогоревший поршень.

2д) Прогар прокладки головки блока цилиндров. Можно дополнительно проверить создав давление в цилиндре при закрытых клапанах (допустим компрессором) и посмотреть появятся ли пузырьки в расширительном бачке системы охлаждения, либо шум в соседнем цилиндре.

Вернёмся к замеру компрессии. При всей своей простоте даже в этом не хитром деле (замер компрессии в двигателе) немного мозгов надо иметь. Особенно если вы мерите компрессию в двигателе с непосредственным впрыском.

Компрессия в цилиндрах двигателя зависит от:

1) способа замера компрессии (с открытым дросселем или закрытым),

2) от состояния зарядки аккумулятора (если АКБ плохо заряжен частота оборотов при замере будут низкая и компрессия заниженная) вплоть до того что умирающий АКБ способен свисти на нет компрессию в последнем цилиндре. Например 1-14 2-12 3-9 4-6кгс/см2

3) замер проведённый с последовательным снятием свечей зажигания покажет меньше (и с большей погрешностью ) , чем замер со всеми выкрученными свечами,

4) Разумеется, огромное влияние оказывает сам компрессометр – заедающий прибор способен вывести из себя даже спокойного автолюбителя,

5) конечно же, плотность прижатия. Сифонящий стык уменьшает компрессию.

6) На значения компрессии влияет загрязнения воздушного фильтра, но одинаково на все цилиндры, поэтому разность между цилиндрами от фильтра не зависит.

Переходим непосредственно к замеру компрессии:

Необходима команда из 3-х человек (1-й по команде крутит стартером, 2-й производит замер, 3-й бежит за пивом; Непосредственно работают двое ) и пол дня работы ( 30 минут на замер компрессии и пол дня на обсуждение результатов под пиво).

В магазине был куплен компрессометр с удлиненной трубкой за 850р, т.к. колодца у Джидаев (и прочих 16-ти клапанников) глубокие, для бензиновых двигателей (а зря, но об этом позже):

Сразу замечу, надо подтянуть места соединений, иначе прокладки из них просто выдавит. Итак, сначала надо снять индивидуальные катушки со всех цилиндров. Всё на фото:

Разумеется, дальше откручиваем все свечи поочереди. Для этого я использую обычный свечной ключ от Ваз 2112 с тонкими стенками:

Свечи очень легко извлекаются с помощью вот такой приспособы – магнита на телескопической ручке (ставятся тоже при помощи его), или наконечника катушек открученного ранее:

Всё, подготовка к замеру компрессии закончена. Сажаем помощника в машину, устанавливаем компрессометр вместо свечи, прикладываем силу (как показано на рисунке) и немного проворачиваем его по часовой стрелке для лучшей герметизации:

Замечу, что датчик положения коленвала я не отключаю, т.к. не вижу в этом смысла. Лёгкий запах бензина я способен пережить, а вот отломанная фишечка разъёма, или начавший глючить датчик мне не нужен.

Помощник нажемает на газ до упора и поворачивает ключ зажигания в положение «стартер».

Замер компрессии пошел – держите компрессометр крепче. В этот момент пропшикиваний через место стыка не должно быть! Крутим стартером пока не прекратится рост давления (не более 30 сек).

Вот тут засада! GDI обладает завидной степенью сжатия 12, а как следствие и компрессией в 17-19 кгс/см2 ! Так что следовало брать компрессометр для ДИЗЕЛЕЙ с давление до 25 кгс/см2. Иначе будет так:

Дальше по накатанной: проверяем компрессию в остальных цилиндрах, в случае просадки компрессии в каком либо цилиндре делаем проверку, раскоксовку и промывку масляной системы как описано выше.

Перед сборкой протираем свечные колодца и промываем свечи карбспреем. Свечи затягиваем с усилием указанным в инструкции (и обязательно по резьбе). Если вылезет ошибка во время замеров, то умный мозг джидая её запомнит и отложет (а чеку погасит) после нормальной заводки, если вы лили масло для диагностики колец, то надо его удалить из цилиндра, либо подождать пока оно выйдет само (двигатель немного подымит и потроит, пока масло всё не сгорит).

В остальном сборка в обратной разборке последовательности.

P.S. Не упустите из виду тот факт что если у вас двигатель подъедает масло (маслосъемные кольца не удаляют излишки масла с зеркала цилиндра), то толщина масляной пленки на цилиндре будет больше нормы. Это напрямую влияет на замер компрессии- вы получите аналогичную ситуацию той что я описал в методике определения не герметичности цилиндра написанной выше. Т.е. результат будет оптимистичнее фактической ситуации.

Ключевые слова: Замер компрессии, замер компрессии в двигателе, Замер компрессии на двигателе GDI, проверка компрессии своими руками.

ПРАВИЛЬНАЯ КОМПРЕССИЯ

Сколько должна быть компрессия в двигателе для его длительной и безаварийной работы? Многолетняя практика эксплуатации автомобилей показывает, что в идеале она должна составлять по 14 баррелей в каждом цилиндре. Но допускается снижение до 11 баррелей, при условии, что разница компрессии в цилиндрах должна составлять не более 1 барреля. Например, схема сжимания 11-12-11-12 считается допустимой, а если давление в разных цилиндрах составляет 11-12-11-9, или иную комбинацию показателей, отличающуюся от нормальной, то двигатель уже нуждается в ремонте.

Какая компрессия должна быть на ВАЗ 2114 8 клапанов зависит также от того, сколько времени и в каких условиях эксплуатируется автомобиль. Идеальное давление, как правило, бывает у нового двигателя, или только что вышедшего из капитального ремонта. В процессе эксплуатации автомобиля компрессия может понизиться на 1-2 барреля. И это тоже будет в пределах нормы.

Новый двигатель – залог хорошего давления

Повысить уровень компрессии

В домашних условиях это можно только в том случае, если причиной ее появления стал нагар на поршнях и цилиндрах.

• Вам потребуется денатурированный спирт и керосин. Смешайте по 25 грамм каждого в пропорции 1:1. Это количество нужно для одного цилиндра. Соответственно, для четырех цилиндров понадобится в четыре раза больше смеси.
• Затем прогрейте двигатель до рабочей температуры.
• В каждый цилиндр через свечное отверстие примерно по 50 грамм полученной смеси. Так машину нужно оставить на 10 часов. После 10 часов в каждый цилиндр залейте немного масла и заведите двигатель, он должен поработать 20-30 минут. Нагар с отработанными газами должен выгореть.

Учитывая определения, подведём итог:

Степень сжатия является расчетным коэффициентом, обозначающим объемы, вычисление компрессии же осуществляется не методом расчета, а с помощью специального манометра.

Давайте сравним готовые цифры. Показатель компрессии, как правило, преобладает над степенью сжатия, правда, ненамного. Например, если последняя равна 9 пунктам, то компрессия составит 11,5 пункта.

«Почему же такие отличия в показателях», ‒ спросите вы. Ответ на этот вопрос кроется в следующем. Топливно-воздушная смесь нагревается под воздействием компрессии, температура повышается. Если бы подобные явления происходили в герметичной среде, возможно, компрессия и степень сжатия уравнялись бы. В реальной жизни создать герметичность нет возможности, поэтому конечные результаты всегда будут хоть немного, но отличаться.

Для бензиновых моторов с помощью степени сжатия можно вычислить удельную мощность двигателя. Первый показатель, увеличиваясь, повышает мощность второго. Но существенное повышение ‒ тоже плохо. В такой ситуации срок службы узлов и агрегатов мотора заметно сократится, что приведет к необходимости проводить его капитальный ремонт.

В случае снижения компрессии важно как можно быстрей выяснить причину снижения. Как правило, виной тому проблемы с клапанами или поршневыми кольцами. Выяснить первопричину можно следующим образом.

Необходимо взять моторное масло и ввести 20 грамм в вышедшие из строя цилиндры. Далее вновь измерить компрессию. Если цифра растет, то виновниками являются поршневые кольца. Показатель сохранился на том же уровне, что и был? Значит, проблема с клапанами.

Но это все не точно, т.к. причин может быть несколько больше и каждый случай необходимо рассматривать конкретно.

Руководство по проверке

Специалисты рекомендуют замерять давление в цилиндрах через 3-5 тыс. км пробега для авто отечественного производства и через 10-20 тыс. км для иностранных машин. Измерять компрессию нужно при открытой и закрытой дроссельной заслонке, это даст возможность более точно определить причину неполадок в работе двигателя.

Предварительные процедуры

Проверка должна проводиться на разогретом двигателе. Если машина находилась в покое, то двигатель нужно завести и прогреть до рабочей температуры. После разогрева необходимо выключить зажигание и прекратить подачу топлива. Для правильной проверки аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена. Недостаточная зарядка батареи не даст раскрутить стартер на полную мощность, что серьезно может исказить показания проверки. Кроме того, нужно проверить исправность стартера.

Диагностика работы двигателя

Основная часть проверки

Проверка давления в цилиндрах состоит из следующих шагов:

1. Сначала нужно отключить свечные провода.
2. Далее следует выкрутить свечи зажигания с помощью свечного ключа или головки. При этом нужно следить за чистотой свечных отверстий. При необходимости их необходимо очистить от пыли и загрязнений, а далее следить, чтобы в отверстия не попала грязь.
3. Рычаг передач нужно установить в нейтральное положение.
4. Затем нужно вкрутить измеритель компрессометра в одно из отверстий.

Снятые показания нужно сравнить со штатными данными для данной марки автомобиля и пробегом. Зная, какая должна быть компрессия и учитывая пробег автомобиля, необходимо сделать сравнительный анализ полученных данных.

Насколько сжимается топливо?

На заре автомобилестроения степень сжатия двигателей Отто делали в 4-5 единиц. На старых карбюраторных моторах ВАЗа смесь топлива с воздухом сжималась в 9,5-10 раз. На инжекторных моторах – в 10,5-11 раз. Сейчас на современных турбированных агрегатах она сжимается в 12-14 раз. Но бесконечно это делать невозможно. Растут конструктивные издержки.

В общем, компрессия и степень сжатия — это не одно и то же. Но обе эти величины влияют на мощность мотора. Правда, с износом поршней, клапанов и колец компрессия может падать, а вот степень сжатия — никогда.