Компрессия в двигателе

Компрессия и степень сжатия

Компрессия – параметр, который показывает давление внутри камеры сгорания при достижении поршня ВМТ на такте сжатия. Она показывает, насколько сжимается топливовоздушная смесь, закачанная в цилиндр при такте впуска.

Давление – один из факторов, участвующих в процессе горения. Если брать дизельный мотор, то в нем воспламенение топливной смеси происходит за счет сильного сжатия, из-за чего смесь разогревается настолько, что происходит самовоспламенение. Давление напрямую влияет на горение.

В бензиновых же моторах загорание смеси происходит от искры свечи зажигания. Но и в таких моторах нужно, чтобы топливовоздушная смесь сжималась. В процессе этого топливо испаряется и лучше перемешивается с воздухом, что обеспечивает легкость воспламенения, полное сгорание смеси с лучшей отдачей энергии. Поэтому компрессия считается важным параметром двигателя.

Автопроизводители в технической документации указывают степень сжатия. Автолюбители воспринимают это показатель как компрессию. В действительности это два разных параметра.

Степень сжатия характеризует соотношение объема цилиндра при нахождении поршня в НМТ и ВМТ. Это геометрический параметр указывающий, как сильно сжимается топливная смесь. Единиц измерения он не имеет. В документации к автомобилю указывается, что степень сжатия составляет 10:1. Отсюда понимаем, что в цилиндре происходит 10-кратное уменьшение объема цилиндра при такте сжатия.

Но степень сжатия — не показатель давления. И виной тому физические процессы, происходящие в цилиндре. При сжатии происходит нагревание топливной смеси, которая находится в газообразном состоянии. А газ при повышении температуры расширяется, увеличивает свой объем. Это и становится причиной того, что значение компрессии выше, чем степени сжатия, на 20%. В результате при степени сжатия в 10:1 получаем давление в камере при завершении такта сжатия на уровне 12 кгс/см. кв. Но это значение не точное, поскольку компрессия меняется из-за тех же физических процессов. На холодном двигателе показатель ниже из-за меньшего расширения газа.

Компрессия в цилиндрах напрямую зависит от степени сжатия, но в обратном направлении никакой зависимости нет. Давление в цилиндрах на геометрический показатель повлиять не может.

Видео: Обманчивая компрессия.Диагностика двигателя без автомобиля

Что влияет на давление в цилиндрах?

Сжать топливо в камере сгорания возможно только при условии, что в цилиндре обеспечивается герметичность. Поршни при работе мотора постоянно двигаются в цилиндрах, а где есть подвижное соединение, там будут зазоры. И хоть для устранения этих зазоров применяются уплотнители – поршневые кольца, но потери в месте контакта поршней с цилиндрами есть, поскольку часть газов прорывается в подпоршневом пространство.

Взаимодействие элементов ЦПГ между собой приводит к износу контактирующих поверхностей, из-за чего зазоры постепенно увеличиваются, что обеспечивает просачивание большего количества газов. А чем больше их выйдет, тем меньше будет компрессия.

Повлиять на компрессию могут и другие элементы, расположенные в камере сгорания. Закачка составляющих топливной смеси в цилиндр и отвод продуктов горения из него осуществляется клапанами газораспределительного механизма. При нормальном состоянии этих элементов их тарелки за счет пружин плотно прилегают к седлам. Но некоторые негативные процессы,которые проходят в цилиндрах, становятся причиной подгорания седел и кромки тарелки клапанов, образования слоя нагара на них. В результате имеем еще одно место утечки газов при сжатии.

Между головкой и блоком цилиндров помещается прокладка, у которой при перегреве образуются трещины, сказывающиеся на герметичности камеры сгорания.

Это снижает компрессию в цилиндрах. А без давления не соблюдаются условия для нормального сгорания топливной смеси.

Признаки снижение компрессии

Снижение компрессии приводит к изменениям в работе силовой установки. Топливо хуже перемешивается с воздухом, поэтому процесс горения проходит не так, как надо. Результатом этого становиться:

  • падение мощности;
  • затруднительный пуск мотора «на холодную»;
  • перебои в работе;
  • мотор «троит».

При критическом снижении компрессии в цилиндрах запуск дизельного мотора невозможен, бензиновый еще может завестись, но с трудом. Граничным считается падение давления на 10% от номинального показателя. К примеру, компрессия мотора составляется 11 кгс/см. кв. Если это значение упадет до 9,9 кгс/см. кв., то установка уже не запустится.

Видео:Компрессия двигателя

Помимо естественного износа существуют и другие факторы, которые влияют на компрессию. Использование некачественного топлива и смазочного материала становится причиной образования нагара внутри цилиндра и на поршне. Происходит закоксовка элементов ЦПГ, из-за которой поршневые кольца «залегают» — заклинивают в сжатом положении. Тот же нагар оседает на клапанах, мешает им плотно прилегать к тарелкам. Эти негативные факторы влияют на компрессию всех цилиндров.

Измеряем компрессию

Замер компрессии выполняется специальным прибором – компрессометром. Это манометр с переходником для установки на двигатель.

Технология замера несложная, но чтобы показания были корректными, необходимо выполнение некоторых условий. Для примера рассмотрим, как проводится операция на бензиновом моторе:

  1. Перед началом работ убеждаемся, что АКБ полностью заряжен и способен активно крутить коленчатый вал.
  2. Прогреваем силовой до рабочей температуры.
  3. Выкручиваем все свечки зажигания.
  4. Перекрываем подачу топлива (в карбюраторных моделях отсоединяем топливный патрубок от насоса, в инжекторных – вытаскиваем предохранитель бензонасоса).
  5. В свечное отверстие вкручиваем компрессометр.
  6. Садимся за руль, выжимаем на педаль акселератора, чтобы открыть дроссельную заслонку, и задействуем стартер на 10-15 сек.
  7. Смотрим результат на манометре и записываем его.
  8. Проводим аналогичные замеры в остальных цилиндрах.

После замера сверяем показания, на основе которых получаем информацию. А она может быть разной.

Если показания в цилиндрах одинаковое или имеется разница (разбежность в показаниях до 1 кгс/см. кв. между цилиндрами считается нормальной) и при этом не отмечается падения ниже критической отметки – машину можно дальше эксплуатировать.

Компрессия в цилиндрах ниже граничной отметки – сильный износ ЦПГ. Двигатель требует капитального ремонта.

Давление в одном из цилиндров значительно меньше, чем в остальных – имеется место сильной утечки.

Выявить, что стало причиной сильного падения компрессии несложно. Для этого заливаем 20-30 гр. масла в него и повторно проводим замер. Если компрессия подскочила – кольца залегли или разрушились.

Если же заливка масла на компрессию не повлияла – неисправность ищем в клапанах ГРМ или прокладке ГБЦ. Бывают и более серьезные поломки – прогорание поршня или пробой стенки цилиндра, но такие неисправности проявляются не только падением давления, поэтому выявляются они раньше.

YURRaVS ›
Блог ›
Что такое компрессия двигателя и как ее измерить.

Что такое компрессия двигателя и как ее измерить.

Компрессия двигателя, правильнее компрессия цилиндров двигателя — это показатель жизнеспособности мотора. По научному определение компрессии двигателя будет выглядеть так — » Максимальный показатель давления воздуха в камере сгорания, достигаемый в момент достижения поршнем верхней мертвой точки в процессе такта сжатия.» — что конечно же правильно.

Как и было упомянуто раньше, компрессия двигателя является одним из основных показателей состояния здоровья двигателя. От уровня компрессии зависят многие процессы в двигателе — сгораемость топлива, расход масла, простота заводки двигателя (при низкой компрессии, двигатель плохо заводится), чих и пердёж двигателя также может вызывать низкая компрессия или её отсутствие в одном или нескольких цилиндрах двигателя, двигатель может троить по причине слабой компрессии в цилиндрах.Также низкая компрессия может служить причиной падения мощности двигателя, точнее при падении мощности двигателя стоит проверить компрессию.

Нет компрессии, пропала компрессия, давайте рассмотрим причины исчезновения компрессии. Признаки исчезновения компрессии описаны выше. Вернемся к причинам пропажи компрессии. Их может быть довольно много.

• Перегрев двигателя — может вполне стать основной причиной низкой компрессии. При сильном перегреве нередко в цилиндрах возникают задиры на поршнях и цилиндрах, поршня могут плавиться и прогорать, бывали случаи, когда поршень прогорал во внутрь, то есть дырка образовывалась посредине поршня. ВАЗовские двигатели тоже часто страдают, при перегреве или от срока службы имеют привычку рассыпаться перегородки поршневых колец, как результат низкая компрессия, двигатель троит пердит не едет, нуждается в ремонте.

• Неисправность в системе газораспределения также может стать причиной потери компрессии. Прогорел клапан — компрессия двоечка-троечка — голову вскрывать проверять клапана менять притирать.

• Порвался ремень ГРМ или цепь — повезет, если не согнутся клапана, ремень новый едь дальше — низкая компрессия — вероятней всего погнуло клапана — голову снимать клапана менять притирать. Проскочило несколько зубов на шестеренке, ошиблись по меткам при установке распредвала — минимум неправильные фазы газораспределения, двигатель пердит троит нестабильно работает не берет или не скидывает обороты — максимум погнуты клапана.

• Регулировка клапанов — нет зазора, клапан не закрывается, не держит (одна из причин по которой прогорают клапана), в последствии низкая компрессия или ее отсутствие. Слишком большой зазор — клапан недостаточно открывается по причине неправильной регулировки или износа деталей, в цилиндры поступает меньше воздуха, признаки — стук под крышкой клапанов, распознать не трудно, не так страшно как зажатый клапан.

• Простреленная прокладка ГБЦ — причина очевидная, трудно не заметить при работающем двигателе. Или же прокладка прогорела и газы выходят либо в систему охлаждения либо в масляную магистраль.

• Износ поршневых колец, поршней и выработка и эллипс на стенках цилиндров, также не редко сопровождается повышенным расходом масла и топлива.

• Трещины в головке блока цилиндров.

• Забитый воздушный фильтр усложняет путь воздуху, стремящемуся в цилиндры, и по этому тоже влияет на компрессию.

Как проверить компрессию в цилиндрах двигателя.

Чтобы проверить, измерить компрессию нам потребуется специальный прибор — компрессометр. По сути это манометр, с прихимиченными к нему удлинителями для того, чтобы можно было подлезть к самой недоступной дырке, а также переходниками под разные размеры свечей. Компрессометры также идут отдельно для дизельных и бензиновых двигателей, так как компрессия в цилиндрах дизельного двигателя на порядок выше чем у бензинового. В своё время два комплекта компрессометров обошлись мне в 50 баксов, дизельный почему то стоил дороже.

Так вот, как проверить компрессию двигателя — в принципе если есть компрессометр, то все остальное найдется само. Перед тем, как начать вообще все приготовления к замеру компрессии, убедитесь что имеете дело с хорошо заряженным аккумулятором и живеньким стартером.

• В начале нам нужно выкрутить все свечи, но перед этим вычистить весь мусор около свечей (выдуть компрессором, если есть), чтобы он не попал в камеры сгорания.

• Далее подготавливаем сам компрессометр, выбираем нужный переходник с удлинителем, и все это соединяем.

• Потом аккуратно вкручиваем переходник в отверстие для свечи (у дизелей придется выкручивать форсунки) и крутим стартером.

• Проверяем каждый цилиндр.

• Смотрим показания манометра, анализируем разбег в показаниях между всеми цилиндрами. Узнаем какая компрессия должна быть у моделей вашего двигателя на данном этапе пробега и исходя из полученных данных делаем выводы о состоянии поршневой группы и ГРМ.

Также приглашаю Вас посетить «Мой Блог», в котором Вы найдете много полезной и интересной информации на автомобильную тему!

>Зрим в корень: сказки про компрессию двигателя

Залегшие кольца или трещина в клапане — значительно более частые причины снижения компрессии, чем износ двигателя.

Поднял компрессию — увеличил мощность: сказка вторая

Не совсем так. Компрессию можно поднять двумя способами — увеличить степень сжатия или уменьшить протечки из камеры сгорания. Посмотрим, что будет в каждом случае: в нашем распоряжении стенд. Для начала уменьшим объем камеры сжатия. Проще всего для этого прошлифовать нижнюю плоскость головки цилиндров. У базового мотора «одиннадцатого» ВАЗа рабочий объем цилиндра чуть больше 370 кубиков. При штатной степени сжатия 9,8 объем камеры сжатия составит 42,6 см³. Можно посчитать, что, сняв 2 мм с посадочной поверхности головки блока цилиндров, мы уменьшаем объем камеры сжатия на 5,1 см³. Новая степень сжатия составит 11 единиц, то есть на 1,2 выше, чем у базового мотора. А теперь, просто из интереса, уберем еще 2 мм. Степень сжатия возрастает уже до 12,6. В учебнике находим нужную формулу и получаем: термический КПД цикла поршневого двигателя теоретически должен вырасти в первом случае минимум на 4%, во втором — на 9%. Здорово! А теперь ставим эти головки на стендовый мотор и снимаем моментные характеристики. Снижение расхода топлива существенно меньше, чем обещала теория, — на 2,5% в первом случае и на 4,5% во втором. Причем эффект более выражен в зоне малых нагрузок. Прибавка мощности еще меньше: от силы 2–3%, причем в зоне малых и средних оборотов. А на высоких — никакого эффекта… Все ясно: с увеличением степени сжатия резко растет давление в цилиндре, этот рост провоцирует детонацию, ее ловит соответствующий датчик — и сдвигает угол опережения зажигания назад. Следовательно, мощность падает. А потому и теоретический эффект существенно уменьшается. Зато растут температуры на выпуске, — стало быть, риск пожечь клапаны и поршни с таким мотором значительно выше. Способ второй — уменьшаем протечки. Пойдем от обратного: сравним, что станет с моментной характеристикой, если заменить кольца такими, чтобы зазоры в них стали больше, скажем, раза в два. Сделали. Для нового мотора — всё нормально, для всех цилиндров компрессия 13,2…13,4 бар. Для испорченного кольцами с большими зазорами — 10,8…11,1. А что показали замеры мощности? В зоне малых оборотов мощность испорченного мотора чуть-чуть упала, но когда перешли 2500 об/мин, кривые момента практически слились. Всё потому, что протечки из камеры сгорания в картер, которые должны бы снизить мощность, заметны только на малых оборотах, а на высоких их масса за один цикл резко падает, ведь с уменьшением времени цикла при увеличении частоты вращения коленчатого вала уменьшается и время на протечку. Компрессия резко выросла, а мощность — нет. Вместе с компрессией проснулась детонация, и угол опережения зажигания пришлось сдвигать назад. А он влияет на мощность сильнее. >2 no copyright

И совсем не сказка…

Так на что же влияет компрессия? На многое! Главное — на пусковые свойства мотора, особенно при низких температурах. В первую очередь это касается дизельных двигателей, где от давления и температуры конца сжатия зависит, воспламенится топливо в цилиндре или нет. Но и бензиновые двигатели в холодном состоянии тоже чувствительны к изменению компрессии: она влияет на испаряемость топлива, которое при холодном пуске только теоретически должно испаряться по пути в цилиндр. А реально — попадает туда в виде негорючих жидких капель. Сниженная компрессия повышает давление картерных газов. В этом случае через систему вентиляции на впуск двигателя летит больший объем паров масла. Плохо это: и токсичность растет, и темп загрязнения камеры сгорания резко увеличивается. Неравномерная по цилиндрам компрессия вызывает вибрации двигателя, особенно ощутимые на холостом ходу и при малых оборотах. А это, в свою очередь, вредит и трансмиссии, и подвеске мотора. Да и самому водителю. Словом, роль компрессии как диагностического признака, во многом характеризующего состояние двигателя, очень велика. И наши «сказки» никоим образом не призывают махнуть на нее рукой — наоборот! Но стремление к безудержному ее повышению в поисках дополнительных «лошадок» — дело в целом бесперспективное.