Компрессия в двигателе что это
Перейти к содержимому

Компрессия в двигателе что это

  • автор:

На что влияет компрессия

Компрессия 544386-1.jpg

Компрессия – это вульгаризм. Правильно – давление конца такта сжатия. Это давление, которое создается в цилиндре при выключенном зажигании (или без подачи топлива – для дизеля) при положении поршня в верхней мертвой точке. Так вот, многие диагносты по величине замеренной компрессии (прости, наука, за жаргон!) дают заключение: «жив пациент» или «в морг», то есть на капитальный ремонт.

Заблуждение первое «Компрессия и степень сжатия – одно и то же»
Нет, не так! Компрессия – это давление в цилиндре, степень сжатия – безразмерный параметр, описывающий геометрические параметры цилиндра: это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия (камера сжатия – это объем пространства над поршнем при его положении в ВМТ (еще он называется объемом конца сжатия – это то же самое). Называть ее камерой сгорания некорректно, поскольку сгорание топлива происходит во всем объеме цилиндра.) Компрессия от степени сжатия зависит, а степень сжатия от компрессии – нет! Компрессия зависит еще от кучи параметров: давления начала сжатия, регулировки фаз газораспределения, температуры, при которой проводится замер, протечек из камеры сгорания. А протечки определяются изношенностью колец и цилиндров.

Компрессия 544386-2.jpg

«Компрессия» – то максимальное давление, которое мы измеряем в цилиндре при выключенном зажигании.

Заблуждение второе: «Поднял компрессию – увеличил мощность»

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%.
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 544386-3.jpg

Компрессия резко выросла, а мощность – нет. Вместе с компрессией проснулась детонация, и угол опережения зажигания пришлось сдвигать назад. А он влияет на мощность сильнее

Заблуждение третье: «Нет компрессии – сразу на капиталку»
Обычно механик, обнаруживший низкую компрессию, тут же заявляет: «Двигатель изношен, требуется капиталка». Так ли все однозначно?
Нет, конечно! На спор можем назвать двадцать возможных причин снижения компрессии. Тут и проблемы с механизмом газораспределения, и механические или термические повреждения деталей двигателя, и закоксованность поршневых колец. И только одна из них будет связана с катастрофическим износом мотора. Важно уметь различать эти причины, понимать степень их опасности и знать методы борьбы с ними.

Заблуждение четвертое: «Чем выше компрессия, тем лучше»
Частенько от апологетов разных присадок приходится слышать, как подпрыгнула компрессия после очередной обработки мотора. Рост до 15 бар, до 17 бар! Но надо иметь в виду, что в нормальном состоянии, даже восстановив зазоры до состояния нового двигателя, компрессию выше штатной не получить.
Откуда же цифры? Обычно на разобранном двигателе видно, что камера сгорания после обработки заросла непонятно чем и, как следствие, уменьшился объем камеры сжатия. Но эти отложения нарушают теплоотвод от камеры сгорания. Отсюда детонация, калильное зажигание и прочее. Так что небывалому росту компрессии не радоваться надо, а наоборот.

Компрессия 544386-4.jpg

Изменение удельного расхода топлива при фиксированных оборотах (2500 об/мин) в двух вариантах двигателя – базовом и с кольцами, в которых увеличены зазоры. Компрессия упала, но по расходу это заметно только при малых нагрузках.

Так на что 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 холодом 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.

Что такое компрессия двигателя и на что она влияет?

Первое, что делает покупатель поддержанного автомобиля, — это едет в сервис и просит замерить компрессию в двигателе. По результатам делается вывод о сохранности силового агрегата и о его остаточном ресурсе. Однако не все представляют смысл этого термина и нередко путают компрессию со степенью сжатия. За что же отвечает компрессия в бензиновом двигателе и какой должна быть ее величина для нормальной работы мотора?

Статья по теме

Давление конца сжатия

Компрессия — это простонародное выражение, правильный термин — «давление конца сжатия». Оно создается в цилиндре движением поршня при выключенном зажигании и без подачи топлива.

Для измерения давления в цилиндрах мастера в технических сервисах обычно используют специальный прибор — компрессометр, который вкручивается вместо свечи зажигания. Измерительный элемент оказывается внутри цилиндра. Далее коленвал раскручивается стартером, и на шкале стрелка показывает определенное значение.

Чем выше компрессия, тем большую мощность может развить силовой агрегат. Она зависит от состояния колец поршней и их степени износа. Тарелки клапанов постепенно подгорают, неплотно садятся в седло и пропускают газы. «Подвисший» клапан либо прогоревший поршень не позволяют создать нужное давление в цилиндре.

При повреждении их газы проникают в картер, двигатель не может развить проектную мощность, и его характеристики искажаются. Если в одном цилиндре компрессия ниже, чем в других, на 25%, то необходим ремонт двигателя с полной его разборкой.

Нормальными значениями компрессии для распространенных 1,6-литровых атмосферных моторов считается 11-12 бар. В старых карбюраторных двигателях ВАЗ минимальный порог составляет 10 бар. Новый агрегат в отличном состоянии только что с конвейера должен показать 13 бар.

Бесконечно увеличивать компрессию нельзя из-за риска возникновения детонаций. Воздушно-топливная смесь при сжатии разогревается и может воспламениться произвольно еще до завершения цикла сжатия. То есть произойдет взрыв смеси раньше времени, из-за чего повреждаются детали двигателя.

Как увеличить мощность?

Увеличивают мощность двигателя за счет степени сжатия топливной смеси. Эта величина показывает отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Представим цилиндр в разрезе. Поршень ходит вверх и вниз. Когда он останавливается в верхней точке, то над ним остается свободное пространство объемом V1, где должно находиться сжатое под высоким давлением топливо и воздух, которые затем подрывается искрой.

Под силой расширяющихся газов поршень движется вниз и совершает работу. Когда он достигает нижней мертвой точки, то открывается второй объем V2, в который вновь впрыскивается смесь и начинается новый цикл сжатия.

Степень сжатия — это отношение V2/V1, то есть таким простым способом рассчитывается, во сколько раз сжимается воздушно-топливная смесь при движении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. Чем больше сжимается топливо, тем выше КПД.

К примеру, если старый 6-цилиндровый 3-литровый мотор со степенью сжатия 5 развивает мощность в 100 л. с., то при степени сжатия 11 он показывает уже 130 л. с. Причем при неизменном расходе горючего.

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.

Какая компрессия должна быть в двигателе и как ее проверить?

Компрессия – важнейший показатель здоровья двигателя. Для каждого типа двигателей существует своя компрессия: бензин, дизель, турбированный, трех- или многоцилиндровый… И за компрессией нужно следить. Как?

Что такое компрессия двигателя и чем ее измерить?

Компрессия в цилиндрах — является величиной максимального давления в цилиндре, которое создается в верхней мертвой точке (ВМТ) поршня.

Измеряется в величинах мер давления:

— один паскаль, Па(Ра) равен 1Н/кв.м.;

— миллиметр ртутного столба (мм. рт. ст);

— она же физическая атмосфера (атм.) равна 360 мм. рт.ст.,

— техническая атмосфера (1 атм. = 1 кгс/кв.см),

В автомеханике сегодняшнего дня давление принято измерять в атмосферах и микропаскалях – Мпа.

Компрессия – величина физическая, это – давление. Ее нельзя путать, со степенью сжатия – это величина математическая, отношение объема камеры сгорания при нахождении поршня в ВМТ к общему объему цилиндра. Степень сжатия, в отличии от компрессии, измеряется дробью 1:12, 1:20 и т. д. Часто компрессия соответствует степени сжатия, но, например, в форсированных и турбированных двигателях эти величины значительно разнятся.

Зачем делать замер компрессии в двигателе? Для диагностики, она является косвенным указателем на проблемы в двигателе и измеряется специальными приборами, которые у мотористов так и называются – компрессометрами.

Какие бывают комперссометры?

Механические приборы для измерения компрессии, в свою очередь, бывают прижимными и ввертываемыми. Это, как правило, специально проградуированный манометр с жестким наконечником или гибким шлангом высокого давления. Прижимается к свечному отверстию или ввертывается по свечной резьбе вместо свечи.

Электронные — это мотор-тестеры, они изменяют не столько давление в самом цилиндре, сколько колебания значений электрического тока стартера в момент холостой прокрутки двигателя. Таким электронным прибором можно одновременно измерить компрессию всех цилиндров без выворачивания свечей, а заодно снять и множество других параметров.

Отечественные механические компрессометры довольно просты, а импортные являются настоящими наборами с комплектами переходников-адаптеров для измерений компрессии в двигателе любой марки и модификации автомобиля любого мирового производителя.

Замер компрессии в двигателе вашего автомобиля: как это сделать?

Замер компрессии двигателя механическим компрессометром проводится по следующему алгоритму. Следует вывернуть все свечи из цилиндров и вхолостую провернуть коленчатый вал двигателя, поочередно измеряя компрессию в каждом цилиндре:

— желательно, чтобы двигатель был прогретым, хотя это и не критично;

— подача топлива должна быть однозначно отключена;

— если прокрутка двигателя осуществляется стартером, то аккумуляторная батарея должна быть заряжена, а стартер соотвественно – исправным;

— также двигатель можно проворачивать вручную заводной рукояткой (если она есть) либо соответствующим ключом за храповик; прокрутка руками за шестерни, ремень или цепь механизма ГРМ корректных результатов замера компрессии – не даст.

На профессиональном автосервисе компрессию измеряют с открытой и с закрытой дроссельной заслонкой, а разница показаний может косвенно указывать на некоторые дефекты в работе двигателя. При закрытой заслонке в цилиндры будет поступать меньше воздуха, и компрессия будет низкой — около 0,6-0,8 МПа. При открытой заслонке картина будет другая — причины дефектов двигателя можно определить по прилагаемой таблице внизу статьи.

В любом случае следует учитывать не только динамику нарастания давления, но и максимальные значения компрессии. А главное — в любом случае результаты замеров компрессии в цилиндрах являются величинами расчетными, относительными, и опираться следует именно на разницу давления в разных цилиндрах. Если в трех цилиндрах компрессия составляет, к примеру, 11-12 атм., а в четвертом 7-8 атм., то проблема сосредоточилась именно в нем. Тут и следует искать причины потери герметичности цилиндропоршневой группы.

Как проверить компрессию без компрессометра?

Если существуют претензии к работе мотора, подозрения на потерю его мощности, а при этом под рукой компрессометра нет, то провести несложную самостоятельную диагностику все равно можно. Точных цифр показаний измерения компрессии вы не получите, но общая картина состояния мотора будет вам видна.

Старый шоферский способ довольно прост.

Следует поочередно вывернуть каждую свечу зажигания, а вместо нее в свечное отверстие вставить банальный бумажный кляп. Именно — бумажный. Делается он из смятой газеты — не из мокрой или промасленной тряпки-ветоши, а именно из сухой газеты.

Когда вы проворачиваете коленчатый вал, бумажный пыж буквально выстреливает вверх из свечного отверстия цилиндра. Причем — с очень громким хлопком, но только в том случае, если с компрессией данного цилиндра все в порядке. Если герметичность нарушена, если прогорели клапаны (или клапан), если залегли поршневые кольца или разрушились перегородки на поршне, то хлопок будет не таким выразительным, или его вовсе не будет. Именно этот цилиндр и нуждается в «лечении». То есть — в ремонте.

Какая компрессия должна быть в двигателе?

Каковы нормы степеней сжатия и компрессий для двигателей внутреннего сгорания? Они — разные. Степень сжатия бензинового двигателя может колебаться от 10:1 до 13:1, 14:1, а то и выше. Компрессия дизельного двигателя не бывает ниже 20:1. Учебники по теории автомобиля и всевозможные наставления определяют степень сжатия как: «…отношение полного объема цилиндра к объёму камеры сгорания. Степень сжатия определяется c помощью следующей формулы (V + C)/C = CR, где V это рабочий объем цилиндра, а С это объем камеры сгорания».

Формул расчета компрессии — не существует, поскольку эта величина уже не расчетная геометрическая, а абсолютная. Это, как уже было выше сказано, — давление. Зависит компрессия от множества факторов, главным из которых является качество герметичности сопряженных пар — цилиндр-поршень, цилиндр-клапаны, цилиндр-дроссельная заслонка и т.д.

Анализ результатов замера компрессии

В зависимости от результатов замеров компрессии следуют и выводы-рекомендации по ремонту двигателя. Общее и равномерное падение компрессии во всех цилиндрах двигателя говорит о равномерном естественном износе деталей цилиндропоршневой группы и двигателя в целом.

Если компрессия одного цилиндра значительно отличается от компрессий в остальных, то на этот узел и следует обратить особое внимание. Негерметичность цилиндра может быть обусловлена, например, прогоревшим клапаном, тогда требуется разборка, притирка или замена клапанов. Нарушение герметичности может быть обусловлено просевшими поршневыми кольцами. В этих случаях механики говорят «кольца залегли». Падение давления может быть спровоцировано прогоревшей прокладкой между блоком цилиндров и головкой блока цилиндров двигателя. И в данном случае возможны не только падение компрессии, но и попадание охлаждающей жидкости в систему смазки и наоборот попадание масла в систему охлаждения.

Что делать, если слишком низкая компрессия в двигателе?

Основной причиной потери компрессии является, понятно, потеря герметичности. Но где именно произошла разгерметизация? Проверить это можно следующим образом.

В «подозрительный» цилиндр выливают 50 мл моторного масла и снова замеряют компрессию. Возможны два варианта. Если компрессия осталась такой же низкой, то воздух выходит где-то сверху, в камере сгорания, и это могут быть либо негерметичная дроссельная заслонка, либо прогоревший клапан, либо пробой прокладки головки блока цилиндров. А то и все вместе. Если же компрессия существенно поднялась, следовательно причиной являются «залёгшие» поршневые кольца. И если разница между заводской компрессией и имеющейся превышает хотя бы 20-25%, то переборка — неминуема. То есть — капитальный ремонт двигателя.

Как повысить компрессию в двигателе? Помогают ли присадки в двигатель для повышения компрессии? Не всегда, но — помогают. И прежде, чем начать капитальную затрату средств на дорогостоящий ремонт, такой возможностью стоит воспользоваться. Но если результат окажется нулевым, то вашему автомобилю прямая дорога на СТО.

Правильная, а главное профилактическая диагностика систем и узлов двигателя — залог его безаварийной работы. За компрессией в цилиндрах двигателя нужно периодически следить. Точно также — как и за всеми другими системами, агрегатами и узлами двигателя и всего автомобиля.

Примерная таблица вероятных неисправностей при замерах компрессии

Примерная таблица вероятных неисправностей при замерах компрессии

Провести грамотную профессиональную диагностику, выявить причины падения той же компрессии в двигателе сумеют исключительно профессионалы, тем более, если у вас не древний карбюраторный автомобиль, а современная иномарка.

Воспользуйтесь формой внизу, чтоб найти профильные СТО поблизости и записаться на сервис в любое удобное для вас время.

Cepгeй Жeбaлeнĸo, aвтoмoбильный инжeнep, журналист, pyĸoвoдитeль aвтoмoбильнoй пpoгpaммы «Moтop-TB»

Компрессия в двигателе внутреннего сгорания

Компрессия и степень сжатия – совсем не одно и то же. Незадачливые автовладельцы часто путают эти характеристики – видимо, их сбивают похожие цифры. На самом деле степень сжатия отражает, во сколько раз уменьшается объем цилиндра во время хода поршня от нижней к верхней мертвой точке. Иными словами степень сжатия – это отношение максимального объема цилиндра к минимальному. Степень сжатия может быть равной, например, десяти (10). В свою очередь под компрессией подразумевается давление воздуха в ВМТ, которое выражается в барах (атмосферах или паскалях). В бензиновых двигателях минимально допустимой компрессией считается 10 бар.

Температура воздуха при сжатии поднимается, что может привести к росту давления в исправном цилиндре до 13 бар. Однако, утечка воздуха через изношенные кольца и клапаны, может свести компрессию на нет. При значительном падении компрессии двигатель перестает заводиться, поскольку в цилиндрах невозможно создать условия для воспламенения топливовоздушной смеси.

Причиной отсутствия нормальной компрессии могут быть не только изношенные кольца и клапаны. Последние даже в исправном состоянии должны быть правильно отрегулированы. Если зазор меньше нормы, то клапан не будет полностью закрываться и через него произойдет утечка воздуха.

В бензиновых моторах нормальная компрессия находится в пределах 12-14 бар. Различия в цилиндрах в норме не превышают 1 бар. Однако если в одном из цилиндров компрессия ниже на 6-7 бар, то двигатель начинает троить на низких оборотах. При анализе выхлопных газов наблюдается повышенное содержание несгоревших углеводородов, СО и О2 и низкий показатель СО2.

При повышении оборотов в определенный момент неработающий цилиндр подключается, однако его реальный вклад в крутящий момент ничтожен. К тому же, вибрация никуда не девается, поскольку крутящий момент неравномерен. В современных моторах при падении компрессии в цилиндре электроника отключает его форсунку, дабы защитить нейтрализатор несгоревшего топлива от критического перегрева. Разумеется, при отключении нескольких цилиндров мотор перестанет работать.

Для дизелей компрессия не менее важна. При ее недостатке распыленная солярка попросту не воспламенится, т.к. не будет достигнута необходимая для этого температура сжатого воздуха. Чем меньше компрессия, тем труднее запускается холодный дизель. Чтобы дизельный автомобиль заводился зимой, давление в его цилиндрах должно составлять не менее 20-25 бар. Есть моторы, у которых данное требование еще выше.

Замер компрессии в дизельном двигателе имеет свои особенности. ТНВД необходимо отключить, чтобы перекрыть подачу топлива в цилиндры. Прибор для измерения давления необходимо вводить через отверстия свечей накаливания или форсунки. При этом наконечник прибора необходимо обязательно вкрутить, поскольку рукой давление 30-35 бар не удержать.

Косвенные признаки недостаточной компрессии

Чтобы понять, что давление в цилиндрах недостаточно, не обязательно производить замеры компрессии. Если на низких оборотах двигатель работает вяло и неустойчиво, а на высоких как бы «просыпается», то это явный признак плохой компрессии. При этом из выхлопной трубы, как правило, валит сизый дым – еще один признак.

Изношенные маслосъемные кольца плохо справляются со своей функцией, но на высоких оборотах масло, которое они пропускают, уплотняет зазоры компрессионных колец, в результате чего компрессия возрастает. Однако так продолжается, пока свечи не забросает маслом. Данное явление позволяет оценить износ колец, залив в цилиндры 5-10 мл моторного масла. Если после этого давление увеличится на 6-8 бар, то виноваты кольца. Проводя такой тест, необходимо учитывать, что компрессия может повыситься и за счет временного уменьшения объема камеры сгорания на эти самые 5-10 мл масла. В таком случае степень сжатия увеличивается, а вместе с ней и реальное давление в цилиндре.

При увеличении компрессии во время «масляного теста» только на 1-2 бара или если она вообще останется без изменений, то это весьма тревожный сигнал. В худшем случае это может означать наличие дыры в поршне, и тогда путь один – капремонт!

Если при обычном замере компрессии давление в одном из цилиндров поднимается заметно медленнее и оказывается на 3-5 бар ниже нормы, то есть вероятность прогорания прокладки между блоком и головкой.

А бывает, что компрессию удается повысить простой промывкой инжектора сольвентом. Это говорит о том, что мотор эксплуатировался на низкокачественно м топливе, и многие его детали покрылись нагаром.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *