На что влияет компрессия в двигателе

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.

Компрессия двигателя

Компрессией называют величину максимального давления в цилиндре, создаваемого при холостой прокрутке двигателя стартером (например, при отключении свечи зажигания). Чтобы измерить компрессию, необходимо вместо свечи установить компрессометр. Этот прибор представляет собой манометр, соединенный шлангом со штуцером и обратным клапаном. При вращении коленчатого вала двигателя в шланг нагнетается воздух до тех пор, пока давление в шланге не сравняется с максимальным давлением в цилиндре. Его значение зафиксирует манометр.

Еще недавно двигатель работал как часы, но вот упала мощность, увеличились расходы топлива и масла. На холостом ходу стала заметна вибрация — двигатель явно “троит”, т.е. один из цилиндров не работает должным образом. И если замена свечей ничего не изменит, в подобных случаях для определения причины неисправности нередко прибегают к измерению компрессии — одному из самых простых и доступных способов диагностики. Видимая простота и доступность снискали компрессометру славу некоего “универсального” прибора, способного не только определить неисправность, но и вообще оценить техническое состояние двигателя в целом. К сожалению, эта универсальность обманчива — полученные результаты измерений часто требуют специального анализа, и делать по ним однозначные выводы не всегда правильно.

Вот только два тому примера. Сравнительно новый двигатель не удается запустить. Компрессия в цилиндрах составляет 0,5-0,6 МПа (5-6 кг/см2), что примерно вдвое ниже нормы. Причинами могут быть механическая поломка или износ деталей цилиндро-поршневой группы. Но такое же падение компрессии будет наблюдаться, если из-за неисправности системы управления в цилиндры поступил избыток топлива. Оно смыло масло со стенок цилиндров, и поршневые кольца перестали надлежащим образом уплотнять полость камеры сгорания. Другой случай: у старого двигателя измеренная компрессия составляет 1,1-1,2 МПа. Норма! Однако двигатель расходует масла свыше 1 л на 1000 км. Оно и понятно, если принять во внимание износ колец, поршней и цилиндров. В чем же дело? Да просто большое количество масла, проникающего в камеру сгорания, хорошо уплотняет зазоры между изношенными деталями.

Как видим, к результатам замеров следует относиться с осторожностью. И, чтобы во время ремонта не ошибиться в выводах, следует знать, в каких случаях на результаты измерений можно с уверенностью положиться, а когда — только принять к сведению.

Что влияет на компрессию?

Теоретически максимальное давление в цилиндре в конце такта сжатия, когда поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ), зависит от целого ряда факторов. С точки зрения ремонтной практики они в конечном счете влияют на количество поступающего в цилиндр воздуха — чем оно больше, тем выше компрессия. В первую очередь отметим положение дроссельной заслонки — ее прикрытие или закрытие, очевидно, сильно уменьшит давление в цилиндре. Понятным образом на количество воздуха влияет и степень загрязнения воздушного фильтра. Некоторые механики допускают ошибки в установке фаз газораспределения, например, при монтаже ремня или цепи привода распределительного вала. Это приводит к изменению момента закрытия впускного клапана, сдвигая начало сжатия в цилиндре в ту или другую сторону. Тогда и значения компрессии будут отличаться.

На компрессию повлияет и температура двигателя — чем она меньше, тем сильнее будет охлаждаться воздух, сжимаемый в цилиндре, и тем меньше будет его давление. Кстати, зазоры в приводе клапанов так же будут “следить” за температурой — чем она ниже, тем меньше зазоры и компрессия.

Довольно сильно на компрессию влияют зазоры в приводе клапанов. Так, малый зазор в приводе впускных клапанов приведет к более позднему их закрытию и, соответственно, к уменьшению компрессии. Одновременно малые зазоры в выпускных клапанах увеличат так называемое перекрытие клапанов — величину угла поворота коленвала, в течение которого открыты одновременно оба клапана в цилиндре. Результат тот же -компрессия уменьшится. Естественным образом из сказанного вытекают выводы о том, что утечки будут минимальными, если цилиндр имеет идеально круглую форму, отсутствуют продольные риски на его рабочей поверхности, поршневые кольца идеально прилегают к ней и к торцевым поверхностям канавок поршня; если близка к нулю величина зазоров в замках колец и, наконец, тарелки клапанов идеально прилегают к седлам.

Но и это еще не все. Как только воздух в цилиндре оказывается достаточно сжат, станут проявляться разного рода его утечки через зазоры между изношенными или поврежденными деталями, уплотняющими полость камеры сгорания.

Но все мы знаем, ничего идеального в природе не бывает. Какие-то утечки есть всегда, даже у нового двигателя. Вопрос лишь в том, насколько они велики. Поэтому напомним факторы, в той или иной мере влияющие на интенсивность утечек воздуха, а, следовательно, и на компрессию:

• в первую очередь укажем на температуру двигателя — она, повышаясь, увеличивает компрессию, так как детали лучше прилегают друг к другу, принимая размеры и взаимное положение, больше соответствующие рабочим;
• затем напомним, что масло, поступившее в камеру сгорания через направляющие втулки клапанов, поршневые кольца, систему вентиляции картера и уплотнения турбокомпрессора, существенно повышает компрессию, так как оказывает уплотняющее действие;
• топливо, поступившее в цилиндр в виде капель, напротив, снижает компрессию, так как разжижает и смывает масло с деталей и не оказывает уплотняющего действия из-за малой вязкости;
• таким же образом сказываются негерметичность обратного клапана или шланга компрессометра, а также большое усилие пружины обратного клапана;
• и, наконец, чем больше обороты коленчатого вала, тем меньше утечки через неплотности, тем выше компрессия.

Если принять во внимание все перечисленные выше факторы, то при измерениях компрессии надо соблюдать следующие несложные правила:

• двигатель должен быть “теплым”. Подача топлива должна быть отключена. Можно, например, отключить бензонасос, форсунки или использовать другие способы, препятствующие попаданию большого количества топлива в цилиндры;
• необходимо вывернуть все свечи. Выборочный демонтаж свечей, практикуемый на некоторых СТО, недопустим, так как увеличивает сопротивление вращению и произвольно снижает обороты при прокрутке двигателя стартером;
• аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена, а стартер — исправен.

Компрессию измеряют как с открытой, так и с закрытой дроссельной заслонкой. При этом каждый из способов дает свои результаты и позволяет определять свои дефекты. Так, когда заслонка закрыта, в цилиндры, очевидно, поступит мало воздуха, поэтому компрессия будет низкой и составит около 0,6-0,8 МПа. Утечки воздуха в этом случае сравнимы с его поступлением в цилиндр. Вследствие этого компрессия становится особо чувствительной к утечкам — даже при малых неплотностях ее значение падает в несколько раз. Эта посылка позволяет сделать выводы или предположения о следующих дефектах двигателя: не вполне удовлетворительном прилегании клапана к седлу; зависании клапана, например, из-за неправильной сборки механизма с гидротолкателями; дефектах профиля кулачка распределительного вала в конструкциях с гидротолкателями, и том числе неравномерном износе или биении тыльной стороны кулачка; негерметичности вызванной прогаром прокладки головки или трещиной в стенке камеры сгорания.

В обоих способах измерения желательно учитывать динамику нарастания давления — это поможет установить истинный характер неисправности с большей вероятностью. Так, если на первом такте величина давления, измеряемая компрессометром, низкая (0,3-0,4 МПа), а при последующих тактах резко возрастает, — это косвенно свидетельствует об износе поршневых колец. В таком случае заливка в цилиндр небольшого количества масла (3-5куб.см) сразу увеличит не только давление на первом такте, но и компрессию.

При измерении компрессии с открытой заслонкой картина будет иной. Большое количество поступившего воздуха и рост давления в цилиндре, конечно, способствуют увеличению утечек. Однако они заведомо меньше подачи воздуха. Вследствие этого компрессия падает не столь значительно (приблизительно до 0,8-0,9 МПа).
Поэтому способ замеров с открытой заслонкой лучше подходит для определения более “грубых” дефектов двигателя, таких, как поломки и прогары поршней, поломки или зависание (закоксовывание) колец в канавках поршня, деформации или прогары клапанов, серьезные повреждения (задиры) поверхности цилиндров.
С другой стороны, когда на первом такте давление достигает 0,7-0,9 МПа, а на последующих тактах почти не растет, вероятнее всего налицо негерметичность клапана или прокладки головки.
Разумеется, более точно установить причину можно с помощью других средств диагностики.

Диагностическое оборудование на autoscanners.ru

Профессиональный набор CT-145i предназначен для измерения компрессии бензиновых и дизельных двигателей различных марок автомобилей. В набор входят различные переходники и адаптеры для подключения компрессометра к топливной системе двигателей автомобилей.

Цена: 14500 руб.

Степень сжатия и компрессия двигателя

Степень сжатия – расчётная характеристика двигателя автомобиля, которая определяется при проектировании агрегата и не изменяется в процессе эксплуатации. Эта характеристика двигателя определяется, как отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания. Полный объём цилиндра складывается из суммы объёмов цилиндра. Во-первых, когда поршень находится в НМТ (нижняя мёртвая точка). И во-вторых, когда поршень находится в ВМТ (верхняя мёртвая точка).

Степень сжатия отвечает, зато, во сколько раз будет сжата рабочая воздушно топливная смесь в бензиновом или дизельном двигателе в результате движения поршня из НМТ в ВМТ. Степень сжатия в дизельных двигателях выше, чем в бензиновых. Так как воздух в двигателе необходимо сжать до такого состояния, чтобы при впрыске дизельного топлива оно воспламенилось в цилиндре от возросшего давления.

Степень сжатия часто путают с компрессией, которая обозначает максимальное давление в цилиндре при работе двигателя. Хотя эти две характеристики и связаны между собой, чем больше степень сжатия, тем больше компрессия, но компрессия непостоянная величина и зависит от большого числа составляющих.

На величину компрессии двигателя могут влиять следующие факторы:

1. Состояние поршневых колец.
2. Состояние впускных и выпускных клапанов, их плотное прилегание к сёдлам.
3. Топливо, которое оседает на стенках цилиндра и может понизить компрессию.
4. Низкое качество масла, которое не создаёт масляную плёнку на стенках цилиндра.

Компрессия на бензиновом двигателе должна составлять не менее 10 кг, на дизельных двигателях от 20 до 30 кг. Степень сжатия двигателя невозможно измерить, а компрессию можно проверить компрессометром, который устанавливается вместо свечи зажигания в бензиновом двигателе и вместо свечи накала или дизельной форсунки.

Для увеличения компрессии используются специальные присадки к маслу.

Компрессия – правда и вымысел

В ходе диагностики двигателя автомобиля специалисты в первую очередь измеряют уровень компрессии в цилиндрах. Водители нередко воспринимают полученный показатель как шкалу жизни мотора. Но практика показывает, что все значительно сложнее.

Что являет собой компрессия?

Само по себе понятие «компрессия» — вульгаризм. В автомеханике его принято называть давлением конца такта сжатия, образующимся в цилиндре при условии отключенного зажигания, а в дизельном двигателе – когда не подается топливо. В обоих случаях поршень замирает в верхней мертвой точке. Ориентируясь по этому показателю, механик определяет, обойдется ли дело заменой нескольких комплектующих или необходим полный ремонт.

Чаще всего залегание кольца либо трещинка в клапане провоцирует декомпрессию, поэтому профессионалы, снявшие замеры, не дают категоричных суждений, и производят более тщательную проверку.

Компрессия и степень сжатия – сопоставимы ли понятия?

Нет. Давление в цилиндре – четко определимый показатель для каждого отдельно элемента мотора, тогда как степень сжатия – параметр, не поддающийся четкому размерному определению. Он отображает геометрические данные цилиндра — соотношение его полного объема с вместительностью камеры сжатия. Компрессия зависит от сжатия, но не наоборот. На нее влияет ряда показателей:

• давление в момент начала сжатия;
• фазы распределения продуктов сгорания;
• температуры во время измерений;
• присутствие и характер утечки.

Компрессия – это максимальное давление, которое можно измерить в цилиндре при отключенном зажигании.

Можно ли поднять мощность мотора, повысив компрессию?

С натяжкой это утверждение можно назвать соответствующим истине, но существуют определенные сложности. Компрессию можно поднять непосредственно, альтернатива – удаление протечки, через которую выходят продукты сгорания и/или топливная смесь из камеры сгорания. Первый способ реализуется путем шлифовки нижней плоскости на головке внутри цилиндра. Исследования показывают, что:

• КПД цикла таким способом действительно можно поднять;
• предусмотренное теорией снижение расхода топлива незначительно – 2,5-4,5% при низких оборотах;
• на высокой мощности расход и мощность нормализуются.

При езде с высокой нагрузкой нет какой-либо экономии, а искомое повышение мощности улетучивается. Это происходит из-за того, что прирост степени сжатия резко повышает давление в цилиндре, что провоцирует детонацию топливной смеси. Его улавливает датчик, после чего происходит сдвижение угла опережения зажигания назад, что приводит к падению производительности.

Итак, ручное увеличение компрессии не только требует филигранной работы, но не дает видимого результата при разгоне мотора до высоко мощности. Помимо этого, возрастает нагрузка на клапаны и поршни, что приводит к их выходу из строя.

Проверим, можно ли сократить мощность мотора, если установить кольца так, чтобы зазоры оказались большими в два раза. Практика показывает, что КПД действительно падает, но при разгоне до 2500 об/мин видимые изменения отсутствуют. Это обусловлено тем, что протечки на высоких оборотах становятся малозаметными – частота вращения коленвала оставляет меньше времени.

Отсутствие компрессии – неминуемый капремонт?

Нередки случаи, когда механик, заявляет о необходимости немедленного капитального ремонта из-за декомпрессии. Но на самом деле все далеко не столь категорично – количество возможных причин падения компрессии исчисляется десятками, начиная от нарушения работы механизма газораспределения или нарушения целостности двигателя. Лишь одна свидетельствует о существенном износе.

Чем выше компрессия, тем лучше?

Иногда автолюбители, попав под власть стереотипов, искренне радуются повышению компрессии. Но дело в том, что показатель выше штатного при нормальном состоянии двигателя нельзя, рост является признаком загрязнения цилиндра продуктами сгорания.

Эти отложения нарушают процесс отведения тепловой энергии, что приводит к несвоевременной детонации топлива, провоцирует калильное зажигание или вызывает другие проблемы. Поэтому опытный механик обязательно насторожится, если давление конца такта сжатия окажется слишком высоким по сравнению со стандартными показателями.

На что влияет компрессия?

Как удалось выяснить, автолюбители нередко переоценивают данный показатель, но в то же время выпускать из вида его нельзя. Он оказывает непосредственное влияние на:

• процесс запуска двигателя в зимний период. Это особенно важно для дизельных моторов. Нормальное давление обеспечивает возможность воспламенения топливной смеси и корректного выведения продуктов сгорания. Снижение этого показателя может привести к тому, что топливо попадет в цилиндр в виде маслянистых капель, неспособных загореться в таких условиях;
• давление картерных газов. Уменьшенная компрессия повышает нагрузку на вентиляционную систему – в нее попадает слишком большой объем масляных испарений. В результате увеличивается объем загрязняющих окружающую среду газов и значительно быстрее загрязняется камера сгорания;
• нормальную работу мотора. Если в разных цилиндрах показатель компрессии разнится, это приводит к вибрации, проявление которой усиливается при малой мощности или в зимний период. Это не только раздражает водителя, но и наносит ущерб трансмиссии, подвеске, или другим элементам двигательной смеси.

Вывод – не следует чрезмерно драматизировать изменение компрессии, но и оставлять без внимания его нельзя. Роль давления велика, но относиться к этому вопросу нужно с умом, четко определяя и устраняя причины возникших неполадок.

24.04.2018, 2332 просмотра.

Оставь запрос и узнай точную цену и срок доставки.