Проверка компрессии и степень сжатия в двигателе 

Одним из важнейших показателей технического состояния любого поршневого двигателя внутреннего сгорания является показатель компрессии в рабочих цилиндрах. Под компрессией понимают давление, создаваемое в рабочем цилиндре двигателя при рабочем ходе поршня в такте сжатия. Сравнением показателя компрессии, указанного в технических характеристиках, с фактическими показаниями в цилиндрах силового агрегата оценивается техническое состояние поршневой группы и газораспределительного клапанного механизма двигателя.

Снятие показаний давления в цилиндре двигателя

Параметры компрессии двигателя

С учётом того, что характер воспламенение горючей смеси у дизельных и бензиновых двигателей совершенно разные, то и нормы компрессии в двигателях этих типов существенно отличаются.

Места потери компрессии
Места потери компрессии

Компрессия бензинового двигателя

Так для бензиновых агрегатов норма компрессии находится в пределах от 9 до 14 кгс/см² (бар, атмосфер), где 9 кгс/см² считается нижним пределом давления, требующий ремонта двигателя. Кроме этого, при сравнении показаний давления во всех цилиндрах не допускается, чтобы разность результатов превышала 1 кгс/см². Большой разрыв сигнализирует о неполадках в работе цилиндра, что сразу сказывается на мощности, приводит к дисбалансу в динамике работы и провоцирует износ деталей двигателя.

Таблица показаний давления в двигателях

Таблица компрессии в двигателях
Данные компрессии моторов

Компрессия дизельного двигателя

В сравнении с бензиновыми моторами дизельные двигатели отличаются гораздо более высокими показателями компрессии, в виду воспламенения горючей смеси непосредственно от создания давления в камере сгорания, где воздух в результате действия давления нагревается до температуры 530-630°С.

Нормы компрессии в цилиндрах дизельных моторов значительно разнятся и в зависимости от модели двигателя и его характеристик находятся в пределах 40-30 кгс/см²(бар)., где при проведении диагностики разность между результатами давления в цилиндрах не должна превышать 5 кгс/см²(бар).

Конкретные показатели компрессии отдельных моделей дизельных установок указаны производителем в технических характеристиках, но исходя из физических условий воспламенения топлива в цилиндрах дизеля падение давления ниже 25 кгс/см²(бар) является критическим для нормальной работы силовой установки данного типа.

В дополнение нужно отметить, что оборудование современных дизельных моторов топливной системой Common Rail, позволило осуществлять воспламенение в цилиндрах с компрессией в пределах 20-25 кгс/см²(бар). Оптимальные условия для воспламенения в цилиндре достигается давлением впрыска топлива, которое, в отличии от дизелей с традиционным непосредственным впрыском, увеличено до 1800 бар.

Степень сжатия

Для более полного понимания темы, несколько слов о степени сжатия, которое в отличии от компрессии является не показателем давления, а конструктивным критерием рабочего цилиндра двигателя, отражающим его объёмные характеристики. Во многом данный критерий влияет на термодинамический процесс возгорания смеси в цилиндре и рассчитывается конструкторами с учётом предельных нагрузок выделяемой энергией в рабочем цикле.

Показатель сжатия в цилиндре двигателя
Формула степени сжатия

Степенью сжатия двигателя называется отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания цилиндра, где полный объём складывается из объёмов цилиндра и камеры сгорания. Другими словами, данный показатель можно характеризовать кратностью сокращения полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания при движении поршня от нижней мертвой точки (НМТ) до верхней мертвой точки (ВМТ).

Учитывая характер воспламенения топлива, в зависимости от конструкции и динамических характеристик у дизельных двигателей степень сжатия может варьироваться от 14 до 18 единиц.

Основная часть бензиновых силовых агрегатов имеет более низкий данный показатель от 6 до 12. Отдельные модели современных бензиновых двигателей могут имеют степень сжатия до 14 единиц.

Во многом показатель сжатия моторов зависит от октанового числа используемого топлива, наличия турбонаддува и предварительного охлаждения нагнетаемого воздуха, способа подачи топлива в цилиндры.

Воспламенение горючей смеси в двигателе
Рабочий ход цилиндра

Если говорить конкретно, то степень сжатия с одной стороны влияет на увеличение температуры сжатием горючей смеси давлением, что увеличивает скорость воспламенения и резкость всплеска выделения энергии; с другой стороны, увеличение данного показателя ведёт к росту термодинамических нагрузок на детали двигателя при сгорании смеси в сформированном режиме.

Так, всем известен факт манипуляции автолюбителями, который выражается увеличением степени сжатия двигателей с помощью шлифовки головки цилиндров, уменьшая объём камеры сгорания. Таким образом повышается мощность двигателя, но в связи с нарушением баланса нагрузок в конструкции двигателя интенсивность износа и потеря моторесурса агрегата, в зависимости от роста показателя сжатия, увеличивается. В отдельных случаях чрезмерное, не обоснованное расчётами конструкторов, увеличение степени сжатия может приводить к детонации в работе двигателя и его поломке.

Порядок проверки компрессии

При выполнении замеров компрессии потребуется ряд инструментов. Для извлечения свечей зажигания применяют специальный свечной ключ, для демонтажа форсунок или свечей накаливания гаечные ключи и головки соответствующего размера. Так же для удобства подсоединения прибора измерения давления к головке цилиндров могут использовать различные переходники, конструктивно подогнанные под конкретный двигатель и марку машины.

Компрессометр

Для измерения давления более удобен и точен в показаниях компрессометр с гибким трубопроводом, позволяющий адаптироваться к конструктивным особенностям любой машины. Вместе с этим качественный съём показаний давления будет давать прибор, имеющий возможность присоединения к головке цилиндров с помощью резьбового соединения. Также важно, чтобы запорный ниппель был установлен в трубопроводе копрессометра ближе к камере сгорания, это повысит объективность снимаемого результата.

Прибор для измерения давления в цилиндре двигателя
Набор для измерения компрессии в двигателе

Таким образом, правильность замера не будет зависеть от плотности и усилия прижатия рукой свободного конца трубопровода к соответствующему отверстию в головке. Резьбовое подсоединение трубопровода компрессометра к головке также исключит соблазн манипуляции при замере давления не чистым на руку механикам, делающих диагностику мотора.

Также следует отметить, что важно убедится в качестве работы компрессометра и соответствии его показаний истине, так как рынок наводнен приборами сомнительного качества.

Подготовка к проверке

Перед замером показаний необходимо:

  1. Обеспечить тепловой режим двигателю при которых двигатель даёт сбои в работе. То есть, если двигатель испытывает проблемы с запуском целесообразно мерить компрессию на холодном двигателе, если силовой агрегат страдает потерей мощности или неустойчивой работой перед замером прогрейте до рабочей температуры (80°С).
  2. Исключить подачу топлива в цилиндры, отключив бензонасос. Так как, поступившим топливом со стенок цилиндра будет смываться масляная плёнка, что приведёт к искажению замера давления.
  3. Отключают зажигание свечей для исключения электрического пробоя при вращении стартером.
  4. Для исключения считывания параметров работы двигателя в процессе проверки компрессии отключают программу управления двигателем.
  5. Для вращения двигателя аккумулятор должен быть заряжен.
  6. Перед демонтажом свечей или форсунок и перед присоединением компрессометра очистить от пыли грязи монтажное место для исключения попадания пыли и грязи в цилиндр.

Процесс измерения

С присоединённым компрессометром к цилиндру осуществляют вращение двигателя стартером. Проворачивание двигателя, для снятия замера, осуществляют в течение не менее 5 секунд, которые обеспечат вращение коленчатого вала до 15 оборотов при нормальной зарядке аккумулятора. Стандартно максимальное значение давления достигается тремя-четырмя сжатиями в цилиндре, которое и фиксируется как окончательный результат.

Замеры каждого цилиндра осуществляют в двух режимах при открытой дроссельной заслонке и закрытом дросселе.

По опыту диагностов-мотористов при максимально открытой дроссельной заслонке, когда цилиндр максимально заполняется воздухом, показания будут в большей степени будут отражать техническое состояние цилиндра, поршня и поршневых колец. В положении закрытой заслонки, когда ограничивается поступление воздуха в цилиндр, замер давления отражает состояние плотности в газораспределительном механизме.

Как говорилось выше, в случае снижения показаний в цилиндре больше чем на 1 кгс/см² (атмосферу, бар) в бензиновом двигателе и 5 кгс/см² в дизеле от показаний других цилиндров, требуется произвести диагностику и устранить причину падения компрессии.

Причины падения компрессии

Естественной причиной снижения компрессии является износ частей цилиндропоршневой группы, где выработка метала цилиндра и поршневых колец снижают плотность между деталями. Такой износ является естественным и выражается плавным снижением давления синхронно с ростом пробега и наработкой моточасов двигателем без резкой разницы показаний в цилиндрах.

Поршневой двигатель

Залегание и закоксовыванние колец является причиной потери компрессии. Часто это случается на двигателях с поношенным ресурсом, склонных к выкидыванию масла в камеру воспламенения, и страдающих неполным сгоранием топлива.

Залегание колец поршня
Залегание и закоксовыванние поршневых колец

Причинами незначительного падения давления в цилиндре могут неправильная регулировка клапанов газораспределительного механизма, где зажатый клапан без теплового зазора не будет плотно закрываться, осуществляя частичную декомпрессию цилиндра.

Повреждение головки цилиндров двигателя
Трещины в головке цилиндров

Появившиеся микротрещины в головке цилиндров, нарушение прокладки между блоком и ГБЦ, незначительное подгорание клапана, нарушающее плотность прилегания также будут отражаться падением давления.

Потеря герметичности прокладки гбц
Пробитая прокладка головки цилиндров

Разительно большое падение компрессии в цилиндре до уровня 3-5 атмосфер может характеризоваться полным прогоранием поршня или газораспределительных клапанов.

Прогар поршня двигателя
Прогорел поршень
Прогорел клапан головки цилиндров
Прогорел клапан

При возникновении задиров цилиндра в результате заломов колец также приводит к потери компрессии.

Износ цилиндра двигателя
Задиры в цилиндре
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector