Что такое степень сжатия двигателя
Есть распространенное заблуждение, что степень сжатия — едва ли не самый главный параметр любого автомобильного двигателя. На самом деле, это не совсем так. Степень сжатия двигателя влияет на топливо, которое лучше использовать для мотора. Также от степени сжатия зависят параметры воспламенения. Если на автомобиле используется искровое зажигание (бензиновый двигатель), степень сжатия специалисты стремятся повысить, а если сгорание в цилиндрах происходит от сжатия (дизельный двигатель), то, наоборот, снизить.
Рассмотрим пример. Допустим, у нас бензиновый двигатель с объемом в 2,4 литра. Если в таком моторе степень сжатия равна 6 единицам, то мощность такого двигателя составит около 100 лошадиных сил. При этом, если оставить тот же мотор, но повысить степень сжатия в дважды — до 12 единиц, то мощность составит около 135-140 лошадиных сил. При этом в обоих рассмотренных случаях расход бензина будет одинаковый. Если сжатие выше, то ниже температура выхлопных газов, соответственно, больше высвободившейся энергии может быть преобразовано в механическую работу.
Если углубиться в физику процесса, можно вспомнить, что чем выше уровень расширения газов после произошедшего воспламенения, тем ниже температура этих газов. Соответственно, больше механической энергии в результате взрыва высвобождается. Поскольку в автомобильных двигателях степень сжатия и степень расширения газов в процессе взрыва практически идентичны (поскольку взрыв происходит в замкнутом цилиндре), отсюда следует, что с повышением степени сжатия удается повысить эффективность работы двигателя.
Само собой, повышать степень сжатия можно не до бесконечности — есть определенная граница. В зависимости от того, насколько высока температура и давление смеси в момент создания искры, определяется риск возникновения детонации. Если не просчитывать данный фактор, могут создаться серьезные проблемы в работе двигателя.
Обратите внимание: Чтобы нивелировать проблему с возникновением детонации в ходе повышения температуры, производители автомобилей ввели в двигателях пятый цикл. Смысл его в том, что закрытие впускных клапанов происходит позже, чем ранее
Соответственно, это позволяет лучше использовать топливо в цилиндрах, что снижает степень сжатия, но увеличивает уровень расширения
Такая схема используется на современных автомобильных моторах
Соответственно, это позволяет лучше использовать топливо в цилиндрах, что снижает степень сжатия, но увеличивает уровень расширения. Такая схема используется на современных автомобильных моторах.
Если ознакомиться с технической информацией по автомобилю, можно заметить, что степень сжатия фигурирует в документации в качестве одного из параметров. Данная степень сжатия является постоянной для двигателя, и изменить заложенные производителем значения практически невозможно.
Степень сжатия можно измерить самостоятельно. Чтобы это сделать, необходимо поделить общий объём двигателя на число цилиндров. В результате данных вычислений удастся узнать полный объем одного цилиндра. Далее потребуется один из поршней мотора перевести в верхнюю мертвую точку и залить в данный цилиндр масло, отмерив его объем. Полученный объем — это объем камеры сгорания. Далее остается разделить общий объём цилиндра на объем камеры сгорания и узнать степень сжатия двигателя.
Норма компрессии в цилиндрах дизельного двигателя
В зависимости от мощности силового агрегата, типа конструкции его камеры сгорания и системы впрыска, норма компрессии может быть разной. Ее необходимо искать в техническом описании каждой конкретной марки. Ниже указаны стандартные показатели соотношения температуры запуска и компрессии, при котором возможен пуск дизельного двигателя любого типа:
- Менее 18 кг/см² – запуск двигателя невозможен даже с принудительным подогревом системы;
- 22-24 кг/см² – пуск возможен только на горячем агрегате, после падения температуры ниже 0° С гарантирован отказ запуска со стартера;
- 24-26 кг/см² – запускается при температуре воздуха – 10° С;
- 26-28 кг/см² – максимальная температура запуска – 15° С;
- 28-32 кг/см² – возможен холодный пуск до – 25° С;
- 32-36 кг/см² – возможен холодный пуск до – 30° С;
- 36-40 кг/см² – возможен холодный пуск до – 40° С.
Эти нормы компрессии применяют только при исправности всех остальных систем, отвечающих за работу мотора: подача топлива (топливный насос высокого давления), 100% заряд аккумуляторной батареи, исправные узлы ГРМ. Современные типы дизелей с раздельной камерой сгорания и системой впрыска топливной смеси «Common Rail» имеют лучшие результаты: на каждый показатель компрессии в среднем будет плюс пять температурных значений. Так же погрешность увеличивается с количеством цилиндров в агрегате и типом компоновки: V-образные на 6 и 8 цилиндров имеют большее преимущество перед обычными рядными четырёхцилиндровыми.
Важно:
Коэффициент заполнения камеры сгорания воздухом при максимальной степени сжатия и достаточном давлении (компрессии) создают рабочую температуру воспламенения топливной смеси.
Причины низкой компрессии
Как уже упоминалось выше снижение компрессии происходит по нескольким причинам, это:
- срок эксплуатации двигателя;
- нарушение технического обслуживания (несвоевременная замена масла);
- использование некачественного масла;
- перегрев двигателя;
- езда на холодном двигателе (неисправность термостата).
Есть и причины при которых присадки не помогут и нужен ремонт, это:
- прогорание поршня;
- прогорание клапана;
- прогорание прокладки между цилиндрами;
- залегли кольца (иногда «лечится»).
Прогоревший поршень
Такие неисправности как прогорание практически заметны сразу, но некоторые можно определить только после диагностики.
Что такое компрессия двигателя?
Compressio («компрессия») переводится с латинского языка как «сжатие». Этим термином обозначается предельный уровень давления воздуха в камере сгорания, создаваемый во время прокрутки стартером в момент достижения поршнем максимально высокой точки. Компрессия – это давление, которое измеряется в завершении такта сжатия. От её уровня зависит техническое состояние мотора и следующие процессы:
- расход масла;
- сгораемость бензинового или дизельного топлива;
- простота запуска.
Чем выше параметр компрессии, тем лучше сжимается рабочая смесь. В результате посторонние газы не попадают в картер мотора. Это увеличивает КПД силового агрегата. Компрессия, соответствующая показателю, установленному автопроизводителем, является гарантией оптимального режима работы ДВС.
О различиях между степенью сжатия и компрессией
Стоит различать понятия «компрессия» и «степень сжатия». Первая измеряется в определённых единицах (паскалях, атмосферах и т.д.), а вторая – нет. Степень сжатия показывает, во сколько раз размер камеры сгорания меньше, чем полный объём цилиндра. Это постоянная величина, которая указывается автопроизводителем в техдокументации.
Получается, что степень сжатия напрямую влияет на компрессию. Но не наоборот! Компрессия изменяется из-за огромного количества рабочих параметров (регулировка фаз газораспределения и др.). На неё влияет и наличие или отсутствие протечек в камере сгорания, которые появляются из-за проблем с цилиндрами и кольцами.
Влияние компрессии на работоспособность силового агрегата
От этого показателя давления зависит запуск двигателя, особенно в зимний период эксплуатации автомобиля.
Компрессия должна обязательно интересовать владельцев машин с дизельной силовой установкой. В моторах, работающих на тяжёлом топливе, на процесс воспламенения горючего напрямую влияет и температура, и давление конца сжатия.
Бензиновые агрегаты лучше приспособлены к изменениям компрессии. Однако следить за ней всё равно необходимо. Главная причина заключается в том, что компрессия влияет на испаряемость горючего
Это очень важно при старте мотора «на холодную»
О сниженной и неравномерной компрессии по цилиндрам
Различные значения компрессии в топливных цилиндрах способствуют появлению вибраций и неприятных дёрганий на холостом ходу и невысоких оборотах. Такой режим работы ДВС негативно сказывается на техническом состоянии коробки передач и подвеске мотора. Более того, водителю и пассажирам становится менее комфортно во время поездки.
Сниженный показатель компрессии является причиной увеличенного давления отработавших газов. В результате повышается токсичность выхлопа, а камера сгорания быстрее загрязняется.
Какая компрессия считается оптимальной для дизельного и бензинового двигателя?
Чтобы определить оптимальное давление конца такта сжатия, необходимо использовать следующую формулу.
Компрессия = специальный коэффициент для ДВС х степень сжатия
Коэффициент указывается для каждого класса силовых установок. Для 4-тактных бензиновых моторов с инжекторной системой питания этот параметр равен 1,2-1,3. Таким образом, для силовых установок со степенью сжатия от 8 до 9 компрессия составляет от 10,4 до 11,7 атм.
С дизельными моторами иная ситуация. Компрессия в двигателе на соляре значительно выше по сравнению с бензиновыми двигателями. Чтобы горючее нагрелось до температуры, необходимой для воспламенения, потребуется давление от 25 до 33 кг/см2. Окончательное значение зависит от температуры на улице и технического состояния мотора.
Это интересно: Техническая диагностика
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.
Как проверить компрессию на бензиновых и дизельных моторах
Проверка компрессии в цилиндрах двигателя различными методами позволяет более точно установить проблемное место, где следует сосредоточить свои силы. Производить замер можно в собственном гараже, не прибегая к услугам специалистов. Если вы решили собственноручно измерить этот чрезвычайно важный показатель, то необходимо вооружиться следующим арсеналом:
- Сам прибор замера – компрессометр.
- Заряженный автомобильный аккумулятор.
- Свечной ключ.
- Исправный стартер.
Специалисты зачастую проводят замер на непрогретом двигателе. Если должного опыта в проведении подобной работы нет, то предварительно необходимо прогреть мотор. После чего производится демонтаж воздушного фильтра, отключение низковольтных проводов.
Компрессометр – обычный манометр со специальным переходником. Устройство подключается к свечному отверстию и таким образом происходит замер в каждом цилиндре с одновременным запуском мотора на холостом ходу. Компрессометр удерживается несколько секунд. Как только стрелка перестаёт расти, прибор отсоединяется. Данную процедуру желательно проделать несколько раз, после чего вывести среднее значение. Вполне нормальная ситуация, когда полученные данные отличаются от заверенных производителем. Ведь в ходе эксплуатации авто происходит естественный износ деталей поршневой группы, что способствует уменьшению компрессии. Расхождение в пределах 10% считаются допустимым.
Если некоторые отклонения от нормы компрессии бензинового мотора допустимы, то для дизельного двигателя всё намного серьёзней. Производить замеры дизеля стоит не только с целью определения состояния поршневой группы, но и для того, чтобы получить рамки температурного режима, при которых возможна стабильная работа «холодного» дизельного мотора. Для того, чтобы измерить давление в цилиндрах дизельного двигателя, необходимо отключить питание, оставив в работоспособном состоянии только стартер
При замере необходимо соблюдать, пожалуй, самое важное условие – коленчатый вал должен совершать 200-250 оборотов в минуту
Чтобы измерить данный параметр в цилиндрах дизельного мотора, необходимо соблюсти следующие условия:
- Отключить подачу топлива;
- Выкрутить одну форсунку;
- Убедиться в работоспособности аккумулятора и стартера.
Необходимо обесточить электромагнитный клапан подачи топлива по магистрали. После чего компрессометр подключается к отверстию форсунки. Прибор должен быть с пределом измерения, по меньшей мере, 60 атмосфер.
Какая компрессия должна быть в двигателе бензинового и дизельного
Многие неопытные водители часто встречаются с таким термином, как компрессия двигателя, не понимая его значения. На самом деле, это очень важный параметр, который говорит о том, в каком состоянии находится поршневая группа мотора. Сегодня вы узнаете о том, как ее измерить и какая компрессия должна быть в двигателе.
Что такое компрессия
Компрессией называют величину, которая характеризует давление, создаваемое поршнем, когда он достигает самой верхней мертвой точки цилиндра. Многие ошибочно путают это понятие со степенью сжатия, хотя на самом деле это абсолютно разные величины. Степень сжатия это весь объем цилиндра, поделенный на ту часть, которая остается после достижения поршня мертвой точки. Таким образом, если техническая документация указывает степень сжатия, равную 10, то это значит только то, что смесь, подаваемая к цилиндрам, сжимается в 10 раз.
Между компрессией и степенью сжатия есть связь, так как первое зависит от второго. И это определяется при помощи коэффициента. За основу взят коэффициент 1,2-1,3 для стандартного 4-х тактного двигателя. Поэтому, зная степень сжатия двигателя, можно легко определить нормальную компрессию.
Стоит сразу отметить, что показатели компрессии в действительности могут отличаться от заводских величин. Стоит учесть, что поршневая группа подвергается постоянному износу, а рано или поздно достигает той грани, когда мотор необходимо подвергать ремонту. Это составляет примерно 10 процентов, поэтому если в технической документации указана цифра 12 кг/см3, то серьезный износ цилиндро-поршневой группы начнется на отметке в 10 кг/см3.
Признаки малой компрессии
Рано или поздно наступает момент, когда водитель задумывается о том, чтобы проверить компрессию. Уменьшенная компрессия приведет к тому, что зазор между поршневыми кольцами и стенками цилиндров будет увеличен, а значит, все, что происходит в камере сгорания, обязательно коснется картера и наоборот. Поводом к этому могут служить несколько признаков:
- Затрудненный пуск двигателя
- Всевозможные провалы, неустойчивые обороты двигателя, а также потеря мощности.
- Слишком большое давление в системе охлаждения. Это очень серьезная проблема, потому что вначале ее начинают искать именно в этой системе.
- Повышенный расход масла
Конечно, это далеко не полный список, но если вы обнаружили хотя бы один из перечисленных признаков, самое время заняться проверкой компрессии двигателя.
Если оттянуть этот момент и не подергать мотор ремонту, то проблемы могут стать намного серьезнее и тогда реанимировать двигатель будет еще сложнее.
Измерение компрессии
Проводить эту процедуру рекомендуется через каждые 5 тысяч километров для автомобилей отечественного производства и через каждые 15 тысяч для иномарок. Цифры могут меняться в зависимости от рекомендаций производителя. Делать это не сложно, но сразу нужно обзавестись специальным инструментом, который называется компрессометр. Но покупать его нужно, подбирая под свою модель автомобиля, в противном случае, показания могут быть неточными или прибор просто не встанет на нужное место.
Далее необходимо соблюсти следующую последовательность действий:
- Прогрейте двигатель до рабочей температуры. Это нужно для того, чтобы все тепловые зазоры приняли номинальные размеры.
- Демонтируйте катушку зажигания, свечи и предохранители электронного блока управления, чтобы мотор не запустился, а блок не обрабатывал никаких данных. Во время измерений работать должен только стартер.
- Вставьте штуцер компрессора в свечное отверстие нужного цилиндра и заверните до упора.
- Попросите напарника выжать педаль акселератора до пола и включить стартер на некоторое время. Подобную процедуру нужно проводить для всех остальных цилиндров.
Посмотрите как правильно измерять компрессию в видео
Теперь самый важный момент. Не смотря на то, что нормальная компрессия должна минимально отличаться от заводских величин, самым главным тут является сравнений показаний всех цилиндров. Если эта разница превышает 10 процентов, то мотор считается неисправным и нуждается в ремонте. Нормой компрессии для отечественных автомобилей считается цифра в 11-12 кг/см3.
Вот так легко можно определить уровень компрессии в двигателе. Как видите, это совсем не сложно и справиться с этим сможет любой автолюбитель. Желаем вам удачи на дорогах!
В чем измеряется компрессия
Основной параметр двигателя, который указывается в руководстве по эксплуатации – степень сжатия. Он определяет, во сколько раз топливная смесь сжимается перед сгоранием. Объем цилиндра, разделенный на ход поршня – степень сжатия. Она не изменяется, если автовладелец не сделал тюнинг двигателя, например, расточил цилиндры или поставил другой коленчатый вал.
Но нельзя путать эту характеристику с компрессией, которая означает давление поршня. Она определяется путем вращения коленвала стартером.
Компрессия со временем уменьшается из-за износа деталей. Ее единицами измерения могут быть:
- Бар.
- Атмосфера (атм).
- Мегапаскаль (МПа).
- Килограмм*сила на квадратный сантиметр (кгс/см2).
Самой современной единицей измерения является Мегапаскаль, который равен 9,9 атмосферы.
Как проверить
Приборы для измерения
Измерение компрессии осуществляется при помощи специальных приборов — компрессометров. Подобные устройства просты в использовании и дают весьма точные показания.
Компрессометр — прибор для измерения компрессии двигателя
Современные модели компрессометров оснащаются адаптерами для разных двигателей, что делает их использование максимально эффективным. Подобные приборы являются любительскими, в то время как в автосервисах используются компрессографы и мотортестеры, являющиеся профессиональной разновидностью подобных устройств.
Компрессограф — професиональный прибор для измерения компрессии
Мотортестер, используемый в автосервисах для измерения компрессии
Компрессометр для дизельных двигателей
Компрессометр для бензиновых двигателей
Универсальный компрессометр для использования на разных двигателях
Приборы различаются в зависимости от принципа действия:
Резьбовой компрессор с резиновой втулкой
Прижимной компрессометр, используемый для работы с бензиновыми двигателями
Гибкий компрессометр — один из самых удобных приборов для измерения компрессии
Подходит для всех типов двигателей, не требует демонтажа деталей
Максимально точные результаты можно получить с использованием резьбового наконечника. При работе с ним клапан, которым измеряется давление, располагают в головке, вкручивающейся в отверстие свечи, а не под манометр.
Норма для бензиновых и дизельных двигателей
В среднем для бензинового двигателя компрессия составляет 9,5–10 атмосфер. Разница показаний между цилиндрами не должна превышать 0,5–1 атм. Для дизельного двигателя компрессия может колебаться от 16 до 25 атмосфер в зависимости от конкретного типа силового агрегата.
Совет: стандартные значения компрессии в цилиндрах двигателя указываются в руководстве по эксплуатации для конкретного вида силового агрегата.
Периодичность измерений
Специалисты и опытные автовладельцы советуют производить замеры компрессии двигателя каждые 30–40 тысяч километров пробега. Все показания желательно фиксировать, дабы следить за состоянием силового агрегата. Такое отслеживание позволит предупреждать различные неисправности — перегрев двигателя, закоксовывание клапанов и поршней.
Периодичность измерения компрессии двигателя видео:
Правила измерения давления в цилиндрах
Измерение компрессии двигателя осуществляется с соблюдением определённых правил:
Замеры компрессии могут производиться с закрытой и открытой дроссельной заслонкой, при этом каждый из методов даёт разные результаты, что позволяет провести более точную диагностику и устранить погрешности вычислений.
Измерение компрессионных показателей двигателя при помощи компрессометра
К примеру, при закрытой заслонке компрессия будет составлять 0,6–0,8 МПа, поскольку объем поступающего в цилиндры воздуха будет небольшим. Поступление воздуха и его утечки в этом случае равнозначны. По этой причине значение компрессии очень сильно реагирует на наличие утечек — даже минимальные зазоры могут стать причиной её резкого падения. Такие изменения замеров могут стать тревожным звонком для владельца автомобиля, оповещающим о дефектах и неисправностях клапана.
В случае с открытой заслонкой получаемые результаты будут достаточно сильно разниться: утечки воздуха будут возрастать за счёт поступления большого объёма воздуха и увеличения давления. Несмотря на это, они всегда будут меньше, чем количество поступающего воздушного потока. По этой причине значения компрессии не будут сильно падать — только до 0,8–0,9 МПа. Метод замера компрессии с открытой заслонкой больше всего подходит для определения «грубых» неисправностей силового агрегата — к примеру, дефектом поршневых колец, повреждений цилиндров.
Вне зависимости от выбранного способа измерения обязательно берётся в расчёт динамика нарастания давления, что позволит в итоге более точно провести диагностику и установить причину поломки. К примеру, при резком увеличении давления на втором и последующих тактах высок риск износа поршневых колец. Повысить компрессию можно, если залить в цилиндр порядка 3–5 кубических сантиметров масла.
В обратном случае на лицо свидетельства негерметичности прокладки головки клапана. Конечно. Установить конкретную причину неисправности можно только после проведения тщательной диагностики, но сузить круг вполне можно и замерами компрессии.
Измерение компрессии двигателя при помощи компрессометра видео:
Особенности замеров на дизельном ДВС
Измерение давления в цилиндрах на дизельном силовом агрегате происходит немного по-другому в сравнении с бензиновым ДВС:
Проверка компрессии на дизельном двигателе видео: