Как замерить степень сжатия двигателя?

xz106 › Blog › Как измерить компрессию двигателя?

Одна из причин снижения мощности автомобиля — уменьшение компрессии двигателя. Если компрессия в норме — двигатель находиться в хорошем работоспособном состоянии. А вот её уменьшении говорит о возможной неисправности.

В данной статье поговорим, как проверить компрессию в цилиндрах двигателя своими руками с помощью компресометра и без него.

Как проверить компрессию без компресометра

Есть два способа для измерения компрессии, которыми вы можете воспользоваться: точное измерение — компрессометром и приблизительное — вручную. Для последнего способа измерения требуются определенный навык, но в то же время нет ничего сложного и в нем.

измерение компрессии своими рукамиВыверните все свечи, кроме свечи первого цилиндра, и проворачивайте коленчатый вал двигателя до тех пор, пока в первом цилиндре не закончится такт сжатия (определить это можно по совпадению меток). Затем поочередно ввертывайте свечи в другие цилиндры и также проворачивайте коленчатый вал. Понять, в каком цилиндре компрессия понижена, можно, сравнивая усилия, прилагаемые для прокручивания коленвала.

Согласен, что это довольно условное измерение, т.к. оно связано с субъективными особенностями человеческой физиологии. Поэтому предпочтительней воспользоваться компрессометром. Необходимое значение компрессии для своего автомобиля вы можете узнать из техпаспорта.

Как измерить компрессию с помощью компрессометра?

Заведите автомобиль и прогрейте до рабочей температуры.
Выверните свечи зажигания.
Попросите помочь, т.к. обязательным условием измерения является полное открытие дроссельной заслонки, а помощник будет включать стартер, до конца выжав педаль газа.
Наконечник компрессометра плотно вставить в отверстие свечи зажигания, убедитесь, что соединение надежно.
Включите стартер и «крутите» двигатель, пока показания манометра не прекратят расти (обычно 2-3 секунды). Проверка компрессии в цилиндрах выполняется только при полностью заряженном аккумуляторе.
Выключите стартер, считайте показания прибора. Измерение производится во всех цилиндрах.
Не забывайте удалять воздух из компрессометра после каждого замера. Если у вас получились данные, отличающиеся от нормы, повторите измерения на данном цилиндре.

Разница показателей компрессометра между цилиндрами не должна превышать 10% от максимального показателя. Таким образом, падение компрессии на 15 % в данном цилиндре свидетельствует об износе поршня, цилиндра, поршневых колец или клапанов. Продолжительная эксплуатация двигателя с таким цилиндром ведет к усиленному износу и возможному ремонту двигателя.

Посмотреть таблицу результатов измерения компрессии можно ниже…

Что делать, если вы не знаете нормативных данных, приблизительный показатель нормативной компрессии для двигателя вашего автомобиля можно рассчитать по формуле:

Компрессия (кгс/см2) = степень сжатия * коэффициент Х

Степень сжатия всегда записывается в технической характеристике двигателя. Коэффициент Х зависит от вида двигателя:

Х = 1,2-1,3 для бензиновых двигателей;

Х = 1,7-2 для дизельных двигателей.

Компрессия в новых автомобилях или в находящихся в хорошем состоянии должна соответствовать данных завода-изготовителя или данным, следующим из указанной выше формулы.

Проверка компрессии и износ поршневых колец

Потеря компрессии в цилиндрах двигателя зависит от состояния деталей мотора и в частности от износа поршневых колец. Есть один способ проверить техническое состояние колец. Назовем этот вариант «масляная проверка». Для данного вида определения неисправностей нам и потребуется ранее упомянутые в инструментах шприц и машинное масло.

Впрысните в те цилиндры, где компрессия понижена, 10-30 мл моторного масла. Закройте свечное отверстие, сделайте несколько оборотов коленвала, чтобы масло распространилось по цилиндру, а затем снова измерьте компрессию.

Теперь необходимо сравнивать показания компрессометра до и после.

Если компрессия значительно повысилась или очень близка к норме, значит, негерметичны вследствие износа как правило поршневые кольца, поршни, цилиндры.
Если компрессия повысится незначительно — негерметичны клапаны и поршневые кольца или повреждена прокладка головки блока цилиндров.
Если компрессия осталась неизменной, значит, негерметичны клапаны и требуется притирка клапанов.

Результаты измерения компрессии и их результат

Основное правило, которое следует помнить: в большинстве случаев результаты замеров компрессии являются относительными. Это значит, что в первую очередь необходимо опираться на разницу в значениях компрессии у различных цилиндров, а не на саму ее абсолютную величину.

Bagnet › Блог › Компрессия и степень сжатия

По не вполне понятной причине очень многие автолюбители путают эти два понятия. Между тем, хотя они близки, но не являются одним и тем же. Примерно как угол опережения зажигания и угол замкнутого состояния контактов. Достаточно указать на тот факт, что степень сжатия является геометрической величиной, выражающейся в абсолютных единицах (то есть это просто число без единицы измерения) и являющейся практически постоянной величиной для двигателей одной модели в штатной комплектации, а компрессия меряется в единицах давления (атмосферах, МПа, барах) и сильно зависит от технического состояния двигателя и способа измерения. Скажем так, степень сжатия — расчётный параметр, примерно как колёсная база, а компрессия — эксплуатационный, примерно как расход топлива.

Итак, степень сжатия — геометрическая безразмерная величина, вычисляется как отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания. Полный объём цилиндра — сумма рабочего объёма и объёма камеры сгорания, то есть объём в цилиндре, когда поршень находится в нижней мёртвой точке НМТ, объём КС — когда он в ВМТ; рабочий объём — объём между ВМТ и НМТ. Для волговского мотора, как правило, это 6.7. Это следует грубо понимать так, что рабочая смесь, засосанная в цилиндр, сжимается в 6.7 раз по объёму. Именно раз, а не атмосфер. Поскольку степень сжатия — это деление кубических сантиметров на кубические сантиметры, то специальной единицы измерения нет (в таких случаях говорят об абсолютных единицах, проще говоря — разах).

Степень сжатия не меняется при работе мотора, это такая же его константа, как рабочий объём или масса. (Строго говоря, при работе двигателя кольца трутся о гильзы, снимают с них ничтожные слои молекул, рабочий объём растёт, степень сжатия падает — но на настолько микроскопические величины, что этим можно совершенно смело пренебречь и принять, что степень сжатия в принципе не меняется). От неё зависит прежде всего применяемое топливо, точнее, его октановое число. Чем выше степень сжатия, тем более высокооктановое топливо требуется мотору.

Компрессия — физическая величина, давление в цилиндре в конце такта сжатия. Измеряется в атмосферах или кг/см2, можно в барах, килопаскалях или других единицах. Может сильно изменяться в процессе работы мотора по мере его износа. Зависит от степени сжатия (оптимальная компрессия мотора очень приблизительно высчитывается умножением степени сжатия на 1.4 атм — это связано с эффектом адиабатического сжатия). Таким образом, характерные значения компрессии для стандартного мотора — около 8…9 атмосфер. (Для форсированного под 92 бензин — 10…12).

Смысл компрессии — техническое состояние двигателя и всего автомобиля в целом, наряду с давлением масла. Чем она выше, тем меньше газов прорывается в картер двигателя и соответственно больше газов совершают полезную работу, благодаря чему у двигателя высокий КПД и низкий расход топлива, а также высокая мощность. От компрессии зависит расход масла, стабильность работы двигателя, приёмистость, расход топлива, быстрота запуска двигателя. Помимо двигателя, на величину компрессии может повлиять состояние электрооборудования (стартёра, аккумуляторной батареи, соединяющих их проводов) — но только при измерении.

При падении компрессии в любом цилиндре или во всех ниже 6 атмосфер или сильном разбросе по цилиндрам (более 1 атмосферы) двигатель подлежит ремонту. Как правило, основная причина падения компрессии — «севшие» поршневые кольца, например после перегрева. На втором месте стоят клапана. Потом пробой прокладки ГБЦ. Могут быть ещё экзотические случаи типа прогоревшего поршня или вылезшего поршневого пальца, «профрезеровавшего» гильзу. Чтобы определить, что именно, после измерения компрессии в цилиндры заливают масло и снова меряют. Если компрессия существенно возрастает, почти всегда виноваты кольца. Если нет — дело в головке, скорее всего в клапанах.

Проблемы, вызываемые низкой компрессией — падение мощности, ухудшение динамики разгона, снижение максимальной скорости, возрастание расхода масса и топлива, порой очень чувствительные.

Для измерения компрессии служит прибор, называемый компрессометром, который представляет собой обыкновенный манометр, аналогичный тем, с помощью которого меряется давление в шинах, со специальным переходником, который либо ввинчивается вместо свечи, либо просто плотно прижимается к свечному отверстию резиновым кольцом. На переходнике имеется золотник (ниппель), который позволяет сохранять показания прибора для удобного считывания. Компрессометры продаются на автомобильных рынках.

При стандартном измерении компрессии воздушный фильтр должен снят, подача топлива отключена — поплавковая камера осушена, а бензонасос отключен от бака и также опустошен, все свечи вывинчены, клапана отрегулированы. Мерять необходимо на предварительно хорошо прогретом двигателе с хорошо заряженным и не старым аккумулятором, иначе компрессия окажется заниженной (скорость вращения коленвала играет важную роль). Рекомендуется провести 3-4 цикла измерений компресии и усреднить полученные результаты, чтобы добится большей достоверности данных, в идеале — повторить замеры с интервалом в несколько дней. К сожалению, при измерении компрессии можно часто получить неверные данные из-за погрешности прибора, неплотном прижатии переходника к свечному отверстию, наличию во впускном коллектора остатков бензина итп.

Обычно компрессию меряют в двух вариантах: самый простой — с открытыми заслонками в карбюраторе, более продвинутый — с закрытыми. Впрочем, профессионалы могут мерять компрессию в разных сочетаниях, в том числе с невывинченными свечами в остальных цилиндрах, на холодном двигателе, с закрытыми или открытыми заслонками в карбюраторе итп. При этом каждый из способов дает свои результаты и позволяет определять свои дефекты.

Если заслонка полностью закрыта, то в цилиндры поступает малое количество воздуха. Максимальное давление в цилиндре оказывается невелико (порядка 6-8 атм) из-за малого давления в коллекторе (0.5-0.6 атм вместо 1 при полностью открытом дросселе). Утечки при закрытой заслонке также оказываются малы из-за малого перепада давления, но даже при этом соизмеримы с поступлением воздуха. Вследствие этого величина компрессии в цилиндре оказывается очень чувствительной к утечкам — даже из-за незначительной причины давление падает сразу в несколько раз.

При полностью открытом дросселе этого не происходит. Значительное увеличение количества поступившего в цилиндры воздуха приводит и к росту компрессии, однако утечки, несмотря на их небольшой рост, становятся значительно меньше подачи воздуха. Вследствие этого компрессия даже при серьезных дефектах может ещё не упасть до недопустимого уровня (например, до 8-9 атм у двигателя под АИ-93 или 5-6 атм у двигателя под А-72).

Читайте также  Как выбрать моторное масло для бензинового двигателя?

Исходя из особенностей различных вариантов измерения компрессии, можно дать некоторые рекомендации по их использованию.

Измерения компрессии с полностью открытой заслонкой позволяют обнаружить:

— поломки и прогары поршней;
— зависание (закоксовывание) колец в канавках поршня;
— деформации или прогар клапанов;
— серьезные повреждения (задиры) поверхности цилиндра.

Измерением компрессии с закрытой заслонкой можно определить:

— не вполне удовлетворительное прилегание клапана к седлу;
— зависание клапана — дефекты профиля кулачка распределительного вала (в конструкциях с гидротолкателями).

Дефекты и неисправности бензинового двигателя, выявляемые измерением компрессии на примере двигателя под 92 бензин

Неисправность Признаки неисправности Величина компрессии, атм при дроссельной заслонке:
открытой, закрытой:
Неисправности нет, норма — 10-12 6-8
Трещина в перемычке поршня Синий дым выхлопа, большое давление в картере — 6-8 3-4
Прогар поршня То же, цилиндр не работает на холостом ходу — 0-5 0-1
Прогар клапана Цилиндр не работает на холостом ходу и малых нагрузках — 1-4 0
Деформация клапана То же — 3-7 0-2
Залегание колец в клапанах поршня То же с синим дымом выхлопа, большим давлением в картере — 2-4 0-2
Задир на поверхности цилиндра То же, возможна не вполне устойчивая работа цилиндра — 2-8 1-4
Переобогащение смеси Затруднен запуск, черный дым выхлопа — 5-8 3-4
«Зависание» клапана Цилиндр не работает на холостом ходу — 5-8 1-3
Дефект профиля кулачка распределительного вала То же — 7-8 1-3
Естественный износ поршневых колец и цилиндров Повышенный расход масла — 6-9 4-6
Повышенное количество нагара в камере сгорания в сочетании с изношенными маслоотражательными колпачками и/или маслосъемными кольцами Повышенный расход масла, синий дым выхлопа — 13-16 10-14
Тщательно записывая результаты измерений и проводя их по нескольку раз в каждом варианте, можно сделать выводы о состоянии двигателя, не разбирая его.

Как рассчитать и изменить степень сжатия двигателя

Одним из главнейших технических показателей автомобильного мотора является коэффициент сжатия. Он показывает соотношение разницы между объёмом свободного участка над цилиндровым поршнем и под ним в крайних его положениях.

Что такое степень сжатия двигателя

Условно величину сжатия представляют и как соотношение давлений в устройстве при подаче горючего и взрыве смеси. Конкретно эта степень обусловлена конструкцией автомобильного двигателя, и может быть высокой или низкой.

Перед непосредственным процессом воспламенения горючей смеси, поршни сжимают топливо до определённого объёма. Инженеры способны варьировать этот показатель, рассчитывая его ещё на стадии проектирования. Узнав количественное соотношение данной величины к объёму камеры сгорания, можно делать различные выводы.

На бензиновых силовых установках показатель сжатия достигает максимум 12 единиц. Чем выше здесь степень сжатия двигателя или ССД, тем больше удельная мощность мотора. Однако при сильном увеличении данного показателя снижается ресурс агрегата, особенно при заправке низкосортным бензином. На дизельных моторах, ввиду их технических отличий, она может варьироваться от 14 до 18 единиц.

В бензиновые двигатели с увеличенной до 12 единиц степенью сжатия нельзя лить ничего, кроме АИ-98 Премиум. Очевидно, что это существенно удорожает расходы на топливо.

На что она влияет

ССД непосредственно определяет объём работы, произведённой ДВС. Чем изначально выше рассчитана степень сжатия, тем продуктивнее будет воспламенение. Пропорционально увеличится и отдача мотора. Вспомним, как разработчики в 90-е годы старались повышать этот показатель, полностью не модернизируя двигатель. Таким способом они конкурировали между собой, делая агрегаты мощнее, и не затрачивая при этом много средств. Но что самое интересное — моторы в этом случае не потребляли больше горючего, а даже становились экономнее.

Однако всему есть предел, и как было сказано выше, чересчур высокий коэффициент приводит к снижению ресурса ДВС. Почему это происходит? Дело в том, что при значительном сжатии топливная смесь начинает самопроизвольно детонировать, взрываться. Особенно это затрагивает агрегаты на бензине, поэтому здесь данный коэффициент имеет строгое ограничение.

Помните, что применение низкооктанового топлива становится причиной детонации на агрегатах с повышенной ССД. И наоборот, высокооктановое горючее может не позволять двигателю полностью раскрываться, если будет использовано в агрегатах с низким коэффициентом сжатия. По этой причине оба параметра должны соответствовать. Подробнее в таблице ниже.

Отличие степени сжатия от компрессии

Степень сжатия двигателя не является компрессией. Они полностью различаются, хотя многие их путают. Коэффициент, о котором идёт речь в статье, не раскрывает значение оптимального давления ТВС перед возгоранием. Измеряется ССД лишь относительно, в соотношении к единице объёма камеры.

Под компрессией принято понимать предельное значение сжатия, образуемого в камере сгорания, на конечном этапе давления горючей смеси. Данная величина априори не может быть относительной, поэтому её измеряют в абсолютных значениях — атм, кг/см2, бар.

Степень сжатия и компрессия неразрывно связаны, но не идентичны. Показатель компрессии зависит не только от сжатия. На него оказывает влияние температура ДВС, наличие зазоров в приводных клапанах, состав топлива и многое другое.

Расчет коэффициента сжатия

Ввиду того, что желательно увеличивать степень сжатия до определённого значения, необходимо уметь рассчитывать этот показатель. К тому же это даст возможность избежать детонационных моментов, разрушающих силовой агрегат изнутри в процессе форсирования.

Таким образом, необходимость в измерении этого показателя требуется в таких случаях, как:

  • форсировка мотора;
  • подгонка под топливо с другим АИ или для метанового топлива с октановым числом 120;
  • послеремонтная корректировка.

Турбированные моторы

На турбомоторах расчёт коэффициента сжатия отличается. Это объясняется наличием наддува воздуха. Поэтому в этом случае величину, полученную в ходе вычислений, умножают на показатель турбокомпрессора.

Кроме того, при вычислении степени сжатия турбированных моторов учитывается не только давление наддува, но и показатель эффективного сжатия, климатические изменения и многое другое. В данном случае процесс значительно усложняется по сравнению с измерениями на атмосферном двигателе.

Пример подсчета

Вот как выглядит общепринятая расчётная формула для автомобильного ДВС: «ССД = (РО+ОКС)/ОКС». Степень сжатия здесь отмечена как «ССД», рабочий объём цилиндра — «РО», а объём камеры сгорания — «ОКС».

Для расчёта «РО» нужно в первую очередь разложить единый объём двигателя или литраж на количество используемых цилиндров. К примеру, литраж мотора «четвёрки» — 1997 см3. Для определения ёмкости одного цилиндра, надо 1997 разделить на 4. Получится около 499 см3.

Для вычисления параметра «ОКС» специалисты пользуются проградуированной в см3 трубкой или пипеткой. Под камерой подразумевается место, где непосредственно происходит возгорание горючего. Камеру заправляют, а затем измеряют объём с помощью жидкостной бюретки. Если нет градуированной трубочки, можно жидкость выкачать с помощью шприца, а затем измерить в мерной посуде или на весах. В этом случае желательно для расчёта использовать не бензин или солярку, а чистую воду, так как её удельный вес более соотносим к объёму в см3.

Внимание! Для точного измерения «ОКС» дополнительно приплюсовывается объём толщины прокладки ГБЦ, учитывается форма днища поршней и другие особенности. Поэтому расчёт этой величины рекомендуется доверить специалистам.

Как увеличить степень сжатия двигателя

Если необходимо увеличить данный показатель, используют несколько способов:

  • расточка блока и установка поршней с большим диаметром;
  • уменьшение объёма камеры сгорания путём удаления слоя металла в месте соединения ГБЦ.

Нельзя забывать, что в некоторых случаях потребуется инсталляция модернизированных поршней. Это делается, чтобы исключить такое нежелательное последствие, как встреча поршней с клапанами. В частности, на элементах увеличивают выемки клапанов. Также в обязательном порядке корректируются заново фазы газораспределения.

Интересно, что лучше всех раскрыли потенциал степени сжатия ДВС японские производители. В то время как европейские автокомпании пошли путём усовершенствования гибридных моторов, японцам удалось увеличить ССД до 14 единиц и на бензиновых силовых агрегатах, применив изменяемую величину. Но как это возможно без детонационных моментов? Всё оказалось просто. Оказывается, нужно охладить камеру, где происходит возгорание. Тогда можно будет без опасения сжимать смесь. И вовсе не обязательно для этого использовать прохладный воздух: достаточно модернизировать систему выпуска.

Приём, давно известный ещё по гоночным движкам. Выпускные каналы меняются согласно схеме 4-2-1. Порции выхлопных газов здесь не мешаются, поочерёдно вылетают в трубу. Благодаря такой чёткой системе выхлопа, улучшается продувка цилиндров, где остаётся меньше горячих газов.

Секрет японской формулы, согласно которой можно без опаски сжимать горючую смесь, имеет строго математическое соотношение. Так, если процент выхлопа снизить в 2 раза, ССД можно поднимать на 3 единицы, но не больше. Если же при этом ещё и охлаждать воздух, поступающий в цилиндры, можно приплюсовать ещё одну единицу.

Однако для реализации данного метода нужно будет еще модернизировать газообмен, раскошелившись на фазовращатели обоих распредвалов. Вдобавок потребуется доработать некоторые моменты. К примеру, изменить длину поршневого хода посредством компьютерного вмешательства.

Применяется система изменяемого коэффициента на многих японских движках, например, для Inflniti. Способность автоматически менять этот показатель сжатия в зависимости от нагрузки позволяет значительно повышать КПД мотора, особенно турбированного. Каждая порция смеси сгорает при оптимальном на данный момент работы сжатии. Так, если нагрузки на мотор незначительные и смесь обеднённая, включается максимальное сжатие. И наоборот, в нагруженном режиме задействуется минимальная степень, так как бензина впрыскивается много и возможна детонация.

Таким образом, передовая система изменения ССД позволяет вдвое уменьшать литраж мотора, сохраняя при этом мощность и динамические характеристики.

Курс на увеличение степени сжатия двигателя наблюдался и в середине 20 века в США. Основная масса американских двигателей, выпущенных в 70-е годы, находилась в пределах 11-13 единиц. Но работали они только на очень качественном, высокооктановом топливе, получаемом путём этилирования. После того как этилирование запретили, в серийных образцах ДВС наблюдалось снижение показателя сжатия.

Важно знать, что прирост мощности будет наиболее заметен на двигателях, штатно работающих на низкой степени сжатия. Например, моторы с показателем 8 единиц, доведённые до 10, выдадут больше мощности, чем агрегаты со стоковым параметром 11 единиц, форсированные до 12.

Дефорсирование ДВС: для чего нужно и как осуществить

Иногда бывает необходимо уменьшить показатель сжатия. В этом случае устанавливается дополнительная металлическая прокладка ГБЦ. Можно использовать две прокладки вместо одной, тем самым утолщая промежуток — объём камеры растёт за счёт высоты головки блока. Более сложный способ подразумевает укорочение поршня — удаление верхнего слоя на токарном станке.

Читайте также  Испаряется ли антифриз из системы охлаждения двигателя?

Дефорсирование двигателя, как правило, процедура вынужденная. В том числе это делается для снижения налоговых выплат или в целях увеличения ресурса агрегата. Как известно, моторы с низкой степенью сжатия дольше работают, меньше подвержены износу. Однако любой такой процесс усложняется законом, чтобы недобросовестные владельцы искусственно не занижали технические данные.

Что касается снижения показателя сжатия на турбированных моторах, то здесь потребуется модернизация системы электрики с датчиками, всей поршневой группы и форсунок, если это дизельный агрегат.

В отдельных случаях дефорсированию предпочитают свап, когда менее мощный контрактный мотор устанавливают вместо штатного.

Что такое компрессия и степень сжатия и чем они отличаются

При диагностике автомобиля перед покупкой опытные автовладельцы практически всегда советуют новичкам проверить компрессию. А еще существует степень сжатия – казалось бы, схожий термин, ведь компрессия – это и есть сжатие. На самом деле это совершенно разные вещи. Давайте разберемся, что есть что, а заодно поймем, что и как нужно проверять при покупке машины.

Начнем со степени сжатия. Как мы помним, поршень в цилиндре при работе двигателя движется вверх-вниз, имея две так называемых мертвых точки, верхнюю и нижнюю. Так вот, степень сжатия – это отношение между двумя объемами: полным объемом цилиндра, когда поршень находится в нижней мертвой точке, и объемом камеры сжатия, когда поршень находится в верхней мертвой точке. То есть степень сжатия – это математическое отношение, которое показывает, во сколько раз топливовоздушная смесь (или воздух, если речь о дизеле) сжимается в цилиндре при работе мотора.

Степень сжатия – одна из базовых характеристик любого двигателя, и закладывается она на стадии проектирования. У бензиновых моторов она ниже, чем у дизельных: в среднем от 8:1 до 12:1 у первых и от 14:1 до 23:1 у вторых. Дело в том, что работа дизельного мотора предполагает самостоятельное воспламенение топливовоздушной смеси от сжатия, а в бензиновом моторе смесь в каждом такте поджигается свечой зажигания. Однако в целом по мере развития технологий двигателестроения степень сжатия в моторах росла. Причина проста: повышение степени сжатия позволяет увеличить КПД мотора, получая больше мощности при том же рабочем объеме и расходе топлива. Собственно, с ростом степени сжатия связано и применение более высокооктановых бензинов.

Таким образом, степень сжатия – это конструктивная характеристика двигателя, и она не меняется по мере его износа и старения. Степень сжатия не нужно «проверять» при покупке, а знать ее нужно в основном для того, чтобы знать, какой бензин лучше заливать в бак купленной машины.

Если степень сжатия – параметр математический и неизменный, то компрессия – характеристика изменяемая. Компрессия – это давление, создаваемое в цилиндре в конце такта сжатия, когда поршень идет от нижней мертвой точки к верхней, сжимая воздух или топливовоздушную смесь. Давление в цилиндре в момент, когда поршень достиг верхней мертвой точки – это и есть компрессия. Можно подумать, что компрессия фактически должна быть равна степени сжатия – ведь она тоже показывает разницу давления в цилиндре при двух положениях поршня – верхнем и нижнем. Однако на самом деле компрессия оказывается значительно выше. Ведь воздух при резком сжатии нагревается, что означает увеличение давления. А еще он нагревается от горячих стенок цилиндра, ведь рабочая температура двигателя гораздо выше температуры окружающей среды. Таким образом, компрессия, конечно, зависит от степени сжатия, но не равна ей. И именно компрессию замеряют при диагностике двигателя, чтобы оценить его техническое состояние.

Замер компрессии проводится с учетом перечисленных выше условий: на полностью прогретом двигателе и при полностью открытой дроссельной заслонке, отвечающей за подачу воздуха в цилиндр. Разумеется, горение топлива для замера компрессии не нужно, в цилиндре сжимается только воздух. Так что подачу топлива отключают, а свечу зажигания (или накаливания, если речь идет о дизеле) выкручивают, а на ее место вкручивают шлаг компрессометра. Компрессометр – это прибор для измерения компрессии. Он фактически представляет собой манометр, подключаемый трубкой к цилиндру и оснащенный обратным клапаном, чтобы не сбрасывать измеренное давление.

Замер компрессии позволяет оценить исправность и техническое состояние двигателя. Во-первых, после замера можно сравнить соответствие полученного результата заводским параметрам – то есть оценить компрессию в имеющемся двигателе по сравнению с новым. Во-вторых, низкий показатель компрессии означает наличие проблем с мотором, ведь он сигнализирует о том, что воздух «утекает» из камеры сгорания, а при работе мотора из нее будут прорываться раскаленные газы. Причин может быть довольно много: поршневые кольца, повреждения седел клапанов и самих клапанов, негерметичность прокладки ГБЦ и даже трещина в самом поршне. Ну а в-третьих, важна не только сама величина компрессии, но и ее равномерность во всех цилиндрах двигателя. Если компрессия в одном или нескольких цилиндрах ниже, чем в других, это говорит о неравномерном износе и наличии проблем.

Таким образом, замер компрессии – одна из простых, но эффективных методик оценки исправности и общего технического состояния двигателя. Он позволяет быстро отсеять заведомо «мертвые» моторы, имеющие проблемы с цилиндропоршевой группой, клапанами и так далее. Поэтому замер компрессии можно и нужно проводить при диагностике практически любого автомобиля перед покупкой.

Испытали 7 приборов для оценки компрессии мотора

Термин «компрессия», вообще говоря, не совсем профессиональный — правильнее говорить о давлении в конце такта сжатия. Однако «компрессия» настолько прочно вошла в наш лексикон, что в дальнейшем мы будем использовать именно это слово.

Чем компрессия отличается от степени сжатия?

Всем! Компрессия — это давление, которое создается в цилиндре при выключенном зажигании (или при отключенной подаче топлива у дизеля) при положении поршня в верхней мертвой точке. Компрессия зависит от множества параметров: давления начала сжатия, фаз газораспределения, температуры, при которой проводится замер, и собственно изношенности деталей двигателя. Компрессия — это показатель реального здоровья мотора, которое с возрастом ухудшается.

А вот степень сжатия с годами не меняется. Это — безразмерный параметр, заложенный конструктором мотора. Он характеризует геометрию цилиндра, точнее — отношение его полного объема к объему камеры сжатия. Очевидно, что компрессия от степени сжатия зависит, а степень сжатия от компрессии — нет!

Камера сжатия или камера сгорания?

Речь об одном и том же: имеется в виду объем пространства над поршнем при его положении в верхней мертвой точке (ВМТ). Иногда его еще называют объемом конца сжатия. Термин «камера сгорания» не совсем корректен, поскольку сгорание топлива происходит почти во всем объеме цилиндра.

Если компрессия низкая…

Если компрессия понизилась, мотор будет хуже пускаться. Особенно это заметно на дизелях, где от давления и температуры конца сжатия зависит, воспламенится ли дизтопливо или нет.

В бензиновых моторах при пониженной компрессии топливо, попадающее в цилиндр, начинает хуже испаряться, оставаясь в виде негорючих капель. Увеличивается давление картерных газов — при этом растет токсичность, а камера сжатия ускоренно загрязняется. А если компрессия стала неравномерной по цилиндрам, мотор может начать вибрировать, особенно на оборотах холостого хода.

Как и чем измерить компрессию

Для измерения необходим компрессометр — прибор, который измеряет давление рабочей смеси по окончанию сжатия в цилиндре. Для экспертизы мы купили семь инструментов аналогичного назначения, но к ним вернемся чуть позже — предварительно надо подготовить мотор к замерам.

Аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена. Проверку проводим на двигателе, прогретом до рабочей температуры. Пока будем готовиться к тесту, температура немного упадет, но она не должна быть ниже 50–60 °C. Во избежание смывания масляной пленки со стенок цилиндров желательно отключить подачу топлива. Для этого рассоединяем либо общий разъем жгута форсунок, либо разъемы от каждой форсунки.

Затем отсоединяем колодку проводов от модуля зажигания или индивидуальных катушек зажигания. Подготовив доступ и очистив углубления в головке блока цилиндров вокруг свечей, выворачиваем все свечи. Если не очистите, то не удивляйтесь, если компрессия вскоре упадет: песок, попавший в цилиндры, быстро угробит их.

Необходимо обеспечить свободный проход воздуха в цилиндры. Для этого на автомобилях с тросовым приводом дроссельной заслонки достаточно нажать педаль газа до пола. А вот с электронным приводом желательно убедиться, открывается ли заслонка при включенном зажигании, нажатии акселератора и прокрутке стартером. Для этого придется отсоединить патрубок, подводящий воздух к дроссельному узлу от воздушного фильтра. Если заслонка не открывается, надо демонтировать дроссельный узел. Второй вариант — на свой страх и риск, отключив электрический разъем от дроссельного узла, попробовать очень аккуратно повернуть заслонку пальцем до полного открытия. Она подпружинена, а потому ее придется удерживать во время всех замеров.

Для замеров вставляем или вворачиваем наконечник компрессометра в свечное отверстие. Стартером проворачиваем двигатель до тех пор, пока показания на манометре не перестанут расти. Фиксируем результат и сбрасываем давление в компрессометре.

Как оценивать результаты

Компрессия исправного бензинового двигателя должна находиться в пределах 11–14 бар, при этом разность показаний по цилиндрам не должна превышать 1 бара.

Для выяснения причин низкой компрессии заливаем в цилиндр через свечное отверстие 5–10 см³ моторного масла и повторяем измерение. Если компрессия возросла более, чем на пару бар, скорее всего, налицо износ, залегание или поломка поршневых колец. Если же показания не выросли, то, вероятно, клапаны неплотно прилегают к седлам. Такое происходит при нарушении тепловых зазоров в их приводе, а также при износе, прогаре или повреждении тарелок или седел клапанов.

Почему величина компрессии отличается от степени сжатия?

У двигателя с минимальными утечками по поршневым кольцам и герметичными клапанами компрессия выше геометрической степени сжатия потому, что воздух в цилиндре при сжатии подогревается — при этом дополнительно увеличивается его давление. А низкая компрессия может быть при значительных утечках.

Откуда берётся и куда исчезает компрессия в двигателе

Работа двигателя внутреннего сгорания происходит за счёт расширения нагревающейся при горении смеси.

Чтобы это расширение происходило с большей энергией, топливно-воздушную смесь в цилиндре нужно предварительно сжать.

Теоретическую величину, на которую мы сжимаем смесь в цилиндре, характеризует степень сжатия — отношение полного объёма цилиндра, при котором поршень находится в нижней точке своего движения, к минимальному его объёму, когда поршень поднялся до верхней точки.

Читайте также  Фольксваген Гольф 4 какой двигатель лучше?

Это в теории. А на практике не вся топливно-воздушная смесь, попавшая в цилиндр, сожмётся поднимающимся поршнем: часть её вытолкнется обратно во впускной коллектор, а часть может просочиться в зазор между поршневыми кольцами и стенкой цилиндра.

Проверить, насколько эффективно наш конкретный двигатель выполняет работу по сжатию горючей смеси, мы можем, измерив его компрессию.

Степень сжатия и компрессия: в чём отличие

Компрессия — это значение максимального давления топливно-воздушной смеси в цилиндре двигателя.

Очевидно, что чем выше степень сжатия, тем выше и нормальные значения компрессии.

Но интересно то, что в исправном двигателе значения компрессии всегда больше, чем степень сжатия.

Это происходит оттого, что при сжатии газы внутри цилиндра нагреваются, а при нагревании растёт и их давление.

Так, для двигателей ВАЗ степень сжатия равна 9,6:1, а компрессия 11–13 бар (или привычных нам «атмосфер», выраженных в кгс/см 2 ).

В среднем, компрессия выше степени сжатия в 1,2 раза на бензиновых двигателях, и в 1,8 раза — на дизельных.

Больше не всегда лучше

Почему нельзя увеличить степень сжатия и тем самым поднять мощность двигателя?

Потому что из-за того самого нагрева при сжатии топливно-воздушная смесь может воспламениться самопроизвольно раньше, чем поршень приблизится к верхней точке своего движения (специалисты называют её «верхней мёртвой точкой» — ВМТ), и встречный удар расширяющихся при горении газов будет препятствовать правильному движению поршня и приводить к разрушению деталей кривошипно-шатунного механизма.

Степень сжатия определяется, как отношение полного объема цилиндра (Va) к объему камеры сгорания (Vc)

Дизель может больше

Чтобы избежать описанной выше неприятности, гениальный немецкий инженер Рудольф Дизель придумал сжимать чистый воздух, а не его смесь с топливом, а топливо впрыскивать непосредственно в цилиндр в конце хода сжатия.

В этот момент температура в цилиндре, наоборот, должна быть гарантированно выше температуры воспламенения смеси, что не просто позволяет, а требует даже увеличения степени сжатия.

Поэтому нормальные значения компрессии для дизельных двигателей превышают 25–30 кгс/см 2 .

В этих двигателях верхние значения степени сжатия (и, соответственно, компрессии) ограничиваются, по сути, только прочностью деталей двигателя, ведь расширяясь с большей силой, горючие газы настолько же сильнее нагружают их. Этим и объясняется более жёсткая работа дизельного двигателя.

Первый работоспособный двигатель Дизеля имел мощность менее 20 лошадиных сил при 172 оборотах в минуту, при этом он весил около пяти тонн и достигал в высоту трёх метров. Его КПД составил 26,2%. Для 1897 года это был великолепный результат!

Зачем измерять компрессию

Почему так важно знать реальные значения компрессии в двигателе? Всё просто — чем ближе к норме компрессия, тем лучше состояние двигателя: меньше зазоры между поршневыми кольцами и стенкой цилиндра, лучше прилегание клапанов к седлу, правильно отрегулирован момент закрывания впускного клапана.

Измерять компрессию имеет смысл, когда вы заметили один из следующих симптомов:

  • снижение мощности двигателя (снижение тяги, увеличение времени разгона);
  • повышенный расход масла;
  • перебои в работе двигателя (если замена свечей и проверка катушек ничего не дала);
  • повышенный расход топлива.

На номинальную величину компрессии в той или иной конструкции двигателя оказывают влияние самые разные факторы, поэтому точное значение и допускаемые отклонения уточняйте в руководстве по ремонту своего автомобиля.

Измерение компрессии в цилиндрах поможет своевременно выявить неисправность

Чем можно измерить величину показателя

Измеряют компрессию специальными манометрами (компрессометрами).

При выборе нужного вам прибора обращайте внимание на следующие характеристики:

  • для какого двигателя, дизельного или бензинового, он предназначен — это также можно определить по диапазону измерений, указанному на шкале прибора;
  • способ соединения наконечника прибора с отверстием в цилиндре — так называемые прижимные наконечники не требуют ввинчивания в отверстие и поэтому позволяют выполнить измерения гораздо быстрее, чем резьбовые, но требуют участия помощника, который будет включать стартер, прокручивая двигатель, когда вы плотно прижимаете наконечник компрессометра к свечному отверстию в головке двигателя;
  • наличие подходящей резьбы на наконечнике (или на переходнике), если вы будете выполнять работу в одиночку;
  • наличие гибкого шланга достаточной длины, в случае когда прямой доступ к отверстиям для свечей зажигания затруднён.

Компрессометр выбирается, исходя из типа двигателя и способа соединения наконечника прибора с отверстием в цилиндре

Как правильно измерять

Как правильно выполнить измерения? Для этого нужно прогреть двигатель до рабочей температуры (80–90 градусов по Цельсию).

Если двигатель не заводится, то измерять компрессию можно и вхолодную.

При этом нужно учитывать, что измеренные значения будут ниже, и практическую ценность для оценки состояния двигателя будет иметь уже не величина компрессии, а различия её для разных цилиндров.

Затем выворачиваются свечи зажигания сразу из всех цилиндров двигателя.

Это нужно, для того, чтобы незадействованные в конкретном измерении цилиндры не создавали дополнительного сопротивления при проворачивании коленвала.

Свечные колодцы современных двигателей часто бывают глубокими и труднодоступными. Чтобы не повредить резьбу в головке двигателя при завинчивании свечи «вслепую», бывалые ремонтники рекомендуют использовать кусок резинового шланга, который надевается на изолятор свечи. Вращая свечу вручную через шланг, вы не сможете приложить больших усилий, при этом свеча легко устанавливается в самый глубокий и узкий колодец. Окончательную затяжку, конечно, нужно производить специальным ключом.

Высоковольтные провода нужно обязательно промаркировать, чтобы не перепутать их при установке свечей обратно. В целях безопасности отсоедините провода первичной цепи от катушек зажигания.

Отключите систему питания, сняв предохранитель топливного насоса, если он электрический, или отсоединив топливный шланг, чтобы избежать впрыска топлива в цилиндры во время проверки.

Аккумулятор должен быть исправен и хорошо заряжен, чтобы позволить стартеру вращать коленвал с требуемой скоростью, так как от этого тоже зависит точность измерений.

Чтобы учесть все особенности вашего автомобиля при выполнении работ, неплохо обзавестись руководством по ремонту и внимательно изучить его.

Когда все готово для выполнения работы, вы, или ваш помощник нажимает педаль газа «в пол», чтобы полностью открыть дроссельную заслонку, обеспечивая наилучшее наполнение цилиндра воздухом, и несколько секунд проворачивает двигатель с помощью стартера.

Разумеется, наконечник компрессометра в это время плотно прижат к свечному отверстию.

Измерение считается выполненным, когда показания прибора перестают возрастать.

Для перехода к следующему измерению прибор имеет кнопку сброса давления.

Во время измерений все свечи должны быть вывернуты. При необходимости используется переходник

Сложность измерения компрессии дизеля в том, что давление в нём намного выше, и прижимной компрессометр тут не подойдёт.

Поскольку свечей зажигания в дизельном двигателе нет, то выворачивать нужно калильные свечи, или форсунки.

Для этого можно заранее обзавестись соответствующим инструментом, а компрессометр должен иметь наконечник или переходник с подходящей для вашего двигателя резьбой.

Грубую проверку компрессии можно выполнить, даже не имея прибора. В этом случае функцию прижимного наконечника выполняет ваш собственный палец. Так можно сравнить компрессию в разных цилиндрах, и обнаружить среди них «больные».

Диагностируем неисправности

Выполнив измерения во всех цилиндрах, следует обратить внимание на два момента.

Первый — это соответствие измеренной компрессии минимально допустимой величине.

Она определяется разработчиками двигателя и указана в руководстве по ремонту.

Второй — это разница в значениях компрессии в разных цилиндрах одного двигателя.

Как правило, она не должна превышать 20% от номинального значения.

Если вы обнаружили, что давление в каком-то из цилиндров ниже нормы, впрысните в него из ручной маслёнки три порции масла.

Не впрыскивайте больше трёх порций масла, так как его излишки могут привести к образованию гидростатической пробки, что может послужить причиной поломки колец, поршня или даже привести к трещине в головке блока.

Масло уплотнит зазор между кольцами и цилиндром, и если причина низкой компрессии была в этом зазоре, то при такой «влажной» проверке компрессия должна существенно вырасти.

Тогда проверяйте состояние колец, и в случае повреждения или «залегания» одного из них — замените.

Если так себя ведёт компрессия во всех цилиндрах, то, вероятно, пришло время серьёзного ремонта с расточкой цилиндров и установкой колец следующего ремонтного размера.

Простая замена колец на новые — мера не столь эффективная, как расточка цилиндра в следующий ремонтный размер, так как в процессе работы давление на стенки цилиндра распределяется по окружности неравномерно, и по мере износа окружность его приобретает некоторую овальность.

На сходном с масляным клином эффекте уплотнения зазоров построено действие присадок, повышающих компрессию.

Это самый простой способ в какой-то степени восстановить былую резвость двигателя.

Только при этом нужно помнить, что действие их довольно кратковременно, а повторное применение такого эффекта уже не имеет.

Поэтому этот способ часто применяется перед продажей автомобиля, чтобы не тратиться на дорогостоящий ремонт двигателя.

Если же после впрыскивания масла в цилиндр компрессия изменилась незначительно, то, скорее всего, причина её падения в неисправностях клапанной группы или в пробитой прокладке головки блока цилиндров.

Из всего сказанного следует ещё один вывод: низкая, но примерно равная во всех цилиндрах, компрессия свидетельствует о естественном износе деталей двигателя, а вот резко отличающееся падение её в одном или нескольких цилиндрах — о неисправности.

Иногда повреждение или износ масляного кольца может привести к росту компрессии выше значений, установленных для нового двигателя.

Это происходит из-за того, что изношенное кольцо не удаляет излишки масла со стенок цилиндра, и оно уплотняет зазор между цилиндром и компрессионными кольцами, а затем, во время рабочего хода поршня, масло выгорает, образуя нагар на головке блока.

Если этот процесс продолжается долгое время, то слой нагара становится столь существенным, что приводит к уменьшению объёма камеры сгорания, а значит, к росту компрессии.

Это явление опасно возникновением детонации двигателя. А также оно приводит к повышенному расходу масла.

Видео: измеряем компрессию правильно

Компрессия — важный показатель здоровья двигателя. Если она в норме, то можно с уверенностью говорить об исправности основных его деталей: головки цилиндра, цилиндров, поршней, поршневых колец и клапанной группы.

Если же измеренные значения компрессии отличаются от допустимых изготовителем двигателя значений, то это повод для скорейшего выяснения и устранения причины неисправности.