Откуда берётся и куда исчезает компрессия в двигателе

Как измеряют компрессию

Для получения достоверных результатов, при замере компрессии  необходимо придерживаться нижеследующих правил:

• прогрейте мотор до 70-90 градусов;
• перекройте подачу горючего: отсоедините провод питания бензонасоса или отсоедините топливный шланг (чтобы в цилиндры не попадало много горючего);
• извлеките все свечи, чтобы уменьшить сопротивление вращению;
• убедитесь, что стартер в рабочем состоянии, а аккумулятор заряжен (рекомендуется применять пускозарядное устройство – тогда вал будет гарантировано вращаться с одинаковой скоростью при измерении компрессии в разных цилиндрах).

Методы замера компрессии на горячем двигателе

Существует пара основных способов измерения давления в цилиндрах ДВС: с открытым или закрытым дросселем. Здесь имеется в виду проведение процедуры с выжатой педалью акселератора или при отсутствии на нее воздействия. Каждый из этих методов позволяет получить свои результаты, помогающие более точно определить причину отсутствия компрессии.

Измерения при открытой заслонке

При такой ситуации в цилиндры подается много воздуха, и среднее давление будет в пределах 11-13 кг/кв. см (справедливо для бензина АИ95). В этом случае измерения утечки воздушной массы сопоставимы с его количеством, поступающим в цилиндр двигателя внутреннего сгорания. Т. е. если давление будет ниже нормы, то это значит, что утечки происходят «альтернативным методом». Это может быть неплотное прилегание клапана к посадочному месту, изъян профиля кулачка распредвала (в двигателях с гидротолкателями) или его износ, а также отсутствие герметичности прокладки ГБЦ либо сквозная трещина в камере сгорания.

Как проверить компрессию в двигателе с закрытой заслонкой

Здесь уже картина иная. В цилиндры поступает мало воздуха, благодаря чему давление в цилиндрах вырастает, что увеличивает утечки. Но их объем все равно будет меньше количества подаваемого воздуха. Компрессия должна составлять 12-14 кгс/кв. см. Данным методом можно определить наиболее грубые дефекты:

• закоксовывание колец (либо их залегание);
• прогар клапана (одного или нескольких) либо поршней (возможна поломка последних);
• износ стенок цилиндра.

Измерения с добавкой масла в цилиндры

Оба вышеизложенных способа не позволяют брать в расчет нарастание давления при вращении коленвала. Например, если оно при первых тактах невысокое – 4-5 кг/кв. см, а затем резко увеличивается, то это может свидетельствовать об износе или поломке поршневых колец. Однако есть смысл провести дополнительное тестирование. Как проверить компрессию с учетом нарастания давления? Для этого плесните в цилиндр немного (4-5 мл) моторного масла. Это повысит компрессию, поднимет давление при первом такте и не даст газам прорваться через кольца в картер. Если измеряемые параметры не изменились, то можно с большой долей вероятности утверждать, что пробита прокладка ГБЦ или прогорел поршень. При изменении давления в большую сторону можно говорить о залегании, деформации или закоксовывании колец.

Проверка компрессии на холодном двигателе

Этот способ обычно применяется в случае затрудненного пуска. Давление в цилиндрах холодного мотора иногда бывает в 2 раза  (6-7 кг/кв. см) меньше нормального при серьезных выработках деталей цилиндро-поршневой группы. После запуска и последующего прогрева силового агрегата компрессия поднимается на 3-5 единиц. Если это не так, нужен капитальный ремонт двигателя. Т. е. очевидно, что комплексная проверка (на «холодную» и «горячую») эффективнее.

Проверка компрессии сжатым воздухом

Данный метод позволяет точнее понять причину уменьшения давления в проблемном цилиндре. Подгоните поршень под ВМТ на такте сжатия (все свечи нужно извлечь и заодно удалить пробку с маслозаливной горловины). Далее понадобится компрессор, с помощью которого нужно подать в «подозреваемый» цилиндр воздух под давлением от 2-х до 3-х атмосфер. Если из отверстия под свечу, находящегося рядом, идет воздух, значит, повреждена прокладка ГБЦ. Шипение из-под самой нижней прокладки карбюратора свидетельствует о неплотном прилегании (или прогаре) впускного клапана. Воздушный поток из горловины говорит о нарушении целостности корпуса поршня либо его прогаре. А если шипение идет из трубы глушителя, значит, неисправен выпускной клапан. Последняя неприятность – наиболее распространенная.

Ниже приведена таблица нормальной компрессии у наиболее популярных автомобилей:

Как правильно и с помощью чего проверять компрессию?

Компрессометр

Основное диагностическое оборудование, с помощью которого измеряется компрессия, называется компрессометром. Имеет вид прибора с обратным клапаном, соединительным шлангом и специальным штуцером. Замеры проводятся следующим образом: при вращении коленвала в шланг нагнетается воздух до того момента, пока не выровняется давление в нём и цилиндре.

При измерении придерживайтесь следующих правил:

Запрещено проводить замеры на только что запущенный двигатель. Силовой агрегат должен поработать какое-то время. Затем следует остановить подачу топлива. Это можно сделать путём отключения топливонасоса.
Свечи зажигания должны быть выкручены

Обратите внимание, что необходимо провести демонтаж каждого устройства для воспламенения рабочей смеси.
Проводить измерения следует при исправном стартере и заряженном аккумуляторе.

Компрессия замеряется 2 способами – с открытой либо закрытой заслонкой дросселя. Каждый из них позволяет найти неисправности. Результаты проверок будут различаться. При закрытой заслонке наблюдается низкий уровень компрессии (около 0,7 МПа). Воздушные утечки сопоставимы по объёму с поступлением воздуха в топливный цилиндр. Поэтому проверка с закрытой дроссельной заслонкой даёт более точные результаты. Компрессия может снизиться даже при небольших утечках.

Тест с заслонкой, находящейся в открытом состоянии, даёт другой результат. Он будет составлять 0,8-0,9 МПа. В итоге наблюдается меньший объём утечек при возросшем поступлении воздуха.

Если сравнивать 2 способа, то проверка компрессии с закрытой заслонкой позволяет находить незначительные дефекты двигателя. Для выявления более серьёзных поломок (прогара клапанов, образования кокса на кольцах и т.д.) лучше воспользоваться вторым методом.

Важно наблюдать за динамикой увеличения давления. Если автовладелец внимателен и сосредоточен, то характер поломки станет легче определить

К примеру, на первом такте наблюдается низкая компрессия (около 0,4 МПа), а при последующих заметно её существенное увеличение. Такие результаты свидетельствуют об износе колец.

О тестерах

Тестер – ещё один инструмент для проведения замеров. Имеет другой принцип работы. В отличие от компрессометра фиксирует изменения пульсации тока, необходимого стартеру во время прокрутки. Благодаря этому прибору упрощается задача для владельцев авто с ДВС, имеющими много цилиндров. Узнать результаты можно за пару-тройку оборотов коленвала. При этом отсутствует необходимость в демонтаже свечей накаливания.

Главный изъян в работе тестеров заключается в отображении результатов в относительных единицах. К примеру, электронный прибор указывает разницу в работе одного цилиндра к другому в процентном отношении. Только самые функциональные и дорогие тестеры измеряют давление и показывают результат для каждого цилиндра.

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.

Возможно ли повысить степень сжатия

На эту процедуру идут при тюнинге мотора автомобиля. Форсирование достигается изменением объема поступающей порции топлива. Прежде чем выполнять данную модернизацию, следует учесть, что с увеличением мощности агрегата увеличится и нагрузка на детали не только самого ДВС, но и других систем, например, трансмиссию и ходовую часть.

Стоит учесть, что процедура дорогостоящая, а в случае переделки уже достаточно мощных агрегатов прирост лошадиных сил может быть незначительным. Ниже перечислены несколько способов увеличить степень сжатия в цилиндрах.

Расточка цилиндров

Более выгодное время для проведения данной процедуры – это капитальный ремонт мотора. Все равно блок цилиндров нужно будет разбирать, поэтому дешевле будет выполнить эти две задачи одновременно.

При расточке цилиндров увеличится объем мотора, а это также потребует установки поршней и колец большего диаметра. Некоторые выбирают ремонтные поршни или кольца, но для форсирования лучше воспользоваться аналогами для агрегатов с большим объемом, выставленным на заводе.

Расточка должна производиться специалистом на особенном оборудовании. Только в этом случае можно достичь идеально одинаковых размеров цилиндров.

Доработка ГБЦ

Второй способ увеличить степень сжатия – обработать нижнюю часть головки блока цилиндров фрезером. В этом случае объем цилиндров остается прежним, а вот изменяется надпоршневое пространство. Кромка снимается в допустимых конструкцией мотора пределах. Такую процедуру также должен выполнять специалист, уже занимающийся подобного рода доработкой моторов.

В этом случае нужно точно высчитать величину удаляемой кромки, потому что если слишком много снять, поршень будет касаться открытого клапана. Это в свою очередь отрицательно скажется на работе мотора, а в некоторых случаях – вообще сделает его непригодным, из-за чего придется искать новую головку.

После доработки ГБЦ нужно будет настроить работу газораспределительного механизма, чтобы он правильно распределял фазы открытия клапанов.

Измерение объема камеры сгорания

Прежде чем приступать к форсированию двигателя перечисленными способами, нужно точно знать, какой объем камеры сгорания (надпоршневое пространство, когда поршень достиг верхней мертвой точки).

Не в каждой технической документации автомобиля указываются такие параметры, а сложное строение цилиндров некоторых двс не позволяет правильно высчитать этот объем.

Существует один проверенный метод измерения объема этой части цилиндра. Коленвал проворачивается так, чтобы поршень занял положение ВМТ. Выкручивается свеча и при помощи объемного шприца (можно воспользоваться самым большим – на 20 кубиков) в свечной колодец заливается моторное масло.

Количество залитого масла как раз и будет объемом надпоршневого пространства. Объем одного цилиндра высчитывается очень просто – объем ДВС (указывается в техпаспорте) нужно разделить на количество цилиндров. А степень сжатия высчитывается по формуле, указанной выше.

В дополнительном видео вы узнаете о том, насколько можно повысить КПД мотора, если качественно его доработать:

Теория ДВС: Двигатель с циклом Ибадуллаева (процесс)

Watch this video on YouTube

Для чего бывает нужно изменить коэффициент сжатия

Необходимость изменения этого параметра ДВС возникает довольно редко. Можно перечислить всего несколько причин, побуждающих сделать такое.

1. Форсирование двигателя.
2. Желание приспособить мотор для работы на бензине с другим октановым числом. Было время, когда газовое оборудование для авто не встречалось в продаже. Не было и газа на заправках. Поэтому советские автовладельцы часто переделывали двигатели для работы на более дешевом низкооктановом бензине.
3. Неудачный ремонт мотора, для ликвидации последствий которого требуется корректировка коэффициента сжатия. К примеру, фрезеровка головки блока после слишком сильной тепловой деформации. Когда выровнять сопрягаемую с блоком цилиндров поверхность удается ценой снятия слоя металла чрезмерно большой толщины. От этого значение коэффициента увеличивается столь сильно, что работа на бензине, для которого был рассчитан мотор, становится невозможной.

Диагностируем неисправности

Выполнив измерения во всех цилиндрах, следует обратить внимание на два момента. Первый — это соответствие измеренной компрессии минимально допустимой величине

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.

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.

Что такое компрессия и степень сжатия двигателя

Автомобилисты могут впадать в заблуждение, что у этих двух понятий есть общие моменты, но не стоит думать, что это так. Сегодня мы расскажем вам чем же отличаются данные процессы.

Что же такое компрессия применительно к двигателю? Итак, компрессией называется наивысшая степень давления, которое возникает в цилиндре в конце механизма сжатия. В основном данная сила измеряется в количестве атмосфер. Величина необходимого давления внутри цилиндров зависит в первую очередь от объёма двигателя.

Предпосылки низкого давления

Давление, как непостоянная величина, очень сильно зависит от того, на какой стадии износа находится двигатель. Чем более изношен мотор, тем более низким будет давление в цилиндрах. Вот три основные причины понижения давления вследствие износа:

Поршневая система сильно изношена. Это характеризуется появлением на её элементах микроцарапин и выбоин. Одной из причин является использование горючего ненадлежащего качества, когда частицы осадка, оставшегося от сгорания топлива, вредят стенкам цилиндра и поршню

Уплотнительные кольца может заклинить. Происходит это по всё той же причине: плохому качеству топлива. От нагара уплотнительные кольца и пазы поршня склеиваются между собой, что приводит к отсутствию нужной степени разжимания во время нагрева, что в свою очередь ведёт к снижению давления

Поршневая система, как и любая другая система автомобиля, с течением времени изнашивается. В процессе износа от конструкции отделяются небольшие металлические частицы. Следствием служит потеря давления, а так же иные проблемы с двигателем.

Как увеличить компрессию?

В первую очередь необходимо понять истинную причину уменьшения давления. Итак, если износилась поршневая система автомобиля, что соответственно, характеризуется уменьшением плотности прилегания деталей между собой, то способ решения этой проблемы — покупка нужной присадки для наращивания недостающей толщины металла. Что в свою очередь повысит компрессию. Применяйте этот метод, когда вы абсолютно уверены, что проблема в этом. Вы так же можете узнать точно о должной степени компрессии для вашего двигателя в технических характеристиках автомобиля.

Если же причина в заклинивании поршневых колец, то последовательность ваших действий может быть следующей: выкрутите свечи, залейте в отверстия по сто грамм масла и оставьте машину примерно на час. Масло способно размягчить нагар, который выведется в процессе последующей эксплуатации автомобиля. Если после всех этих действий вы не увидели каких-либо перемен к лучшему, то отправляйтесь в ближайший СТО для профессиональной диагностики.

Степень сжатия

Мы выяснили, что компрессией называется максима давления внутри цилиндров, и остаётся только дать определение сжатию. Так вот, степень сжатия — это соотношение между объёмом всего цилиндра и объёмом камеры сгорания. Степень сжатия является постоянной величиной, которая является уникальной для каждой марки автомобиля. Нет резона брать в сравнение компрессию и степень сжатия, поскольку у последней нет даже единиц измерения.

Если вы знаете, какую степень сжатия имеет двигатель, то можете без труда вычислить компрессию. Просто умножьте цифру степени сжатия на 1,4 атмосферы. Для определения степени сжатия проделайте следующее:

Проведите измерение рабочего объёма цилиндра. Это можно сделать разделив его общий литраж на количество цилиндров

Измерьте размеры камеры сгорания. При этом поршню необходимо быть в верхнем положении. Далее вы можете применить шприц с машинным маслом. Зафиксируйте, сколько масла было вылито, и получите нужные данные

Поделите два полученных выше результата между собой, чтобы вычислить степень сжатия

Вывод из всего вышеизложенного будет однозначным: компрессия не равнозначна степени сжатия и сравнивать эти параметры не имеет смысла.

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.

Увеличение степени сжатия

Известно, что степень сжатия, помимо других факторов, напрямую влияет на мощность мотора. Если форсирование двигателя при помощи расточки цилиндров приводит к повышению расхода топлива, то данная процедура не влияет на эту характеристику. Причина тому – объем двигателя остается прежним (подробней о том, что это такое, читайте здесь), но при этом топлива расходуется немного меньше.

Некоторые автомобилисты задумываются о проведении этой процедуры, чтобы увеличить компрессию без изменения количества потребляемого топлива. Если расход увеличился, это в первую очередь свидетельствует о том, что в двигателе или системе подачи топлива происходят какие-то сбои. Повышение степени сжатия в этом случае может не только ничего не поменять, а наоборот – спровоцировать некоторые поломки.

Если упала компрессия, то эта неполадка может свидетельствовать о прогорании клапанов, поломке уплотнительных колец и др. Подробней о том, как замеры компрессии позволяют определить некоторые неисправности мотора, рассказывается в отдельной статье. По этой причине, прежде чем начинать форсирование мотора, нужно устранить возникшие неисправности.

Вот что дает увеличенное сжатие воздушно-топливной смеси в исправном двигателе:

1. Повысить экономичность мотора (отдача двс повышается, но расход не меняется);
2. Мощность силового агрегата увеличивается за счет более сильных толчков, которые провоцирует сгорание ВТС;
3. Повышение компрессии.

Помимо плюсов у данной процедуры есть и свои побочные эффекты. Так, после форсирования нужно будет использовать топливо с повышенным октановым числом (подробно об этом значении читайте здесь). Если заливать в бак тот же бензин, что использовался ранее, существует риск образования детонации. Это когда горючая смесь не воспламеняется в момент подачи искры, а взрывается.

Бесконтрольное и резкое сгорание ВТС будет влиять на состояние поршней, клапанов и всего кривошипно-шатунного механизма. Из-за этого рабочий ресурс силового агрегата резко сокращается. Такой эффект критичен для любого двигателя, независимо от того, это двухтактный или четырехтактный агрегат.

Подобной «болячкой» страдает не только бензиновый двигатель, прошедший форсировку при помощи рассматриваемого метода, но также и дизельный агрегат. Чтобы повышение степени сжатия не сказывалось на работе мотора, помимо его переделки нужно будет впоследствии заливать в бак бензинового автомобиля топливо, скажем, не 92-й, а уже 95-й или даже 98-й марки.

Прежде чем приступать к модернизации агрегата, следует взвесить, действительно ли она будет экономически оправдана. Что касается машин, оснащенных газовыми установками (об особенностях установки ГБО читайте отдельно), то в них детонация практически никогда не происходит. Причиной тому – газ имеет высокое ОЧ. Этот показатель у такого топлива 108, благодаря чему в моторах, работающих на газу, можно без страха проводить повышения порога сжатия.

Изменяемая компрессия: как при ремонте провести увеличение давления в двигателе с помощью присадки или другим способом?

В том случае, если компрессия недостаточная, её можно попытаться увеличить. Первый по распространённости способ – это использование специальных присадок к маслу. По заявлениям производителей, специальный состав восстанавливает структуру металла, заполняет пустоты и тем самым обеспечивает нормальную работу двигателя. Насколько реальны эти обещания – вопрос спорный. Специалисты по ремонту двигателей не дают тут однозначного ответа: одни считают, что присадки реально работают, другие объявляют их бесполезной тратой денег.

Куда надёжнее восстанавливает рабочий объем (а через него – и сжатие) переборка мотора. В этом случае могут использоваться следующие методы:

• удаление нагара в цилиндре;
• регулирование клапанов;
• фрезеровка ГБЦ с целью уменьшить объём рабочей камеры;
• замена цилиндров или колец на них;
• использование турбокомпрессора, нагнетающего воздух под большим давлением. Однако здесь требуется точный расчет объема двигателя и мощности нового узла;
• увеличение СС. На заводе степень не ставится на максимум, потому что иначе велик риск детонации и разрушения узлов ДВС. Но регулировка и настройка позволяет повысить сжатие в двигателе;
• использование накладок на поршень. Крайне опасный метод, поскольку требует полной перенастройки двигателя. Но при правильном использовании позволяет добиться положительных результатов.