Что такое компрессия в двигателе и зачем она нужна

Что влияет на компрессию

Перед выполнением замера рекомендуется прогреть мотор до момента, когда включится вентилятор охлаждения, до температуры охлаждающей жидкости, равной +80°С…+90°С.

Разница в компрессии на холодную и горячую в том, что непрогретого, двигателя ее значение всегда будет ниже, чем у прогретого. Объясняется это достаточно просто. По мере прогревания двигателя его металлические детали расширяются, и соответственно, зазоры между деталями уменьшаются, повышается герметичность.

Кроме температуры двигателя на значение компрессии двигателя влияют также следующие факторы:

Положение дроссельной заслонки. При закрытом дросселе компрессия будет ниже, и соответственно, ее значение будет возрастать по мере открытия дросселя.

Состояние воздушного фильтра. Компрессия всегда будет выше при чистом фильтре чем если он забит. Забитый воздушный фильтр снижает компрессию

Зазоры на клапанах. Если зазоры на клапанах больше положенного, не плотное прилегание в то своих «седлах» способствует значительному уменьшению мощности двигателя из-за пропуска газов и снижается компрессия. При малых авто и вовсе будет глохнуть.

Подсос воздуха. Он может подсасываться в разных местах, но в любом случае при подсосе компрессия двигателя снижается.

Масло в камере сгорания. Если в цилиндре имеется масло или нагар, то значение компрессии увеличится. Однако это на самом деле вредит двигателю.

Излишнее топливо в камере сгорания. Если топлива будет много, то оно разжижает и смывает масло, которое играет роль уплотнителя в камере сгорания, и это снижает значение компрессии.

Скорость вращения коленчатого вала. Чем будет выше — тем выше и значение компрессии, поскольку в таких условиях не будет утечек воздуха (топливовоздушной смеси) из-за разгерметизации. Скорость вращения коленвала зависит от уровня заряженности аккумуляторной батареи. Это может сказаться на результатах в абсолютных единицах до 1…2 атмосфер в меньшую сторону

Поэтому кроме того что меряют компрессию на горячую, важно еще чтобы АКБ была заряжена и хорошо крутила стартер при проверке. Если двигатель исправен, то компрессия на холодном двигателе по мере прогрева должна возрастать очень быстро, буквально за считанные секунды

Если возрастание компрессии происходит медленно, то это означает, что, скорее всего, перегорели поршневые кольца. Когда же давление компрессии не растет вовсе (на холодную и на горячую одинаковая компрессия), а бывает, что и, наоборот, падает, то вероятнее всего пробита прокладка головки блока цилиндров. Так что если вы задались вопросом почему на холодную компрессия больше чем на горячую, якобы возможно так и должно быть, то ответ стоит искать именно в прокладке ГБЦ

Если двигатель исправен, то компрессия на холодном двигателе по мере прогрева должна возрастать очень быстро, буквально за считанные секунды. Если возрастание компрессии происходит медленно, то это означает, что, скорее всего, перегорели поршневые кольца. Когда же давление компрессии не растет вовсе (на холодную и на горячую одинаковая компрессия), а бывает, что и, наоборот, падает, то вероятнее всего пробита прокладка головки блока цилиндров. Так что если вы задались вопросом почему на холодную компрессия больше чем на горячую, якобы возможно так и должно быть, то ответ стоит искать именно в прокладке ГБЦ.

Проверка компрессии на горячую в разных режимах работы позволяет диагностировать поломки отдельных узлов цилиндро-поршневой группы двигателя (ЦПГ). Поэтому при проверке состояния двигателя мастера всегда первым делом рекомендуют измерить компрессию в цилиндрах.

Как правильно проверить компрессию в двигателе

Перед проверкой компрессии нужно полностью зарядить аккумулятор и убедиться в исправности стартера. В противном случае измерение будет неточным, а показания заниженные. В результате ошибки вы можете начать делать ремонт мотора, хотя нужно искать другие причины.

Мастера пользуются разными способами диагностики:

на холодном двигателе;
на прогретом моторе;
с закрытым или открытым дросселем.

Самые точные данные дает диагностика на прогретом двигателе, которая проводится в следующем порядке:

Запустите двигатель и прогрейте его до температуры 70 градусов.
На дизельном моторе выверните форсунки, на бензиновом – снимите провода высокого напряжения и выкрутите свечи.
Отсоедините штекер проводов от форсунок или отключите бензиновый насос, сняв соответствующий предохранитель.
Установите насадку компрессометра на 1 цилиндр.
Нажмите педаль газа для открытия дросселя.
Прокрутите мотор стартером на 5-10 оборотов.
Запишите показания компрессии и повторите процедуру на других цилиндрах.

Подача топлива на дизельном силовом агрегате с механическим топливным насосом отключается рычагом отсечки.

По итогам испытаний можно сделать выводы:

Если в разных цилиндрах показания отличаются до 1 бара и близки к рекомендуемым, то элементы цилиндропоршневой группы в порядке.
Если данные занижены и соответствуют минимальному значению, то двигатель изношен. При этом его можно эксплуатировать, заливая больше масла, но скоро придется делать ремонт.
Когда компрессия в одном цилиндре меньше на 2-3 атмосферы, по сравнению с другими, нужно уточнить данные. Для повторного контроля залейте 5 г моторного масла в свечное отверстие. Если давление возросло, то поршневая группа изношена или есть поломки деталей, так как масло создало дополнительную герметичность. Если показания не изменились, значит прогорел клапан.

В случае низкого давления (меньше оптимального), то требуется капитальный ремонт. При этом проверять компрессию с заливкой масла нет смысла, так как мотор в любом случае подлежит разборке.

Что понимают под компрессией?

Одна из основных характеристик двигателя, приведенная в инструкции по эксплуатации автомобиля, – степень сжатия. Это безразмерный коэффициент, показывающий, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь перед воспламенением. Рассчитывается так: объем одного цилиндра (с учетом камеры сгорания) делится на величину хода поршня. Данный параметр является постоянным и меняется только при глубоком тюнинге мотора – расточке цилиндров, установке другого коленвала и так далее.

Степень сжатия несведущие автолюбители путают с компрессией – реальным давлением, создаваемым поршнями при вращении коленчатого вала стартером (200–300 об/мин). Характеристика меняется по мере износа деталей и измеряется в таких единицах:

Атм (атмосфера);
кгс/см 2 (килограмм-сила на сантиметр) = 0,97 Атм;
МПа (мегапаскаль) = 9,9 Атм;
Бар = 0,99 Атм.

Чтобы выявить неисправность главных элементов двигателя, нужно померить компрессию во всех цилиндрах и сопоставить полученные значения с оптимальной величиной. Почему в процессе эксплуатации мотора компрессия снижается:

Рабочие поверхности колец, поршней и цилиндров истираются, зазор между ними увеличивается. Когда коленвал крутится стартером, поршень не успевает «накачать» давление в камере сгорания – часть воздуха уходит через щели в картер.
Тарелки клапанов постепенно подгорают, неплотно садятся в седло и пропускают газы.
«Подвисший» клапан либо полностью прогоревший поршень не позволяет создать давление в цилиндре.
Царапины и задиры на цилиндрах также ведут к утечкам газов.

Цикл Миллера-Аткинсона

Большую известность цикл Миллера-Аткинсона получил благодаря рекламным брошюрам компании Mazda. Маркетологи гордо заявляют, что инженерам удалось поднять степень сжатия двигателей модели Skyactive до 14 единиц. На самом деле речь идет о геометрической степени сжатия, а не о фактической.

Трюк заключается в том, что во время поднятия поршня на такте сжатия выпускные клапаны еще долгое время открытые, из-за чего часть свежего воздушного заряда выталкивается в выхлопной тракт. Поэтому фактическая степень близка к стандартным для бензиновых моторов 12 единицам. Увеличение термического КПД при этом достигается за счет более эффективного использования энергии расширяющихся газов на такте рабочего хода. За счет большего хода (увеличен диаметр кривошипа) газы дольше давят на поршень. Поэтому при сгорании одной и той же доли топлива, в сравнении с обычным циклом Отто, на коленчатый вал передается больший крутящий момент. Технология позволяет в режимах малых и средних нагрузок значительно уменьшить расход топлива и количество вредных выбросов.

Возможные причины

Неравномерная компрессия в цилиндрах. Из-за снижения компрессии не происходит эффективное сгорание топливовоздушной смеси, вследствие чего поршень в проблемном цилиндре не получает должного ускорения. Причина вибрации на холостых оборотах в таком случае в уменьшении инерционного движения поршня на такте рабочего хода.
Пропуски зажигания в 1 либо сразу нескольких цилиндрах. Как и в случае с потерей компрессии, по причине плохого сгорания ТПВС поршень не получает должного ускорения, что приводит к неравномерному вращению коленчатого вала.
Неисправность двухмассового маховика. В исправном состоянии демпфер крутильных колебаний позволяет снизить нагрузку на коленчатый вал и элементы трансмиссии. В случае выхода из строя наблюдаются вибрации двигателя, сопровождающиеся характерным громыханием.
Износ подушек двигателя. Мотор в подкапотном пространстве удерживается на нескольких сайлентблоках. В случае трещин, надрывов резиновых демпферов вибрации будут передаваться на кузов и четко ощущаться в салоне.
Износ привода уравновешивающих валов и самих балансиров. Износ подшипников, растяжение цепи, неправильная регулировка натяжителя приводят к повышению шумности и вибрациям.

Подушки двигателя

Как определить, что причина дисбаланса именно в подушках?

Визуально осмотрите сайлентблоки крепления двигателя. Резиновый демпфер не должен отслаиваться от металлических элементов, иметь глубокие трещины.
Используя подкатной домкрат и небольшую резиновую проставку, поочередно поддомкратьте двигатель со всех сторон установки подушек (точка опоры должна быть как можно ближе к месту расположения демпфера). После каждой смены положения точки опоры наблюдайте за работой мотора. Вибрация должна заметно уменьшиться при поддомкрачивании двигателя вблизи порванной подушки.

Компрессия

Вибрация, связанная с потерей компрессии в первую очередь проявит себя на холодную. По мере прогрева металлические детали расширяются, уменьшая тем самым зазоры, через которые происходит прорыв выхлопных газов. Неравномерность компрессии в цилиндрах – естественное явление для двигателя с пробегом больше 100 тыс./км. Но для нормальной работы разброс не должен превышать 0,5-1 кгс/см2. При больших значениях на холодную уже могут наблюдаться вибрации.

Проверять компрессию следует на холодном двигателе. Узнать, какая компрессия должна быть в двигателе, можно из руководства по ремонту и эксплуатации вашего автомобиля. Вслед за проверкой можно определить, что именно стало причиной потери компрессии: проблема с ЦПГ либо деталями ГРМ. Для этого залейте в проблемный цилиндр 25-30 мг моторного масла, после чего повторите замеры. Если компрессия выровняется, причина в износе ЦПГ. Отсутствие изменений свидетельствует о проблемах с ГРМ. Более точную диагностику причины вибраций на холостых можно осуществить пневмотестером.

Пропуски зажигания

Самодиагностика современных ЭБУ двигателя позволяет определить номер цилиндра, что значительно облегчает поиск причины вибраций на холостом ходу. Множественные пропуски свидетельствуют о периодических проблемах сразу в нескольких цилиндрах. Из термина отнюдь не следует, что причина перебоев в работе именно в системе зажигания, так как ЭБУ определяет пропуски зажигания по неравномерности вращения коленчатого вала. Какие элементы чаще всего становятся причиной пропусков зажигания и повышенной вибрации?

Топливные форсунки (ТПВС переобогащенная или слишком бедная).
Свечи зажигания. К перебоям в подаче искры приводит масляный нагар на свечах, эрозия электродов, нарушение керамической изоляции, неправильный воздушный зазор.
Высоковольтные провода.
Катушка зажигания/модули зажигания.
Блок управления двигателем.

Не стоит забывать о проблеме подсоса воздуха и многих других причинах, из-за которых двигатель троит, а на кузов передается вибрация. В любом случае мы рекомендуем переходить к поиску неисправностей только после считывания кодов ошибок.

Износ цилиндро-поршневой группы

Тут все понятно, износ компрессионных колец и износ цилиндра. Но по каким причинам?

а) Некачественное масло или позднее время замены масла.

Масло выработало свой ресурс и его смазывающие свойства упали. Далее начинается износ всех механизмов двигателя.

б) Катализатор.

Не устану повторять, что если ваш кат.коллектор начнет рассыпаться, керамика попадет в цилиндры и абразив натрет задиры и все вытекающее.

в) Износ от «старости».

Большие пробеги, много моточасов. В двигателе неизбежно идут процессы износа. Из-за конструктивных дефектов двигатель может умереть быстрее, но двигатели миллионники показывают нам, что если за ними следить, то они отходят верой и правдой долго и долго.

Где и как найти неисправность

Простой способ: через свечное отверстие в цилиндр с компрессией минимального значения заливайте сто грамм свежего моторного масла. Замеряйте компрессию. При увеличении компрессии причиной неисправности будет износ поршневых колец. Если значение компрессии не изменилось, то возможны следующие виды повреждений: трещина или прогорание дна поршня или стенки камеры сгорания и прогорание прокладки головки блока или клапана.

Если Вы будете самостоятельно ремонтировать двигатель, то очень легко можно определить причину неисправности. Возьмите старую свечу и выбейте из неё керамический изолятор. К металлическому корпусу приварите или припаяйте вентиль от автомобильной камеры. Установите поршень неисправного цилиндра в верхнюю мёртвую точку такта сжатия. Вверните в свечное отверстие свечу с переходником и подсоедините к ней автомобильный компрессор. Открутите маслоналивную крышку и пробку расширительного бачка. Включите автомобильный компрессор. При выходе воздуха через глушитель — прогоревшим будет выпускной клапан, а если воздух будет выходить через дроссельную заслонку, то прогорел или негерметичен впускной клапан. Когда воздух будет выходить пузырями из охлаждающей жидкости в расширительном бачке – прогоревшей окажется прокладка головки блока цилиндров. Ну, а если воздух будет выходить из маслоналивной горловины, то это говорит об износе поршневых колец.

От чего зависит компрессия на технически исправном двигателе и что на неё влияет?

Чем выше в двигателе степень сжатия, тем больше давление в цилиндре. Причём величина степени сжатия не должна быть равной величине компрессии. На деле значение компрессии выше.

Откуда появляется дополнительное давление?

Степень сжатия – это параметр конструкции, то есть соотношение всего цилиндрического объёма над поршнем, когда он в нижней мёртвой точке, к объёму камеры сгорания над поршнем, когда тот в верхней мёртвой точке. Энергия тратится на сжатие рабочей смеси, происходит повышение температуры, дальше в конце такта сжатия в камере сгорания увеличивается давление. Камера сгорания и стенки цилиндра разогреты до девяноста градусов по Цельсию – это тоже влияет на нагрев рабочей смеси. Вывод прост: следите за количеством оборотов коленчатого вала двигателя и его температурой при замере компрессии.

Но есть ещё один нюанс, влияющий на замер компрессии. Цилиндр перед тактом сжатия заполнен рабочей смесью, которая имеет атмосферное давление. Если оно будет низким, то и низким будет значение давления. Воздух проходит через воздушный фильтр и впускной коллектор, во время такта всасывания заполняет цилиндр и создаётся разряжение. Большее наполнение цилиндра перед сжатием будет тогда, когда в этой цепочке будет наименьшее сопротивление рабочей смеси. При открытых дроссельных и воздушных заслонках, но с грязным воздушным фильтром результат замера компрессии будет не верным. Если впускной клапан закрыт, через который заполнялся цилиндр, то сжатие начинается сразу, при движении поршня вверх от нижней мёртвой точки. Но на современных двигателях, только при прохождении поршнем некоторого расстояния к верхней мёртвой точке, закрывается впускной клапан. Угол поворота коленчатого вала двигателя (от сорока до семидесяти градусов) и есть то расстояние.

Это решение конструкторов помогло получить при высоких оборотах увеличенную мощность, потому что при малом давлении в начале такта сжатия поток рабочей смеси поступает в цилиндр и дополнительно его наполняет. А при малых оборотах коленчатого вала (например, стартером), к началу закрывания впускного клапана поршень обратно выталкивает часть рабочей смеси во впускной коллектор. Соответственно после закрытия клапана и начинается сжатие.

У каждого двигателя свои особенности в фазах газораспределения. В обычной повседневной эксплуатации двигатель может иметь иные характеристики фаз газораспределения, нежели те, что написаны в технической документации к нему. Изменение регулировок и износ деталей способствуют этому.

Так что компрессия имеет хорошую возможность дать понять о том, в каком состоянии находится мотор. При этом Вам совсем не нужно иметь никакого диагностического стенда. Для того чтобы Вы экономили средства на ремонт, масло и топливо, а также содержали мотор в исправном состоянии – проверяйте компрессию регулярно.

Вперёд >

Как проверить уровень?

Чтобы узнать о маленькой или слабой компрессии на свечи в первом, во втором или в другом цилиндре мотора, необходимо придерживаться следующих правил:

силовой агрегат должен быть раскручен стартером до предельно высоких оборотов, для этого надо снизить вероятность потери энергии;
процедура не должна проводиться на холодном двигателе, чтобы обеспечить максимальное сопряжение при температурах, наиболее близких к рабочим;
предварительно нужно отключить и выкрутить свечи из цилиндров, чтобы не допустить образования сопротивления вращению;
нужно отключить подачу горючего, чтобы моторная жидкость не смывалась со стенок цилиндров;
необходимо максимально зарядить аккумуляторную батарею для эффективной раскрутки коленвала.

С помощью компрессометра

Для проверки уровня комперссии с помощью копрессометра:

Нужно прогреть автомобиль до рабочей температуры
Сбросить уровень давления в топливной рампе. После — необходимо опять запустить силовой агрегат.
Следующим этапом диагностики, который позволит понять причину падения компрессии, будет демонтаж наконечников, расположенных на свечах зажигания.
На следующем этапе нужно проверять, упала ли компрессия во всех четырёх цилиндрах мотора.

Таблица: результаты измерения

Причина проблемы	Признаки неисправности	Уровень компрессии, МПа
Заслонка полностью открыта	Заслонка закрыта
Силовой агрегат исправен	—	1,0-1,2	0,6-0,8
Трещина или другой дефект в перемычке поршня	появление синего дыма из глушителя, увеличенное давление в картере	0,6-0,8	0,3-0,4
Прогар поршня	цилиндр не может работать на небольших оборотах; из выхлопной трубы идёт синий дым; давление в картере увеличено.	0,5-0,5	0-0,1
Залипание колец в канавках поршня	цилиндр не может функционировать на малых оборотах; из выхлопной трубы идёт синий дым; давление в картере увеличено.	0,2-0,4	0-0,2
Задир поршневого элемента и цилиндра	неустойчивая работа двигателя на холостых оборотах; цилиндр не может работать на небольших оборотах; из выхлопной трубы идёт синий дым; давление в картере увеличено.	0,2-0,8	0,1-0,5
Деформирование клапана	Один или несколько цилиндров двигателя не могут работать на небольших оборотах	0,3-0,7	0-0,2
Прогар клапана	Один или несколько цилиндров двигателя не могут работать на малых оборотах	0,1-0,4
Залипание клапана	Один или несколько цилиндров двигателя не могут работать на невысоких оборотах	0,4-0,8	0,2-0,4
Появление дефекта на профиле кулачка распределительного вала (для двигателей, оснащённых гидротолкателями)	Один или несколько цилиндров двигателя не могут работать на невысоких оборотах	0,7-0,8	0,1-0,3
Увеличение объёма отложений и нагара в камере сгорания вместе с износом колец и маслосъёмных колпачков	Увеличенный расход моторной жидкости, из выхлопной трубы идёт синий дым	1,2-1,5	0,9-1,2
Естественный износ элементов поршневой группы	Увеличенный расход моторной жидкости, из выхлопной трубы идёт синий дым	0,6-0,9	0,4-0,6

Проверка маслом

Проверка маслом осуществляется с помощью 15-20 грамм смазки, которая заливается в некорректно работающий цилиндр.

После чего необходимо произвести проверку:

тепловых зазоров клапонов на каждом цилиндре;
мотора;
смазочного материала.

Затем производится сборка мотора и его запуск, выполняется диагностика расширительного бачка охладительной системы.

Видео: проверка компрессии без использования компрессометра

Канал «Секретный ГАРАЖ» представил видеоролик, в котором показан способ проверки давления в цилиндрах мотора без использования компрессионного оборудования.

Признаки и причины исчезновения

Признаков и причин, по которым нет компрессии в одном, двух или сразу всех цилиндрах, на самом деле не так мало. Поэтому для пользователей нашего ресурса были собраны материалы, которые могут помочь определить снижение уровня давления в системе.

Признаки

Если в головке блока цилиндров прогорает уплотнительная прокладка, сразу же нарушается герметичность самого цилиндра. Это можно увидеть, если выхлопные газы начнут прорываться через образовавшуюся щель. В этот момент происходит залегание колец, что влечет за собой повышенный расход моторной жидкости и бензина. Кроме того, в отдельных случаях мощность мотора может повышаться, а из выхлопной трубы будет идти дымный выхлоп.

Схема работы цилиндров

Если в вашем автомобиле пропала компрессия во всех цилиндрах одновременно или в каком-то одном из них, то признаки могут быть следующие:

мотор стал на порядок труднее заводиться;
двигатель работает нестабильно, как на холостом ходу, так и во время езды на передаче, на всех оборотах;
вы заметили, что ваш «железный конь» стал потреблять гораздо больше топлива;
в работе цилиндров также начались неполадки;
если ваша машина оснащена дизельным ДВС, то во время работы мотора вы услышите частые хлопки;
повышается давление в патрубках охладительной системы.

Причины

Каковы же могут быть причины? Их очень много, но мы рассмотрим все:

в устройстве выпускного клапана возникли трещинки, как правило, это вызвано износом мотора;
выпускной клапан очень плохо прилегает, что влечет за собой утечку через место соприкосновения клапана с «седлом»;
само «седло» клапана полностью разрушено или на нем имеются механические повреждения;
прогорела уплотнительная прокладка ГБЦ. Это могло случиться из-за ее износа. Кроме того, причиной износа прокладки может стать попадание загрязнений на контактные поверхности прокладки. Также она может прогореть в результате перегрева мотора, что впоследствии приведет к появлению трещин на блоке или деформации ГБЦ или самого блока;
вследствие перегрева двигателя может возникнуть задир цилиндра;
в вашем двигателе износилась цилиндропоршневая группа;
межкольцевые перемычки поршня вышли из строя, то есть разрушились;
кроме того, причиной, по которой в одном или двух цилиндрах нет компрессии, может быть выход из строя впускного клапана;
в одном или нескольких цилиндрах или на самих поршнях образовалась трещина;
на сальниках и уплотнительных поршневых кольцах появился нагар, который снижает давление в системе;
возникли сбои или неполадки в работе системы газораспределения;
обрыв цепи или ремешка газораспределительного механизма. Если во время движения на автомобиле оборвался ремень или цепь ГРМ, то это вполне может стать причиной того, что погнулись клапана;
клапан перестал закрываться или при его закрытии есть большой зазор. Если зазор слишком большой, то клапана, скорей всего, открывается недостаточно, причиной чему может стать некорректная регулировка или износ элементов. Кроме того, если в один или несколько цилиндров поступает недостаточно воздуха, под крышкой клапанов вы услышите стук.