Для определения состояния силовой установки автомастера пользуются замером компрессии в цилиндрах мотора. Во время проверки этого параметра удается получить только цифры, но эта операция позволяет оценить состояние цилиндропоршневой группы без сильной разборки двигателя. Замер компрессии – операция, которая выполняется за считанные минуты, а информации эта процедура дает немало. Но не все знают, что такое компрессия и как по ней оценивается степень износа и состояние силового агрегата автомобиля.
Компрессия и степень сжатия
Компрессия – параметр, который показывает давление внутри камеры сгорания при достижении поршня ВМТ на такте сжатия. Она показывает, насколько сжимается топливовоздушная смесь, закачанная в цилиндр при такте впуска.
Давление – один из факторов, участвующих в процессе горения. Если брать дизельный мотор, то в нем воспламенение топливной смеси происходит за счет сильного сжатия, из-за чего смесь разогревается настолько, что происходит самовоспламенение. Давление напрямую влияет на горение.
В бензиновых же моторах загорание смеси происходит от искры свечи зажигания. Но и в таких моторах нужно, чтобы топливовоздушная смесь сжималась. В процессе этого топливо испаряется и лучше перемешивается с воздухом, что обеспечивает легкость воспламенения, полное сгорание смеси с лучшей отдачей энергии. Поэтому компрессия считается важным параметром двигателя.
Автопроизводители в технической документации указывают степень сжатия. Автолюбители воспринимают это показатель как компрессию. В действительности это два разных параметра.
Степень сжатия характеризует соотношение объема цилиндра при нахождении поршня в НМТ и ВМТ. Это геометрический параметр указывающий, как сильно сжимается топливная смесь. Единиц измерения он не имеет. В документации к автомобилю указывается, что степень сжатия составляет 10:1. Отсюда понимаем, что в цилиндре происходит 10-кратное уменьшение объема цилиндра при такте сжатия.
Но степень сжатия не показатель давления. И виной тому физические процессы, происходящие в цилиндре. При сжатии происходит нагревание топливной смеси, которая находится в газообразном состоянии. А газ при повышении температуры расширяется, увеличивает свой объем. Это и становится причиной того, что значение компрессии выше, чем степени сжатия, на 20%. В результате при степени сжатия в 10:1 получаем давление в камере при завершении такта сжатия на уровне 12 кгс/см. кв. Но это значение не точное, поскольку компрессия меняется из-за тех же физических процессов. На холодном двигателе показатель ниже из-за меньшего расширения газа.
Компрессия в цилиндрах напрямую зависит от степени сжатия, но в обратном направлении никакой зависимости нет. Давление в цилиндрах на геометрический показатель повлиять не может.
Видео: Обманчивая компрессия.Диагностика двигателя без автомобиля
Какая компрессия считается нормальной?
Чрезмерное давление в цилиндрах, как и недостаточное, негативно сказывается на процессах в камерах сгорания. При слишком большой компрессии появляется взрывной характер сгорания топлива, начинается детонация мотора, сопровождающаяся созданием высоких температур и ударными нагрузками на ЦПГ и кривошипно-шатунный механизм.
Поэтому компрессия в двигателях находится в определенном диапазоне. На бензиновых двигателях давление, создаваемое в цилиндре, варьируется в диапазоне 11-13 кгс/см. кв. Но есть и исключения, силовые установки некоторых авто обладают компрессией 14-16 кгс/см. см.
Выше отмечалось, что воспламенение смеси в дизельных моторах происходит от давления, причем немалого. Поэтому в таких моторах показатель компрессии выше, чем у бензиновых. Рабочим считается у дизеля давление на уровне 22 кгс/см. кв.
Что влияет на давление в цилиндрах?
Сжать топливо в камере сгорания возможно только при условии, что в цилиндре обеспечивается герметичность. Поршни при работе мотора постоянно двигаются в цилиндрах, а где есть подвижное соединение, там будут зазоры. И хоть для устранения этих зазоров применяются уплотнители – поршневые кольца, но потери в месте контакта поршней с цилиндрами есть, поскольку часть газов прорывается в подпоршневом пространство.
Взаимодействие элементов ЦПГ между собой приводит к износу контактирующих поверхностей, из-за чего зазоры постепенно увеличиваются, что обеспечивает просачивание большего количества газов. А чем больше их выйдет, тем меньше будет компрессия.
Повлиять на компрессию могут и другие элементы, расположенные в камере сгорания. Закачка составляющих топливной смеси в цилиндр и отвод продуктов горения из него осуществляется клапанами газораспределительного механизма. При нормальном состоянии этих элементов их тарелки за счет пружин плотно прилегают к седлам. Но некоторые негативные процессы,которые проходят в цилиндрах, становятся причиной подгорания седел и кромки тарелки клапанов, образования слоя нагара на них. В результате имеем еще одно место утечки газов при сжатии.
Между головкой и блоком цилиндров помещается прокладка, у которой при перегреве образуются трещины, сказывающиеся на герметичности камеры сгорания.
Это снижает компрессию в цилиндрах. А без давления не соблюдаются условия для нормального сгорания топливной смеси.
Признаки снижение компрессии
Снижение компрессии приводит к изменениям в работе силовой установки. Топливо хуже перемешивается с воздухом, поэтому процесс горения проходит не так, как надо. Результатом этого становиться:
- падение мощности,
- затруднительный пуск мотора «на холодную»,
- перебои в работе,
- мотор «троит».
При критическом снижении компрессии в цилиндрах запуск дизельного мотора невозможен, бензиновый еще может завестись, но с трудом. Граничным считается падение давления на 10% от номинального показателя. К примеру, компрессия мотора составляется 11 кгс/см. кв. Если это значение упадет до 9,9 кгс/см. кв., то установка уже не запустится.
Видео:Компрессия двигателя
Помимо естественного износа существуют и другие факторы, которые влияют на компрессию. Использование некачественного топлива и смазочного материала становится причиной образования нагара внутри цилиндра и на поршне. Происходит закоксовка элементов ЦПГ, из-за которой поршневые кольца «залегают» заклинивают в сжатом положении. Тот же нагар оседает на клапанах, мешает им плотно прилегать к тарелкам. Эти негативные факторы влияют на компрессию всех цилиндров.
Измеряем компрессию
Замер компрессии выполняется специальным прибором – компрессометром. Это манометр с переходником для установки на двигатель.
Технология замера несложная, но чтобы показания были корректными, необходимо выполнение некоторых условий. Для примера рассмотрим, как проводится операция на бензиновом моторе:
- Перед началом работ убеждаемся, что АКБ полностью заряжен и способен активно крутить коленчатый вал.
- Прогреваем силовой до рабочей температуры.
- Выкручиваем все свечки зажигания.
- Перекрываем подачу топлива (в карбюраторных моделях отсоединяем топливный патрубок от насоса, в инжекторных – вытаскиваем предохранитель бензонасоса).
- В свечное отверстие вкручиваем компрессометр.
- Садимся за руль, выжимаем на педаль акселератора, чтобы открыть дроссельную заслонку, и задействуем стартер на 10-15 сек.
- Смотрим результат на манометре и записываем его.
- Проводим аналогичные замеры в остальных цилиндрах.
После замера сверяем показания, на основе которых получаем информацию. А она может быть разной.
Если показания в цилиндрах одинаковое или имеется разница (разбежность в показаниях до 1 кгс/см. кв. между цилиндрами считается нормальной) и при этом не отмечается падения ниже критической отметки – машину можно дальше эксплуатировать.
Компрессия в цилиндрах ниже граничной отметки – сильный износ ЦПГ. Двигатель требует капитального ремонта.
Давление в одном из цилиндров значительно меньше, чем в остальных – имеется место сильной утечки.
Выявить, что стало причиной сильного падения компрессии несложно. Для этого заливаем 20-30 гр. масла в него и повторно проводим замер. Если компрессия подскочила – кольца залегли или разрушились.
Если же заливка масла на компрессию не повлияла – неисправность ищем в клапанах ГРМ или прокладке ГБЦ. Бывают и более серьезные поломки – прогорание поршня или пробой стенки цилиндра, но такие неисправности проявляются не только падением давления, поэтому выявляются они раньше.