О КОМПРЕССИИ В ДИЗЕЛЬНОМ ДВИГАТЕЛЕ 1
Под процессом измерения компрессии понимается диагностирование состояния цилиндро-поршневой группы, головки блока, прокладки и распределительного механизма при помощи специального прибора — компрессометра ( компрессиметра ) или компрессографа. Разница между ними состоит только в том, что показания компрессометра отражаются на манометре, а компрессограф в состоянии записывать эти данные и сохранять их на бумаге или другом носителе информации.
Операция довольно простая и казалась бы не требующая никаких особых знаний и опыта. Соответственно, относятся к ней как к процедуре рутинной, считая результаты ее окончательным диагнозом для заключения приговора о жизни или смерти двигателя. Однако опыт показывает, что не все так просто, как это видится с первого взгляда. Более того, кроме общих закономерностей, свойственных как бензиновым, так и дизельным двигателям, при измерении компрессии дизелей появляются нюансы, которые на бензиновых двигателях практически не видны. Соответственно, их не принимают в расчет, считая, что их влияние практически не играет роли. В дальнейшем, с такими же взглядами мы начинаем подходить и к измерению компрессии на дизелях, но в данном случае это уже не проходит, так как здесь эти же факторы начинают играть более важную роль.
Поэтому, чтобы не совершить подобных ошибок, нам придется начать наше исследование с самых основ.
Все отлично знают, что степень сжатия — это соотношение геометрических величин, то есть просто цифра, которая выражает отношение камеры сгорания между поршнем и головкой при его положении в нижней мертвой точке к камере сгорания при положении поршня в верхней мертвой точке.
Это величина стабильная для каждого конкретного двигателя, она не изменяется в процессе эксплуатации, за исключением случая, если вы поставите прокладку головки блока другой толщины.
Для подавляющего большинства дизельных двигателей японского производства этот параметр составляет 19-23, если же рассматривать дизеля в целом, то он редко уходит за границы 16-25.
Для рядового владельца дизеля, да и автослесаря тоже, этот параметр не представляет особого интереса. Разве что кто-то обратит внимание, что эта величина значительно больше показателей бензинового двигателя.
Гораздо важнее такой показатель, как компрессия. В отличии от степени сжатия, этот показатель уже не геометрическая, а физическая величина. Ее размерность кг/см2, pci, бар и она характеризует давление, создаваемое в цилиндрах двигателя при вращении его стартером и отключенной системе питания.
Именно эта величина характеризует собой один из комплексных показателей технического состояния и работоспособности двигателя.
Величина компрессии всегда больше степени сжатия. Почему это происходит мы рассмотрим ниже.
III ЧУТЬ-ЧУТЬ ТЕРМОДИНАМИКИ
Не хочу вас переутомлять, но немного теории вам придется проглотить. Постараюсь представить все как можно доступнее.
Если бы процесс сжатия воздуха в цилиндре при такте сжатия продолжался бесконечно длительное время, а утечек воздуха из цилиндра не было бы, тогда величина степени сжатия равнялась бы компрессии. Говоря проще, в этом случае при сжатии воздуха в два раза мы получили бы компрессию две атмосферы. Сжав воздух в 20 раз — получили бы компрессию 20 атмосфер.
Однако, ситуация совершенно другая. При сжатии воздуха выделяется дополнительная энергия, которая нагревает сжимаемый воздух, который в свою очередь расширяется и соответственно давит на стенки цилиндров с большей силой. Если бы процесс сжатия продолжался достаточно длительное время, то энергия, выделяющаяся в газе, успела бы поглотиться стенками цилиндров, блока и головки. Температура воздуха практически бы не изменилась и, соответственно, компрессия равнялась бы степени сжатия.
Как вы знаете, времени на процесс сжатия отводится крайне мало. За это время энергия, или назовем просто тепло, не успевает поглотиться стенками. Оно просто идет на расширение газа или, другими словами, на дополнительное увеличение давления того же воздуха.
Таким образом, при реальном сжатии газа предположим в 10 раз, давление там будет значительно выше.
Попытаемся разобраться, на сколько же компрессия больше степени сжатия.
Из законов термодинамики следует:
Для большинства, прочитавших вышенаписанное, это что-то туманное и непереваримое. Попытаемся перевести эту галиматью на родной нам русский.
Дословно это звучит примерно так: в процессе сжатия газа, изменение его давления обратно пропорционально изменению его объема в степени 1,4. Уточним, что это применимо только для теоретического случая, когда нет утечек воздуха и практически не происходит теплоотдачи к окружающим стенкам.
Попробуем подсчитать, чему же тогда будет равна компрессия при разных значениях степени сжатия. Подставляя различные значения, мы можем получить график зависимости компрессии от степения сжатия.
Не нужно сильно удивляться полученным данным, так как это всего лишь теоретически возможные значения компрессии. В реальном же двигателе значения компрессии значительно ниже указанных, вследствии просачивания части газа между кольцами, поршнями и цилиндрами, а также клапанами и седлами клапанов.
Вторым фактором снижения компрессии являются тепловые потери через поршня, гильзы и головку блока. Причем на новом двигателе эта составляющая превалирует в численном значении над потерями из-за утечек газа.
IV АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА КОМПРЕССИЮ
Постараемся проанализировать от чего могут зависеть каждый из этих факторов уменьшения давления в цилиндрах и какие возможны пути снижения этих потерь.
1.Количество утечек воздуха, а соответственно и снижение компрессии, зависит от состояния цилиндро-поршневой группы и клапанов (качества их уплотнения) и времени этих утечек( в данном случае — скорости вращения коленчатого вала). Чем хуже состояние ЦПГ и клапанов и ниже скорость вращения двигателя, тем меньше будут показания компрессии.
2.Количество теплопотерь в двигателе на такте сжатия зависят от площади стенок, с которыми соприкасается воздух, коэффициента теплопередачи этих стенок, а также времени контактирования воздуха с этими стенками. Соответственно, чем меньше времени будет контактировать воздух со стенками (выше скорость коленчатого вала), меньше будет удельная камера сгорания (отношение объема сжимаемого воздуха к площади контактируемых стенок) и меньше коэффициент теплопередачи маетриалов, тем меньше энергии потеряет сжимаемый воздух. Уменьшение потерь энергии приведет к увеличению давления газа — то есть компрессии.
К сожалению, многие знают только про первый фактор, влияющий на компрессию (состояние цилиндро-поршневой группы и клапанов), забывая порой даже о скорости вращения коленчатого вала.
Перейдем к рассмотрению каждого элемента, влияющего на величину компрессии:
1.1. Состояние цилиндро-поршневой группы.
Это пожалуй один из самых важных факторов, влияющих на показатели компрессии. Чем выше качество обработки и сборки двигателя, тем меньше утечки через сопряжения. И если для новых двигателей разброс показателей герметичности как правило небольшой (всетаки при зоводской сборке контроль качества довольно жесткий), то в процессе эксплуатации показатели при одном и том же пробеге могут в несколько раз отличаться друг от друга.
Объясняется это многими факторами:
— интенсивностью нагрузки ( Шумахер вы или спокойный отец семейства);
— используемыми смазочным материалами ( что у вас в двигателе — синтетика или бурда);
— условиями температурной напряженности ( запуск в -30С, постоянная эксплуатация в условиях перегрева, использование некачественных антифризов );
— герметичностью впускного тракта ( подсос воздуха с механическими примесями);
— качеством регулировочных работ,
а также множеством других факторов.
Эти причины, в своем большинстве, понятны и легко объяснимы.
Однако, есть один фактор, который знаком чаще всего специалистам, долгое время занимающимся ремонтом двигателей. Это размеры ЦПГ -цилиндро-поршневой группы.
В данном случае отслеживается явно выраженная закономерность увеличения максимального пробега двигателя с увеличением его объема, в частности диаметра цилиндров. То есть, чем больше двигатель, тем он долговечнее, в том числе и компрессия его падает значительно медленнее в процессе эксплуатации. Другими словами, несмотря на то, что при увеличении объема двигателя увеличивается количество газов, прорывающихся через сапун и клапана, однако, при пересчете на один литр объема, у больших двигателей этот показатель при равных пробегах, как правило, значительно меньше.
Это объясняется тем, что в небольших двигателях даже при незначительных износах поршневых колец, в них резко изменяются эпюры напряжений давления этих колец на гильзы. И если в новом двигателе их можно было скомпенсировать качественным изготовлением кольца, то по мере износа сделать это уже не возможно. Соответственно, кольца, а за ним и гильза интенсивно изнашиваются. Как правило, этот износ имеет выраженную форму эллипса. Конечно, эллипсность является не только следствием возникающих напряжений в кольцах, но и результатом увеличенной нагрузки поршней на гильзы именно в этом направлении. Однако, если рассматривать двигателями с большими диаметрами цилиндров, то вы заметите, что относительная величина эллипсности значительно меньше. А это влечет за собой меньший прорыв газов, да и дальнейшее падение компрессии не столь значительно, как в двигателях с меньшим диаметром цилиндров.
Практический вывод из этого — чем больше двигатель, тем он надежнее, а компрессия в нем падает значительно меньше при равных пробегах с маленькими двигателями. Это правило особенно актуально для дизелей, так как компрессия у них играет ведущую роль в процессе работы двигателя.
1.2. Скорость вращения коленчатого вала.
Как не покажется странным, но именно этот фактор является главной составляющей компрессии, так как она определяет не только утечки воздуха из цилиндров, но и степень отдачи энергии, образующейся при сжатии газа, окружающим стенкам.
Чем выше скорость вращения коленчатого вала, тем меньше утечки воздуха через неплотности, а, соответственно, выше давление сжимаемого воздуха — компрессии в цилиндрах.
В какой-то степени доказать, что скорость вращения играет более важную роль в создании компрессии в цилиндрах можно на двух примерах.
При снижении компрессии в дизельном форкамерном двигателе менее 18 атмосфер его практически невозможно завести стартером, при условии неприменения эфира или другой легковоспламеняющейся жидкости. Я не рассматриваю варианта заливки в цилиндры масла, так как это один из способов искусственного поднятия компрессии. Попытайтесь завести двигатель при компрессии 16 атмосфер!
( Не кидайте в меня раньше времени камни, утверждая, что спокойно заводили свой дизель при компрессии значительно меньшей 18. Я все объясню, когда дойду до главы, посвященной компрессиметрам.)
Однако, если вы привяжете его на удавку к другому автомобилю и попытаетесь завести с толкача, то, возможно, вам удастся завести его и с компрессией 12. Вот только работать он будет лишь на повышенных оборотах, а при попытке убавления оборотов — заглохнет.
Все объясняется довольно просто.
Стартер вращает коленчатый вал с частотой 200-250 оборотов в минуту. Когда вы тащите автомобиль другой машиной, скорость вращения коленчатого вала по меньшей мере в несколько раз превышает эту частоту. Газы просто не успевают прорваться из камеры сжатия через неплотности, в результате, при таких оборотах давление газов в цилиндре значительно выше и двигатель способен завестись. То есть, даже при критическом износе цилиндро-поршневой группы, но при повышенных оборотах коленчатого вала давление газов в цилиндре можно значительно повысить вплоть до воспламенения топлива.
Думаю, что большинство из вас не видели дизельного двигателя с так называемым " кривым стартером" — рукояткой для ручного запуска двигателя. Дело в том, что дизельный двигатель (я имею в виду автомобильный, а не вариант дизельэлектростанции мощностью 2-3 кВт) практически невозможно завести вручную. При хорошей компрессии дизеля требуется очень большой крутящий момент, чтобы провернуть с достаточной скоростью двигатель. При слабой компрессии вам также не хватит сил, чтобы вращать его с еще большей скоростью.
Я сознательно несколько преувеличил. В действительности есть такой автомобиль с "кривым стартером". Называется он "Робур", если не ошибаюсь, чешского производства. В конце 80-х — начале 90-х мне приходилось ремонтировать эти автомобили. Самым большим приколом для водителей в автобазе тогда была такая шутка. Новичку-шоферу, только что получившему "Робур", в случае если разрядился аккумулятор или был неисправен стартер, предлагали завести двигатель с ручки как все остальные автомобили, тем более, что она имелась в каждом таком автомобиле по штату. Новичок брался за работу, тут же собиралась толпа советующих. Одни объясняли как правильно держать рукоятку; другие, что крутить нужно резко; третьи, что нужно сначала покрутить плавно чтобы создать небольшое давление, а уж потом крутить что есть мочи. Через полчаса изнурительного кручения виновник торжества был весь в мыле, результата никакого, а все присутствующие потешались как могли. Вся изюминка заключалась в том, что рукоятка предназначалась не для заводки двигателя, а для проворачивания коленчатого вала при регулировке клапанов и ТНВД.
Все это повествование я привожу к тому, что когда вам порекомендуют замерить компрессию, вы не возмущались: "Да при чем здесь компрессия, когда у меня машина с удавки максимум через 15 метров заводится, а потом уже работает без проблем!" Потому и заводится, что при этом обороты как минимум в три раза больше. Почему он в дальнейшем работает без проблем и нормально заводится пока не постоит ночь на морозе, я объясню немного позднее.
Основной смысл процедуры замера компрессии в том и заключается, чтобы определить значение давления в конце такта сжатия при вращении его стартером. Еще раз повторяю — стартером с обычным аккумулятором, а не с пускозарядным устройством или другими вспомогательными средствами ускоряющими обороты вращения двигателя.
И вот здесь всплывает один очень важный нюанс, связанный со скоростью вращения коленчатого вала, на который я просто обязан обратить внимание.
Для чего же мы измеряем компрессию?
Однако, чтобы не разорвать логическую цепочку, мы вернемся к нему в следующей главе.
2.1.Площадь стенок, контактирующих с сжимаемым газом.
Этот фактор стабилен для каждого конкретного двигателя. Однако, если рассматривать общую закономерность, то чем меньше площадь контакта, тем меньше тепловые потери и выше создаваемое давление.
Именно этим фактором в основном и объясняется гораздо лучший запуск в холод двигателей с непосредственным впрыском топлива по сравнению с предкамерными двигателями. Наличие предкамеры значительно увеличивает площадь контакта, а, следовательно, снижает температуру газов — уменьшает давление.
Для компенсации этих потерь в предкамерные двигателя устанавливаются свечи накаливания. Если быть верным, то здесь логическая цепочка немного разорвана. Свечи нужны для компенсации тепловых потерь, а не для повышения давления в цилиндрах. Немного ниже я постараюсь вернуться к этому.
2.2. Коэффициент теплоотдачи материалов.
Этот показатель также практически стабилен для конкретного двигателя. Однако, если рассматривать конструкторские разработки в данном направлении, то наблюдаются интересные варианты попыток уменьшения коэффициента теплоотдачи за счет применения таких материалов, как сталь и керамика, при изготовлении поршней, и керамики — в гильзах. Сразу оговорюсь, что этим пытаются достичь не столько хороший запуск, сколько увеличить коэффициент полезного действия двигателя за счет уменьшения потерь тепловой и механической энергии.
V ДЛЯ ЧЕГО ИЗМЕРЯЮТ КОМПРЕССИЮ?
Каким бы странным не показался этот вопрос, но нам необходимо дать на него ответ.
Я заранее предугадываю ваш ответ: "А что здесь трепаться — компрессия позволяет определить состояние износа двигателя". Ответ правильный, но не полный. К сожалению, большинство рассматривают компрессию именно как параметр технического состояния цилиндро-поршневой группы и клапанов и только. Однако, компрессия является комплексного состояния всего двигателя, а также систем энергоснабжения и пуска.
В одной из интернетовских конференций по дизелям меня обсмеяли за данное высказывание, дополнительно приписав:"А при чем здесь провода от аккумулятора к стартеру?"
Постараюсь доказать правоту своей точки зрения, а заодно затронем и провода.
Так для чего же нужен замер компрессии?
1 Вариант. Чаще всего замер компрессии используется, как я уже говорил, для определения технического состояния цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) и клапанов. Однако, для этих целей данный параметр малоинформативен, так как на его показания влияют очень много факторов, не связанных с ЦПГ и клапанами:
— скорость вращения коленчатого вала;
— сопротивление движению воздуха во впускной системе;
— сопротивление на выпуске;
— соотношение фаз газораспределения;
— наличие факторов, влияющих на изменение утечек воздуха в ЦПГ.
Причем, это укрупненные комплексные факторы, которые сами, в свою очередь, состоят из целого ряда мелких факторов, влияющих на величину измеренной компрессии.
Нам необходимо рассмотреть составляющие этих факторов, чтобы осознать их влияние, и, по возможности, определить пути по компенсации их влияния на результаты окончательных выводов о состоянии ЦПГ и клапанов.
1 Скорость вращения коленчатого вала.
Мы уже рассматривали ее влияние на величину компрессии, поэтому здесь не должно возникать вопросов. Нам достаточно рассмотреть факторы, влияющие на ее величину:
— аккумулятор и его техническое состояние. Надеюсь, что вы признаете, что выбор емкости и стартерного тока аккумулятора, а также его техническое состояние будут значительно влиять на скорость вращения коленчатого вала двигателя, и особенно дизеля при -30С.
— провода с аккумулятора на стартер и массу и качество их контакта. При кажущейся глупости данного пункта, их влияние в некоторых случаях существенно. Плохой контакт массового провода к блоку двигателя, а в некоторых случаях и его отсутствие ( так как при снятии-постановке двигателя забыли поставить провод, соединяющий кузов автомобиля и двигатель ), приводит к значительному падению напряжения в силовой цепи стартера, что в свою очередь уменьшает его обороты.
— стартер и его техническое состояние. Пробой обмоток стартера, зависание щеток, неисправность обгонной муфты (бендекса) и другие неисправности могут вызывать снижение оборотов коленчатого вала.
— неправильная сборка двигателя — малый тепловой зазор колец, неправильно подобранные вкладыши и так далее.
— заливка несоответствующего масла в двигатель при низких температурах также может значительно снизить обороты при запуске.
2 Сопротивление воздушному потоку на впуске.
Увеличенное сопротивление на впуске влечет за собой снижение наполняемости цилиндров воздухом, и как следствие, — уменьшение максимально создаваемого давления.
Основными причинами повышения сопротивления являются:
— засоренность или неправильная установка воздушного фильтра;
— присутствие и неправильная работа заслонки во впускном коллекторе;
— повышенное нагарообразование во впускном патрубке и каналах;
— присутствие посторонних предметов.
3 Сопротивление на выпуске.
Этот фактор в меньшей мере влияет на уровень компрессии в цилиндрах, чем остальные. В основном он сказывается на заводку и работу двигателя и особенно при повышении оборотов.
Основными причинами могут быть заклинившие турбина, суперчаржер или забитая выхлопная труба.
4 Соотношение фаз газораспределения
Этот фактор может выпить много крови не только у водителей, но и у подготовленных специалистов, так как в некоторых случаях диагностировать его очень проблематично.
Как правило, любое изменение ( имеется в виду двигатель, в котором не производилось конструктивных изменений ) этого параметра в процессе эксплуатации влечет ухудшение наполняемости цилиндров и, соответственно, — уменьшение компрессии.
Основными причинами изменения данного фактора являются:
— неправильная установка ремня или цепи газораспределения ( хотя на дизельных двигателях изменение этого параметра возможно в крайне ограниченных пределах, так как это обычно влечет за собой загнутые клапана, поломанные коромысла и распредвалы );
Почему нужно знать, какая компрессия должна быть в дизельном двигателе
Компрессия дизельного двигателя является основным показателем его исправности. Компрессией называют максимальное значение давления, создаваемого в цилиндре, при нахождении поршня в ВМТ (верхней мертвой точке). Конструктивные особенности дизельных движков таковы, что малейшее отклонение компрессии от нормы приводит к сбоям в работе силового агрегата.
Заниженный показатель давления влечет за собой полный отказ в работе цилиндра. При возникновении сбоев или запуске дизеля и в работающем моторе необходимо производить тщательную проверку компрессии. Диагностика давления производится согласно инструкции, приложенной к прибору.
Технические характеристики двигателей внутреннего сгорания содержат информацию о конструктивном параметре — степени сжатия, который является постоянной величиной. Степень сжатия дизельного двигателя представлена в виде соотношения объемов цилиндра при расположении поршня в НМТ (нижней мертвой точке) и в ВМТ соответственно.
Определить степень сжатия можно путем деления величины объема цилиндра на объем камеры сгорания. Результат, полученный после деления, указывает во сколько раз уменьшается объем топливовоздушной смеси при перемещении поршня из нижней точки в ВМТ.
Основной характеристикой работы дизеля является именно компрессия в цилиндрах, потому что только при достижении рабочего давления определенного значения температура сжатого воздуха повышается и происходит воспламенение топливовоздушной смеси.
Описание признаков снижения компрессии
В процессе эксплуатации дизеля компрессия склонна к снижению вследствие постепенного износа его деталей и узлов. Величина давления отображает состояние элементов, входящих в состав дизельного мотора.
Проблемы, возникающие по причине пониженной компрессии, имеют следующие признаки:
- Возникновение трудностей при запуске двигателя.
- Плохое зажигание.
- Скачки в работе движка, плавают обороты.
- Троение дизеля, вызванное отказом одного или нескольких цилиндров.
- Шумная работа мотора вследствие формирования и последующих микровзрывов избыточных топливных испарений в силовом агрегате.
- Снижение мощности дизеля.
- Возрастание давления в системе охлаждения.
- Появление потоков масла снаружи двигателя.
- Увеличение расхода дизтоплива почти в два раза.
- Нагрев силового агрегата.
- Появление синего дыма, выходящего из выхлопной трубы при запуске мотора.
Возникновение хотя бы одного из перечисленных признаков вызывает необходимость проверки давления сжатого воздуха в цилиндрах.
Уровень проверяемого показателя давления опосредованно информирует о высоте температуры сжатого воздуха, вследствие чего становится понятно, возможно ли запустить двигатель. Повышение температуры сжатого воздуха до необходимого уровня возможно только при обеспечении достаточного давления в цилиндрах.
Определение нормы компрессии дизеля
Автовладельцы часто задаются вопросом, какая компрессия должна быть в дизельном двигателе. Норма давления сжатого воздуха в цилиндрах дизеля более высокая в сравнении с бензиновыми моторами. Запуск дизельного движка происходит при достижении давления более 22 кг/см3.
Сжатие воздушно-топливной смеси приводит к интенсивному нагреву воздуха свыше 300 ˚С и вспышке впрыснутого дизельного топлива. Наиболее предпочтительным для успешного воспламенения топлива является значение компрессии 20-32 кг/см3.
Уменьшение поршневого давления приводит к снижению температуры сжатого воздуха в камерах сгорания, что является помехой для воспламенения дизтоплива и запуска двигателя особенно в зимнее время.
Владельцам современных автомобилей с дизельным двигателем необходимо обладать информацией о величине давления, при котором холодный мотор заведется при низкой температуре в окружающей среде:
- меньше 28 кг/см3 — дизель заведется только при морозе, слабее чем минус 15˚С;
- от 20 до 30 кг/см3 — до минус 20˚С;
- более 32 кг/см3 — минус 25˚С;
- 36 кг/см3 — до минус 30˚С;
- 37–40 кг/см3 — минус 35˚С.
Данные приведены в расчете на то, что все системы автомобиля, участвующие в запуске мотора, находятся в отличном состоянии.
Причины, вызывающие понижение давления в цилиндрах
Если в результате проверки выяснилось, что компрессия в дизельном двигателе занижена, то чтобы ее повысить, необходимо произвести комплексную проверку и выяснить причины, вызвавшие этот дефект. Причинами низкого давления в цилиндрах дизельного мотора являются следующие факторы:
- неисправности поршня;
- залегание компрессионных колец;
- задиры и сколы на стенках цилиндров;
- трещины в блоке цилиндров;
- отказ прокладки блока цилиндров, появление неровностей на прилегающей поверхности;
- нарушение герметичности корпуса двигателя, образование трещин;
- возникновение слоев нагара внутри силового агрегата вследствие использования топлива плохого качества;
- отказ клапанов в следствие прогорания или неправильной настройки.
Показатель компрессии находится в прямой зависимости от степени изношенности деталей, входящих в поршневую группу, от клапанов и зазоров, отвечающих за температуру сжатого воздуха, установленных при их регулировке.
При выявленных дефектах в поршне или компрессионных кольцах нужно ремонтировать всю поршневую группу. Чтобы увеличить давление при выявлении задиров на цилиндрах, необходимо произвести шлифовку стенок или замену всего блока цилиндров.
Изношенные и прогоревшие клапаны нуждаются в замене и последующей настройке. Неверная регулировка клапанов является причиной неравномерной компрессии в цилиндрах.
Проведение комплексной проверки дизельных моторов является обязательным мероприятием для предупреждения окончательного отказа мотора.
Состояние всех элементов двигателя влияет на уровень компрессии. Снижение этого показателя говорит о сильном износе механизмов силового агрегата. При проведении комплексной диагностики всегда измеряется уровень давления сжатого воздуха в цилиндрах дизельных моторов.
Алгоритм замера давления в цилиндрах
Проверять компрессию необходимо после тщательного прогрева движка. При проведении замеров давления в поршнях используется прибор под названием компрессометр, имеющий специальную шкалу манометра для вывода информации и резьбу, рассчитанную на вкручивание вместо свечей накаливания или форсунок.
Последовательность действий состоит в выполнении следующих операций:
- Снятие свечи накаливания или форсунки с одного из цилиндров.
- Установка измерительного прибора на место снятой свечи или форсунки.
- Проворачивание коленчатого вала при помощи стартера.
- Фиксирование полученного результата.
- Замер давления в остальных цилиндрах производится подобными действиями.
- Сверка полученных результатов.
- Добавление 50 мл масла в каждый поршень при помощи медицинского шприца.
- Прокручивание мотора при снятых свечах при помощи стартера.
- Новый замер компрессии.
- Возрастание данного показателя свидетельствует о проблемах, возникших в поршневой группе.
- Если давление осталось неизменным, то необходимо производить ремонт и регулировку в клапанном механизме.
Для получения реальных результатов при проведении контрольных замеров необходимо обеспечить необходимое количество оборотов коленчатого вала, равное 200–250 оборотов в минуту.
Что делать при усиленном снижении компрессии дизельного двигателя?
При выявлении сниженной компрессии необходимо обратиться к специалистам с целью проведения тщательной диагностики силового агрегата. Серьезное снижение данного показателя при большом пробеге свидетельствует об износе элементов и необходимости их замены с последующими профессиональными регулировками на специальных стендах.
Если в одном из цилиндров давление занижено в сравнении с остальными, то придется производить переборку всего двигателя. Разное значение компрессии исчезнет только после замены всей поршневой группы.
Сборка и ремонт дизельных двигателей обходятся намного дороже вследствие технологических особенностей. Требования к величине компрессии объясняются тем, что воспламенение дизельного топлива при холодном запуске происходит только при заданной величине этого показателя.
Компрессия в дизельном двигателе: норма, инструкция по самостоятельному замеру
Компрессия в дизельном двигателе напрямую зависит от состояния компонентов газораспределительного механизма и цилиндропоршневой группы. В процессе эксплуатации ДВС элементы ГРМ и ЦПГ подвергаются интенсивному износу.
Необходимость проверки
Проверка компрессии дизельного двигателя проводится для того, чтобы обнаружить или исключить отклонения показателя. Наличие отклонений приведёт к нестабильной работе и/или затрудненному запуску силовой установки.
Проявления снижения компрессии
Профессиональная или самостоятельная проверка компрессии дизельного двигателя должна быть проведена при следующих признаках снижения показателя:
- существенное увеличение расхода топлива;
- образование масляных потёков на поверхностях мотора;
- вибрации на любых оборотах, в особенности пониженных;
- появление сизого дыма из выхлопной трубы при запуске дизеля;
- рост давления в системе охлаждения, перегрев мотора;
- провалы в работе, падение мощности;
- неравномерные обороты;
- пропуски зажигания, отказ одного из цилиндров.
Узнать о том, какая компрессия в дизельном двигателе, также необходимо при проблемах с горячим и холодным запуском силовой установки.
Компрессия в дизельном двигателе: норма и проверка
Компрессия дизеля – создаваемое по окончанию цикла сжатия смеси давление в цилиндрах дизельного мотора. Величина замеряется в килограммах давления на квадратный сантиметр (кг/см 2 ).
Нормы компрессии
Стабильный запуск силовой установки дизельного типа наблюдается при компрессии минимум в 22 кг/см 2 и выше.
При снижении показателя ниже 20 кг/см 2 двигатель без дополнительных действий, например, прямой заливки в цилиндры трансмиссионного или моторного масла, уже не запустить. Случается, что такой метод запуска помогает один раз, повторно завести дизель после простоя при низкой компрессии уже не получится.
Важно! Норма компрессии для дизелей составляет 20-32 кг/см 2 .
Инструменты проверки
Для проверки компрессии дизельного двигателя понадобится демонтировать свечи накаливания или форсунки. Поэтому, помимо самого компрессометра, потребуется переходник для крепления наконечника измерителя в отверстии для свечей или форсунок.
Обратите внимание: компрессометр для дизеля должен справляться с замерами до 60 атмосфер.
Этапы самостоятельной проверки
Процесс осуществляется поэтапно:
- на одном из цилиндров демонтируйте форсунку или свечу накала. Вкрутите вместо снятой детали штуцер компрессометра;
- используя стартер, проверните коленвал и зафиксируйте данные давления. Минимальное количество оборотов в минуту для стартера при этом – 200 единиц;
- отсоедините тестер и проверьте тем же образом все цилиндры. Показатели проверки на всех цилиндрах должны быть приблизительно равными;
- снова выкрутите форсунки или свечи накаливания. Во все цилиндры впрысните по 40-60 мл моторного масла;
- прокрутите стартером двигатель при отсутствующих форсунках или свечах. Заново измерьте компрессию в каждом цилиндре.
Читать показания необходимо следующим образом:
- если данные компрессии остались неизменными, нужно отрегулировать тепловые клапанные зазоры в газораспределительном механизме;
- если данные выросли, значит, в цилиндрах мотора износились элементы шатунно-поршневой группы.
Для увеличения компрессии в дизеле предлагаются специализированные присадки, которые нужно использовать при замене моторного масла. Такие средства повысят показатели вязкости и изменят изначальный состав рабочей жидкости. Благодаря этому объёмы теряемого через компрессионные кольца давления снизятся. Ещё один способ минимизации утечек и увеличения давления – притирка клапанов.
Рекомендации и требования
Получить высокоточные результаты замеров можно, выполняя следующие рекомендации:
- стартер должен быть полностью работоспособным;
- выкручивать необходимо все свечи накаливания без исключения;
- подачу топлива требуется отключить;
- загрязненный воздушный фильтр следует заменить или на время отсоединить от впуска трубопровода подачи воздуха;
- силовой агрегат нужно заранее прогреть до 90 0 Цельсия.
Проводить работу удобнее с напарником, который будет выжимать до предела педаль газа. С нажатой до упора педалью крутить стартером двигатель нужно не менее 5 сек. Фиксировать при этом следует максимальные показатели.
Компрессия в дизельном двигателе
В списке технических характеристик любого двигателя внутреннего сгорания зачастую указывается не компрессия в цилиндрах ДВС, а степень сжатия. Степень сжатия является конструктивным параметром, выражающим постоянное отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания конкретного ДВС. Другими словами, степень сжатия указывает на то, во сколько раз объем рабочей топливно-воздушной смеси уменьшается (сжимается) в цилиндре во время перемещения поршня из НМТ в ВМТ.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как самому точно измерить компрессию дизельного двигателя. Из этой статьи вы узнаете о способах замера компрессии, подборе дизельного компрессометра и диагностике возможных неисправностей.
Компрессия и степень сжатия дизельного или бензинового двигателя являются разными понятиями. Компрессия двигателя представляет собой величину, под которой следует понимать создаваемое давление в цилиндрах силового агрегата в самом конце такта сжатия смеси. Указанное давление измеряют в атмосферах, давлении в килограммах на квадратный сантиметр (кг/см2), МПа, используют единицу измерения бар и т.д.
Падение компрессии в цилиндрах дизеля ниже отметки в 20 кг/см2, приводит к тому, что двигатель самостоятельно и без дополнительных вмешательств уже не заводится. Под таким дополнительным вмешательством без разборки двигателя наиболее часто стоит понимать прямую заливку в цилиндры моторного или трансмиссионного масла. В ряде случаев этот способ помогает единоразово завести мотор с низкой компрессией. Повторный запуск неисправного ДВС после простоя будет невозможен.
Среди главных признаков сниженной компрессии отмечены:
- неустойчивая работа мотора на холостом ходу и под нагрузкой; и после кратковременного простоя; , вызванное одним или несколькими неработающими цилиндрами;
- падение мощности и существенное увеличение расхода горючего;
- появление отработавших газов в системе охлаждения или смазки;
Простейшим способом диагностики уровня компрессии является выкручивание свечей накала, после чего можно пальцем перекрыть свечное отверстие. Если компрессия находится на отметке около 20 кг/см2 и выше, тогда человек попросту не удержит палец. Более основательная проверка компрессии дизельного двигателя осуществляется путем выкручивания свечей накала, установки в освободившееся отверстие и замерами при помощи компрессометра.
Почему снижается компрессия
Резкое и неожиданное падение компрессии без видимых причин может возникнуть после ремонта ДВС, после многочисленных попыток запустить агрегат, а также в результате недостаточной частоты вращения коленвала стартером. В первых двух случаях масляная пленка на стенках цилиндров может отсутствовать, в результате чего компрессия недостаточна для запуска. Частота вращения зависит от состояния АКБ, стартера и других элементов, а также от вязкости моторного масла. Обильное попадание топлива или ОЖ в картер двигателя может привести к разжижению масла, что также приведет к потере компрессии.
Рекомендуем также прочитать отдельную статью о причинах, по которым может заметно снизиться компрессия в дизельном двигателе. Из этой статьи вы узнаете о потенциальных неисправностях механизма газораспределения и цилиндропоршневой группы.
Компрессия может снизиться в результате неисправностей ГРМ (прогар клапана, разрушение стержня клапана или повреждение направляющей втулки, проблемы с гидрокомпенсаторами и т.д.) Падение компрессии дизельного двигателя также может быть вызвано трещинами в ГБЦ или деформацией прилегающей поверхности головки блока цилиндров к блоку цилиндров, разрушением прокладки ГБЦ, износом зеркала цилиндров, неисправностями компрессионных колец, прогаром и/или разрушением поршня. На показатель компрессии двигателя также влияет степень закоксовки двигателя (отложения на днище поршня, залегание поршневых колец в результате обильного нагара и т.п.)
Как завести дизель с низкой компрессией
Также масло можно заливать и через форсуночные отверстия, но демонтаж дизельных форсунок сложнее, требует больше навыков и времени. По окончании заливки масла во все цилиндры мотор нужно провернуть в ручном режиме. Достаточно сделать пару оборотов, за которые на стенках цилиндров образуется равномерная масляная пленка. После этого мотор с выкрученными свечами накала необходимо снова провернуть на два или три оборота, но уже стартером.
Данная операция позволит удалить излишки масла из цилиндров агрегата и избежать так называемого гидроклина, который может возникнуть после закручивания свечей. Наиболее частой причиной потери компрессии выступает неисправность поршневых колец. Самостоятельная заливка масла позволяет существенно поднять компрессию в момент первого запуска до оптимальных параметров, что и приводит к уверенному пуску мотора.
Защитные и восстановительные присадки для двигателя: принцип действия. В каких случаях используются присадки в масло, чего ожидать после использования.
Особенности и порядок самостоятельного измерения точной компрессии дизеля и бензинового двигателя. Компрессиия «на холодную» и «горячую», неисправности.
Низкая комрессия в цилиднрах двигателя: главные причины. Как поднять компрессию в двигателе без ремонта мотора, доступные способы. Советы и рекомендации.
Как самому определить прогар клапана двигателя. Основные симптомы погоревшего клапана, точное выяснение причин троения мотора. Диагностика, полезные советы.
Когда необходимо производить замену поршневых колец. Как устанавливать кольца на поршень при замене своими руками. Ресурс, колец, притирка и обкатка.
Влияние степени сжатия на мощность и другие характеристики мотора. Тюнинг и увеличение степени сжатия, а также понижение параметра в отдельных случаях.