Нормальная компрессия бензинового двигателя тойота
Зрим в корень: сказки про компрессию двигателя
Компрессия — это вульгаризм. Правильно — давление конца такта сжатия. Это давление, которое создается в цилиндре при выключенном зажигании (или без подачи топлива — для дизеля) при положении поршня в верхней мертвой точке. Так вот, многие диагносты по величине замеренной компрессии (прости, наука, за жаргон!) дают заключение: «жив пациент» или «в морг», то есть на капитальный ремонт.
По мнению многих продвинутых автомобилистов, компрессия для мотора чуть ли не всё! Но так ли это?
Компрессия и степень сжатия — одно и то же: сказка первая
Нет, не так! Компрессия — это давление в цилиндре, степень сжатия — безразмерный параметр, описывающий геометрические параметры цилиндра: это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия (камера сжатия — это объем пространства над поршнем при его положении в ВМТ (еще он называется объемом конца сжатия — это то же самое). Называть ее камерой сгорания некорректно, поскольку сгорание топлива происходит во всем объеме цилиндра.) Компрессия от степени сжатия зависит, а степень сжатия от компрессии — нет! Компрессия зависит еще от кучи параметров: давления начала сжатия, регулировки фаз газораспределения, температуры, при которой проводится замер, протечек из камеры сгорания. А протечки определяются изношенностью колец и цилиндров.
«Компрессия» — то максимальное давление, которое мы измеряем в цилиндре при выключенном зажигании.
1 no copyright
Поднял компрессию — увеличил мощность: сказка вторая
Не совсем так. Компрессию можно поднять двумя способами — увеличить степень сжатия или уменьшить протечки из камеры сгорания. Посмотрим, что будет в каждом случае: в нашем распоряжении стенд.
Для начала уменьшим объем камеры сжатия. Проще всего для этого прошлифовать нижнюю плоскость головки цилиндров. У базового мотора «одиннадцатого» ВАЗа рабочий объем цилиндра чуть больше 370 кубиков. При штатной степени сжатия 9,8 объем камеры сжатия составит 42,6 см³. Можно посчитать, что, сняв 2 мм с посадочной поверхности головки блока цилиндров, мы уменьшаем объем камеры сжатия на 5,1 см³. Новая степень сжатия составит 11 единиц, то есть на 1,2 выше, чем у базового мотора. А теперь, просто из интереса, уберем еще 2 мм. Степень сжатия возрастает уже до 12,6. В учебнике находим нужную формулу и получаем: термический КПД цикла поршневого двигателя теоретически должен вырасти в первом случае минимум на 4%, во втором — на 9%. Здорово!
А теперь ставим эти головки на стендовый мотор и снимаем моментные характеристики. Снижение расхода топлива существенно меньше, чем обещала теория, — на 2,5% в первом случае и на 4,5% во втором. Причем эффект более выражен в зоне малых нагрузок. Прибавка мощности еще меньше: от силы 2–3%, причем в зоне малых и средних оборотов. А на высоких — никакого эффекта.
Все ясно: с увеличением степени сжатия резко растет давление в цилиндре, этот рост провоцирует детонацию, ее ловит соответствующий датчик — и сдвигает угол опережения зажигания назад. Следовательно, мощность падает. А потому и теоретический эффект существенно уменьшается. Зато растут температуры на выпуске, — стало быть, риск пожечь клапаны и поршни с таким мотором значительно выше.
Способ второй — уменьшаем протечки. Пойдем от обратного: сравним, что станет с моментной характеристикой, если заменить кольца такими, чтобы зазоры в них стали больше, скажем, раза в два.
Сделали. Для нового мотора — всё нормально, для всех цилиндров компрессия 13,2. 13,4 бар. Для испорченного кольцами с большими зазорами — 10,8. 11,1. А что показали замеры мощности? В зоне малых оборотов мощность испорченного мотора чуть-чуть упала, но когда перешли 2500 об/мин, кривые момента практически слились. Всё потому, что протечки из камеры сгорания в картер, которые должны бы снизить мощность, заметны только на малых оборотах, а на высоких их масса за один цикл резко падает, ведь с уменьшением времени цикла при увеличении частоты вращения коленчатого вала уменьшается и время на протечку.
Компрессия резко выросла, а мощность — нет. Вместе с компрессией проснулась детонация, и угол опережения зажигания пришлось сдвигать назад. А он влияет на мощность сильнее.
2 no copyright
Нет компрессии — сразу на капиталку: сказка третья
Обычно механик, обнаруживший низкую компрессию, тут же заявляет: «Двигатель изношен, требуется капиталка». Так ли все однозначно?
Нет, конечно! На спор можем назвать двадцать возможных причин снижения компрессии. Тут и проблемы с механизмом газораспределения, и механические или термические повреждения деталей двигателя, и закоксованность поршневых колец. И только одна из них будет связана с катастрофическим износом мотора. Важно уметь различать эти причины, понимать степень их опасности и знать методы борьбы с ними. Но это — тема отдельной статьи.
Чем выше компрессия, тем лучше: сказка четвертая
Частенько от апологетов разных присадок приходится слышать, как подпрыгнула компрессия после очередной обработки мотора. Рост до 15 бар, до 17 бар! Но надо иметь в виду, что в нормальном состоянии, даже восстановив зазоры до состояния нового двигателя, компрессию выше штатной не получить.
Откуда же цифры? Обычно на разобранном двигателе видно, что камера сгорания после обработки заросла непонятно чем и, как следствие, уменьшился объем камеры сжатия. Но эти отложения нарушают теплоотвод от камеры сгорания. Отсюда детонация, калильное зажигание и прочее. Так что небывалому росту компрессии не радоваться надо, а наоборот.
Изменение удельного расхода топлива при фиксированных оборотах (2500 об/мин) в двух вариантах двигателя — базовом и с кольцами, в которых увеличены зазоры. Компрессия упала, но по расходу это заметно только при малых нагрузках.
3 no copyright
И совсем не сказка.
Так на что же влияет компрессия? На многое! Главное — на пусковые свойства мотора, особенно при низких температурах.
В первую очередь это касается дизельных двигателей, где от давления и температуры конца сжатия зависит, воспламенится топливо в цилиндре или нет. Но и бензиновые двигатели в холодном состоянии тоже чувствительны к изменению компрессии: она влияет на испаряемость топлива, которое при холодном пуске только теоретически должно испаряться по пути в цилиндр. А реально — попадает туда в виде негорючих жидких капель.
Сниженная компрессия повышает давление картерных газов. В этом случае через систему вентиляции на впуск двигателя летит больший объем паров масла. Плохо это: и токсичность растет, и темп загрязнения камеры сгорания резко увеличивается.
Неравномерная по цилиндрам компрессия вызывает вибрации двигателя, особенно ощутимые на холостом ходу и при малых оборотах. А это, в свою очередь, вредит и трансмиссии, и подвеске мотора. Да и самому водителю.
Словом, роль компрессии как диагностического признака, во многом характеризующего состояние двигателя, очень велика. И наши «сказки» никоим образом не призывают махнуть на нее рукой — наоборот! Но стремление к безудержному ее повышению в поисках дополнительных «лошадок» — дело в целом бесперспективное.
Компрессия двигателя: результаты измерений (таблица итоговых значений)
Добрый день, в сегодняшней статье мы расскажем Вам про проверку компрессии автомобильного двигателя. В материале мы поговорим о том, как правильно делать замеры компрессии ДВС, рассмотрим какие бывают показатели данной процедуры и как конечный результат влияет на вычисление той или иной проблемы с двигателем. Кроме того, мы наглядно увидим таблицу с конечными результатами компрессии и признаки неисправностей того или иного показателя, который отражает определенную неисправность в устройстве.
Часто можно услышать от знакомых и близких людей, что двигатель в автомобиле отлично работал и вдруг у него начала пропадать мощность, повысилось потребление топлива с маслом, а также на холостом ходу можно чувствовать чрезмерную вибрацию. Чтобы однозначно определить, что же происходит с сердцем автомобиля и какие возможные неисправности с ним произошли, используют метод измерения компрессии ДВС. Данную процедуру можно произвести на специализированных станциях технического обслуживания или в домашних условиях при помощи специального прибора по измерению компрессии под названием компрессометр.
Итак, приступим к рассмотрению темы точности и правильности измерения компрессии двигателя, а также установлению неисправностей ДВС исходя из результатов измерений.
1. Понятие компрессии двигателя внутреннего сгорания
Компрессия – это показатель наивысшего давления в рабочей области цилиндра, которое образуется на холостой работе двигателя при крутящем стартере и отключенных свечах зажигания. Компрессию двигателя очень часто сравнивают с параметром степени сжатия, отметим, что это полностью разнонаправленные измерения и показатели.
Для измерения компрессии, как правило, откручивают все свечи зажигания и подключают специальный прибор под названием компрессометр, который напоминает такое устройство как манометр для измерения давления в шинах . Компрессометр состоит из соединительного шланга с нарезанной резьбой на конце и клапаном обратного давления. Когда происходит движение вала коленчатого типа, то в соединительный шланг нагнетается воздух до такого уровня, пока давление в самом шланге не станет таким же, как в рабочей области цилиндра. Показатель, который будет на максимальном уровне и отразит прибор компрессометр на своей шкале.
2. Правила и особенности измерения компрессии двигателя
Для того, чтобы правильно и точно снимать показания с измерительного прибора, которым проверяем компрессию двигателя автомобиля, необходимо знать следующие правила и особенности :
– обязательным моментом должен являться нагретый, но не заведенный двигатель и отключенная подача топлива. Для этого лучше произвести отсоединение топливного насоса или форсунок. Наша главная задача не допустить чрезмерного попадания топлива в рабочую область цилиндров;
– далее выкручиваем все свечи зажигания. Можно в принципе выкрутить и одну, но в этом случае произойдет повышение вращательному сопротивлению коленчатого вала и падение оборотов двигателя в процессе проворачивания таким устройством, как стартер;
– в заключении подготовительных работ перед замером компрессии необходимо удостоверится в оптимальном заряде аккумулятора и исправности приборов стартерной группы.
Компрессию двигателя можно производить при открытой и закрытой заслонки дроссельного типа. В том и другом способе будут получены определенные показатели, которые помогут выявить поломки или недостатки двигателя автомобиля. В том случае, если дроссельная заслонка прикрыта, то попадаемый воздух в рабочую область цилиндров будет довольно низок и следовательно уровень компрессии будет мал, примерные показатели составят от 0,5 до 0,7 микропаскаль. В данном моменте потеря воздуха будет сопоставима с его проникновением в рабочую область цилиндров, что вызовет повышенную чувствительность компрессии к потерям показателей на манометре, так как даже при незначительных утечках итоговое значение может снижаться в разы.
Как измерить и восстановить компрессию в двигателе Тойота (Toyota)
Машина – не человек. К ней нужно относиться с любовью.
Базовые показатели компрессии
Номинальные значения
- 4A-FE ( 13,5 кГс/см2)
- 3S-GTE ( 11,5 кГс/см2)
- 5S-FE ( 12,5 кГс/см2)
- 4A-GE ( 13,6 кГс/см2)
- 4ZZ-FE ( 13,3 кГс/см2)
- 1ZR-FE ( 14 кГс/см2)
- 4E-FE ( 13 кГс/см2)
- 7A-FE ( 13,5 кГс/см2)
Минимальные значения
- 4A-FE и 5S-FE ( 10 кГс/см2)
- 3S-GTE ( 9,0 кГс/см2)
- 4A-GE ( 11 кГс/см2)
- 4ZZ-FE ( 10,2 кГс/см2)
- 1ZR-FE ( 11 кГс/см2)
- 4E-FE и 7A-FE ( 10 кГс/см2)
Факторы, влияющие на компрессию
Постараемся проанализировать от чего могут зависеть каждый из этих факторов уменьшения давления в цилиндрах и какие возможны пути снижения этих потерь.
Чем хуже состояние ЦПГ и клапанов и ниже скорость вращения двигателя, тем меньше будут показания компрессии.
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.
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:
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:
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.
Это правило особенно актуально для дизелей, так как компрессия у них играет ведущую роль в процессе работы двигателя.
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.
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.
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.
Пример другой.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Коэффициент теплоотдачи материалов
Сразу оговорюсь, что этим пытаются достичь не столько хороший запуск, сколько увеличить коэффициент полезного действия двигателя за счет уменьшения потерь тепловой и механической энергии.
Запуск дизеля: соотношение компрессии и температуры
Из практического опыта мы вывели для себя примерную зависимость возможности запуска дизельного двигателя при различных температурах, в зависимости от компрессии в цилиндрах (замер компрессии на остывшем двигателе при температуре около 20С):
Заранее предупреждаю, что эта зависимость лишь относительно отражает возможность запуска дизеля от температуры.
Она соответствует 4-х цилиндровому форкамерному двигателю, при условии, что остальные системы исправны, и он заводится от штатного аккумулятора.
Кроме того, существенные отклонения в этих показаниях возможны в следующих случаях:
Я не рассматриваю варианты неисправности отдельных систем. В этом случае температура возможного запуска соответственно снижается.
Еще раз прошу не оспаривать данные значения компрессии до полного прочтения всей статьи. И если ваша машина заводится при компрессии 16 в -10С, то это не повод для спора.
Почему это происходит мы разберемся ниже. Все объяснения будут даны в главе посвященной компрессометрам.
В конце этой главы мне бы еще раз хотелось объяснить, для чего же измеряют компрессию.
Компрессия в определенной степени определяет коэффициент наполнения воздухом цилиндров. Соответственно, при снижении компрессии, количество воздуха, сжатого в конце такта сжатия, будет значительно меньше.
Основной же причиной, почему так важен показатель компрессии в дизельном двигателе, лежит в самом принципе работы дизеля.
При сжатии воздух в цилиндрах сильно нагревается. В конце такта сжатия, когда температура воздуха максимальна, в цилиндр впрыскивается топливо.
Показатель компрессии опосредованно показывает до какой степени повышается температура воздуха в цилиндрах и, соответственно, до какой температуры возможен запуск дизеля. Поэтому настолько и важен этот показатель.
По результатам многочисленных измерений компрессии ( а это даже не сотни, а тысячи измерений ) мы пришли к следующим критериям значений компрессии:
Возможно, в европейской части России и не требуется такая компрессия для запуска дизеля.
Компрессия в цилиндрах бензинового двигателя
Основным и важным показателем работы двигателя является герметичность камеры сгорания. Компрессия в цилиндрах двигателя определяет степень эффективного сгорания топлива, и соответственно, влияющая в прямой зависимости на уверенный его запуск, независимо от температуры окружающей среды, а также устойчивую работу как на холостом ходу, так и в движении.
Основные понятия
Компрессия — это параметр величины давления, создаваемый в цилиндре в конце такта сжатия. Величина зависит от достаточно большого количества факторов. Важно соблюдать правила замера в целях снижения процента ошибок при оценке технического состояния двигателя.
Общие правила измерения
Для предварительной общей оценке показателя компрессии в цилиндрах бензинового двигателя необходимо соблюдать следующие условия:
Стандарты и нормы
Существует мнение владельцев современных автомобилей, что компрессия горячего мотора может иметь значение от 8 до 10 атм.
Норма компрессии в цилиндрах любого двигателя от 12 атм, за редким исключением.
На автомобилях эксплуатируются двигатели различной конфигурации, определяемой количеством клапанов и распределительных валов, геометрией впускного коллектора, установленной шатунно-поршневой группы. В соответствии с этим рассчитывается его конкретная степень сжатия — это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.
К примеру, степень сжатия в характеристиках автомобиля указывается равной 9,5 единиц, умножив 9,5 на коэффициент 1,3 получим расчетную величину равную 12,35 атм.
Приборы для проверки компрессии
Компрессометр — прибор, состоящий из манометра со шкалой, клапана сброса давления и наконечников. Наиболее удобным является гибкий шланг с резьбовым наконечником, в который установлен ниппель для предотвращения обратного выхода воздуха из прибора. Проверка компрессии в цилиндрах двигателя, предусматривающих в конструкции свечные колодцы, осуществляется вворачиванием гибкого шланга в резьбовое отверстие свечи, что исключает потери сжатого воздуха от неплотного прилегания жестких наконечников без резьбы.
Измерить компрессию в цилиндрах своими руками
Прежде всего необходимо установить по технической документации какой является нормальная компрессия бензинового двигателя конкретно к этому автомобилю и определиться с сложностью доступа к свечам зажигания. Если доступ требует разборки других узлов двигателя (дроссельный узел, впускной ресивер), препятствующих их выкручиванию и существует уверенность в их успешной разборке и сборке, то можно приступить к замеру.
Как мерить компрессию
Бытует мнение, чтобы правильно замерить компрессию в двигателе необходимо стартером провернуть коленчатый вал на два-три оборота. Такой метод приведет к неправильному определению неисправности и как следствие к неоправданным затратам на ремонт двигателя.
Проверку выполняют на разных режимах с целью широкого анализа состояния мотора:
Проверка с закрытой дроссельной заслонкой
Такой способ измерения нужен для определения малых дефектов двигателя, чувствительных при небольшом поступлении воздуха в цилиндры. Это может быть трещина на тарелке клапана, небольшой прогар кромки или отсутствие герметичности в паре седло-клапан. Поступление воздуха через закрытую дроссельную заслонку при замере компрессии ограничивается, и величина ее будет невысокой (от 10 до 11 атм). В связи с малым поступлением воздуха в цилиндры чувствительность на утечки повышается, вследствие чего результаты параметров давления занижаются.
Проверка с полностью открытой дроссельной заслонкой
Для определения сильных износов двс компрессию проверяют с полностью открытой дроссельной заслонкой, обеспечивая максимальное поступление воздуха в цилиндры. Увеличенное количество воздуха способствует росту давления, но также увеличиваются и утечки, но в сравнении с массой поступающего воздуха они настолько малы, что величина падения компрессии незначительна и достигает 12 – 13 атм. Если имеются «грубые» дефекты в двигателе, то снизиться до 8 – 9 атм. Возможные причины:
- поломка или залегание колец в канавках поршня;
- поломка днища поршня или прогар;
- сильный прогар тарелки клапана или деформация его оси;
- в следствии попадания инородных материалов возник задир стенки цилиндра;
- после ремонта двигателя с законченным ресурсом, связанного с заменой поршневых колец, не было принято во внимание овальность цилиндров и не производилась их расточка под другой размер поршня и колец.
Плохая компрессия в двигателе
Признаки
Что делать, если выявлены вышеперечисленные признаки
Во избежание дальнейшего и скорого износа необходимо в кратчайшие сроки установить причины и выявить узлы, подлежащие ремонту.
По результатам замера компрессии возможны следующие показатели:
- высокая — больше 15;
- низкая — меньше 12;
- нет — 0.
Высокая компрессия постепенно вызывает детонационные стуки двигателя, разрушающие шатунно-поршневую группу.
Причина завышенной компрессии
Анализ ревизии двигателя показывает, что причина не одна. В таблице приведены причины повышенной компрессии в моторе:
| 1 | Перегрев двc |
| 2 | Низкокачественное масло |
| 3 | Не соответствующее масла |
| 4 | Присадки |
| 5 | Некорректная установка меток газораспределения |
| 6 | Несвоевременная замена маслосъемных сальников клапанов |
Причина низкой компрессии
Слабая компрессия выявляется при его запуске, особенно в холодную погоду, а также признаки обнаруживаются в потере динамики и увеличению расхода топлива.
Низкая компрессия увеличивает скорость износа двигателя, а если дефект в одном цилиндре, то холостой ход неустойчив, машина часто глохнет или занижает обороты холостого хода.
В таблице приведены основные причины:
| 1 | Перегрев |
| 2 | Тепловой зазор клапанов ниже допустимого уровня |
| 3 | Прогар или трещина на тарелке клапанов |
| 4 | Износ направляющих клапанов |
| 5 | Износ компрессионных колец поршня |
| 6 | Прогар прокладки головки блока цилиндров |
| 7 | Негерметичность пары седло-клапан |
Если нет компрессии в одном или более цилиндров, то двигатель очень плохо заводится, а заведенный тут же начинает работать несбалансированно, с сильными вибрациями и тряской.
Также пропадает компрессия в одном из цилиндров из-за сильного прожига тарелки клапана. Есть примеры, когда от 40 до 50% площади тарелки клапана оплавлено и компрессия равна нулю. Это легко определить и без компрессометра. Достаточно завернуть в этот цилиндр свечу и при прокрутке стартером коленчатый вал будет вращаться легко и однородно, не выделяя такты сжатия.
При замере компрессии желательно наблюдать за стрелкой измерителя давления (манометра) и следить за динамикой его нарастания. По скорости нарастания компрессии можно косвенно определить в какой группе деталей сильный износ. Если на первом такте манометр показывает низкую компрессию (3-5 атм), а при последующих тактах скорость нарастания давления увеличивается, то с большой вероятностью можно установить, что изношены поршневые кольца. В качестве перепроверки показаний можно применить метод искусственного создания масляной пленки на стенке цилиндров, добавив через свечное отверстие 5-10 мл масла. Если с добавленным маслом компрессия резко увеличится на первом же такте и установится номинальной, то можно уже конкретно утверждать об износе копрессионных колец. В случае измерения в двух соседних цилиндрах и получении низкого результата без масла и с маслом, можно сделать заключение о дефекте в прокладке головки блока цилиндров.
Возможен и другой вариант, когда достигается на первом такте 6-9 атм и на последующих тактах стрелка манометра зависает в этом же положении. При такой ситуации предполагается отсутствие герметичности клапана или прокладки ГБЦ. Более точно установить причину можно другими диагностическими приборами, такие как пневмотестер или электронный осциллограф.
Почему нет компрессии в двигателе
Возникают и такие ситуации, когда двигатель отремонтировали и установили новую поршневую группу, произвели расточку цилиндров, притерли клапана к седлам. Иными словами, ремонт произведен строго по технологической карте. Произвели замер компрессии, а давление в цилиндрах отсутствует.
После проведенного ремонта гидрокомпенсаторы могут оказывать давление на стержни клапанов, вследствие чего они могут быть открыты. Через определенное время гидрокомпенсатор заполнится маслом, и начнет функционировать.
Допустимая компрессия в карбюраторном двигателе
Оценка результатов измерений
Получение корректных данных является залогом точного определения неисправности.
Одинаковые значения, полученные при измерении, свидетельствуют об однородном состоянии деталей газораспределительного механизма и одинаковой степени износа шатунно-поршневой группы.
В случае падения давления в одном из цилиндров на величину 1 атм, в сравнении с другими цилиндрами, необходимо применить другие методы диагностики с целью установления точной причины.
Восстановление компрессии
Восстановить возможно, если не поврежден газораспределительный механизм на ГБЦ. Может возникнуть залегание поршневых колец. В этом случае повысить давление можно без разборки двигателя. Для этого нужно купить жидкость для растворения кокса и на горячем двигателе провести процедуру «раскоксовки». Цена процедуры минимальная, в сравнении с разборкой мотора. Чтобы оценить восстановление жидкостью для удаления кокса с поршневых колец замеряют до и после «раскоксовки». В большинстве случаев такой способ временно восстанавливает мотор.
Существует также способ, заливки масла в цилиндры перед запуском двигателя. Позволяет поднять компрессию исключительно для запуска двигателя, особенно в холодную погоду. Суть метода заключается в принудительном создании масляной пленки на стенках цилиндров, которая кратковременно блокирует утечки газов в картер двигателя.
Проверка на снятом ДВС
В гаражных условиях померить компрессию возможно, подключив клеммы стартера к аккумулятору. Но необходимо учесть, что температура будет равна окружающей.
Какая компрессия должна быть в двигателе
Одним из важнейших эксплуатационных параметров двигателя является компрессия в его цилиндрах. Это верно как для бензиновых моторов, так и для двигателей на тяжелом топливе, то есть дизелей.
Какая компрессия должна быть в двигателе, почему она со временем уменьшается, чем отличается компрессия от степени сжатия, и как бороться со снижением этого показателя, обо всем этом, мы сейчас и поговорим.
Чем отличается степень сжатия от компрессии
Можно долго теоретизировать, разъясняя разницу между компрессией и степенью сжатия, приводить формулы, научные выкладки, вот только пользы от всей этой зауми, будет не очень много. Для обычного, скажем так, рядового пользователя автомобильных моторов степень сжатия не столь уж и важна. Это параметр конструкционный, он закладывается при создании двигателя и является неизменным, пока в этот двигатель не будут внесены те или иные изменения. Это например, форсирование мотора, капитальный ремонт, и так далее. Но все это, как правило, делают опытные мастера, а потому, учет степени сжатия, это уже их головная боль. Скажем лишь, что степень сжатия, это соотношение объема камеры сгорания к полному объему цилиндра. По сути, то или иное значение степени сжатия говорит нам, во сколько раз будет сжата воздушно-топливная смесь в данной конкретной модели мотора.
Что касается компрессии, то в процессе эксплуатации этот показатель может значительно изменяться. Он показывает реальное рабочее давление в цилиндре, а оно, в результате износа поршневой группы, нарушений в работе клапанов, проблем с герметичностью прокладки головки мотора и других частей, может значительно меняться. Отсюда и гораздо большая важность компрессии для владельца автомобиля или специалиста, осуществляющего ремонт данной машины.
Какая компрессия двигателя нормальная
Ясно, что для различных моделей двигателя с различными характеристиками и в том числе степенью сжатия, нормальное значение компрессии будет разным. Нормальная компрессия на разных авто, может располагаться в границах от семи, до одиннадцати атмосфер. И это для двигателей бензиновых. У современных дизелей, компрессия значительно выше. Здесь рамки нормы от 25 до 32 атмосфер. Дело в том, что сама конструкция дизельных моторов и современных агрегатов особенно, предполагает высокое рабочее давление в их цилиндрах. Ведь солярка, как известно, воспламеняется не от искры, как бензин или газ, а от сжатия. Следовательно, отличная компрессия для мотора бензинового, для дизеля будет вообще никакой. И сравнивать их просто нет смысла.
Существуют специальные руководства, выпускаемые производителями автомобильной техники, в которых указываются допустимые значения компрессии для различных типов и моделей двигателей. Ну и конечно же, в документации к конкретной модели авто, как правило, указывается нормальная компрессия в двигателе. Вот на эти значения и следует ориентироваться. Для примера приведем таблицу с данными для некоторых популярных автомобилей.
Еще одним важным моментом, который касается компрессии автомобильного двигателя, является ее равномерность. То есть, если в трех цилиндрах компрессия равна восьми, а в четвертом – пяти, то мотор будет работать не ровно, машину будет подтрушивать и весьма чувствительно, возможно появление, так называемого масложора, когда двигатель начинает расходовать масло и ряд других неприятных явлений.
Симптомы низкой компрессии двигателя
Собственно о признаках снижения компрессии в автомобильных двигателях, мы уже сказали. Другое дело, что троить и трястись машина может и по другим причинам, с компрессией двигателя, никак не связанным. Тем не менее, если мотор начал употреблять масло, если работа его стала нестабильной, да еще без видимых причин, следует измерить компрессию в цилиндрах вашего авто. Так же снижением компрессии может быть обусловлено падение тяги, повышение расхода топлива и увеличение времени разгона автомобиля. Что же касается разности компрессии в разных цилиндрах одного мотора, то пока это значение не превышает одной атмосферы, беды нет. Если же разность больше, мотор следует ремонтировать.
Как измерить компрессию в цилиндрах
Произвести замер компрессии можно как в техсервисе, так и в собственном гараже. Специалисты замеряют компрессию в цилиндрах, как на прогретом моторе, так и на холодном, как с открытой дроссельной заслонкой, так и с закрытой. Различные показатели и методы замера, могут более точно указать место, где следует искать причины снижения компрессии. Так например, если замерять компрессию с открытой дроссельной заслонкой, можно выявить:
- износ и поломки поршней;
- закоксованные в канавку поршня, кольца;
- прогорание или износ клапанов;
- дефекты поверхности цилиндров;
Замеры компрессии при закрытой заслонке помогают определить такие проблемы:
- плохое прилегание клапана;
- зависание клапана;
- дефекты кулачка распредвала;
- нарушения герметичности прокладки головки;
Если вы решили произвести самостоятельную проверку компрессии в цилиндрах мотора, вашего авто. Вам понадобится следующее:
- полностью заряженный и не старый автомобильный аккумулятор;
- компрессометр – собственно прибор для замера компрессии;
- свечной ключ;
- напарник;
Отключаете подачу топлива к двигателю, демонтируете воздушный фильтр, выворачиваете при помощи ключа, все свечи и не забудьте предварительно прогреть мотор. Замеры компрессии на холодном двигателе, это задача для профи.
Далее, при помощи компрессометра, который представляет из себя обычный манометр со специальным переходником, через свечное отверстие производите замер компрессии в каждом цилиндре. Один человек, вращает двигатель при помощи стартера, а второй собственно замеряет компрессию. Существуют разные компрессометры. Насадки в одних позволяют завинчивать прибор в гнездо для свечи. В других же моделях требуется сильно прижимать компрессометр к свечному отверстию. Будет лучше произвести несколько замеров на каждый цилиндр, а их показатели потом усреднить.
По результатам измерения компрессии в двигателе принимается решение о тех или иных ремонтных работах. Это может быть капитальный ремонт мотора, ремонт или замена клапанов, замена прокладки головки двигателя или иной его детали. Если же компрессия у вас в норме, но имеются какие-то нарушения в работе автомобиля, следует поискать причины таких нарушений в других системах и агрегатах авто.
В целом же, значительные снижения компрессии в цилиндрах мотора, как правило, свидетельствуют о необходимости серьезного ремонта.
Проверка компрессии в цилиндрах Тойота Королла
Компрессия (давление в конце такта сжатия) в цилиндрах - важнейший показатель доя диагностики состояния двигателя без его разборки. По ее среднему значению и по разнице значений в отдельных цилиндрах можно с достаточной степенью точности определить степень общего износа деталей шатунно-поршневой группы двигателя и выявить неисправности этой группы и деталей клапанного механизма.
Проверяют компрессию специальным прибором - компрессометром, который можно приобрести в магазинах автозапчастей.
Важными условиями правильности показаний при проверке компрессии являются исправность стартера и его электрических цепей, а также полная заряженность аккумуляторной батареи.
Вам потребуется ключ «на 14» для выворачивания свечей зажигания.
Процедура проверки компрессии в цилиндрах показана на примере двигателя 1ZR-FE. Проверку компрессии на двигателях 1NR-FE и 4ZZ-FE выполняйте аналогично.
1. Пустите двигатель и прогрейте его до рабочей температуры
2. Остановите двигатель и выверните свечи зажигания
3. Отключите топливный насос, вынув его предохранитель в монтажном блоке, установленном в подкапотном пространстве автомобиля.
4. Прижмите компрессометр к свечному отверстию проверяемого цилиндра.
5. Нажмите на педаль акселератора до упора, чтобы полностью открыть дроссельную заслонку
6 Включите стартер и проворачивайте им коленчатый вал двигателя до тех пор, пока давление в цилиндре не перестанет увеличиваться. Это соответствует примерно четырем тактам сжатия.
Для получения правильных показаний компрессометра коленчатый вал должен вращаться со скоростью 180-200 мин ’ или выше, но не более 350 мин
7. Записав показания компрессометра, установите его стрелку на ноль, нажав на клапан выпуска воздуха.
Показания компрессометров иной конструкции могут сбрасываться другими способами (в соответствии с инструкцией к прибору).
8. Повторите операции 4-7 для остальных цилиндров. Давление должно быть не ниже 1,0 МПа и не должно отличаться в разных цилиндрах более чем на 0,1 МПа. Пониженная компрессия в отдельных цилиндрах может возникнуть в результате неплотной посадки клапанов в седлах, повреждения прокладки головки блока цилиндров, поломки или приго-рания поршневых колец. Пониженная компрессия во всех цилиндрах указывает на износ поршневых колец.
9. Для выяснения причин недостаточной компрессии залейте в цилиндр с пониженной компрессией около 20 мл чистого моторного масла и вновь измерьте компрессию. Если показания компрессометра повысились, наиболее вероятна неисправность поршневых колец. Если значение компрессии осталось неизменным, то это указывает на неплотное прилегание тарелок клапанов к их седлам или на повреждение прокладки головки блока цилиндров.
Причину недостаточной компрессии можно выяснить также подачей сжатого воздуха в цилиндр, в котором поршень предварительно установлен в ВМТ такта сжатия. Для этого снимите с компрессометра наконечник и присоедините к нему шланг компрессора. Вставьте наконечник в свечное отверстие и подайте в цилиндр воздух под давлением 0,2-0,3 МПа. Для того чтобы коленчатый вал двигателя не провернулся, включите высшую передачу и затормозите автомобиль стояночным тормозом. Выход (утечка) воздуха через дроссельный узел свидетельствует о негер-метичности впускного клапана, а через глушитель - о негерметичности выпускного клапана. При повреждении прокладки головки блока цилиндров воздух будет выходить через горловину расширительного бачка в виде пузырей или в соседний цилиндр, что обнаруживается по характерному шипящему звуку
Компрессия на горячем двигателе
Измерение компрессии на горячем двигателе дает возможность узнать ее значение в нормальном рабочем состоянии мотора. При прогретом моторе и полностью выжатой педали акселератор (открытой дроссельной заслонке) компрессия будет максимальной. Именно при таких условиях и рекомендуется ее измерять, а не на холодную, когда еще не установились все зазоры поршневого механизма и клапанов системы впуска/выпуска.
Что влияет на компрессию
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
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
Для начала ответим на вопрос — почему компрессию проверяют на прогретом двигателе? Суть в том, что при диагностике важно знать, какая максимальная компрессия возможна в двигателе на пике его мощности. Ведь чем ниже будет это значение — тем в худшем состоянии находится двигатель. На холодном двигателе компрессию проверяют лишь в случае, когда машина плохо заводится на холодную, а все элементы системы запуска уже проверены.
Перед выполнением проверки компрессии двигателя необходимо знать, каким оно должно быть для измеряемого двигателя в идеале. Эта информация обычно приведена в руководстве по ремонту авто или самого ее двигателя. Если такой информации нет, то можно вычислить компрессию эмпирически.
Как узнать какой приблизительно должна быть компрессия
Как измерить компрессию на горячую
При первичной проверке компрессии двигателя на горячую обязательно должны выполняться следующие условия:
- Двигатель должен быть прогрет, на холодном двигателе значение будет занижено.
- Дроссельная заслонка должна быть полностью открытой (педаль газа «в пол»). Если это условие не будет соблюдено, то камера сгорания в верхней мертвой точке не будет заполнена топливовоздушной смесью полностью. Из-за этого возникнет небольшой вакуум и сжатие смеси начнется с более низкого давления по сравнению с атмосферным. Это занизит значение компрессии при проверке.
- Должен быть полностью заряжен аккумулятор. Это необходимо для того, чтобы стартер вращал коленчатый вал с необходимой скоростью. Если скорость вращения будет низкой, то часть газов из камеры будет успевать выходить наружу через неплотности клапанов и колец. В этом случае компрессия также будет занижена.
После выполнения первичной проверки с открытой дроссельной заслонкой нужно выполнить аналогичную проверку с закрытой заслонкой. Условия для ее выполнения те же, только не нужно давить на педаль газа.
Признаки неисправностей при пониженной компрессии на горячую в разных режимах
В случае когда при открытой дроссельной заслонке компрессия ниже номинального значения, то это говорит об утечке воздуха. Он может уходить при сильном износе компрессионных колец, имеющихся значительных задирах на зеркале одного или нескольких цилиндров, потертости на поршне/поршнях, трещине в блоке цилиндров или на поршнях, прогорании либо «подвисании» в одном положении одного или нескольких клапанов.
После проведения замеров на полностью открытом дросселе следует проверить компрессию при закрытой дроссельной заслонке. В таком режиме в цилиндры будет поступать минимальное количество воздуха, поэтому можно «вычислить» минимальные утечки воздуха. Обычно таким образом можно определить деформацию стержня клапана/клапанов, износ седла клапана/клапанов, прогорание прокладки головки блока цилиндров.
Для большинства дизельных двигателей положение дроссельной заслонки не так критично, как для бензиновых силовых агрегатов. Поэтому у них компрессия измеряется просто в двух состояниях мотора — на холодную и на горячую. Обычно при закрытой дроссельной заслонке (отпущенная педаль газа). Исключение составляют те дизельные двигатели, у которых конструкцией предусмотрен клапан во впускном трубопроводе, предназначенный для создания разрежения, используемое для работы вакуумного усилителя тормозов и вакуумного регулятора.
Проверку компрессии на горячую желательно проводить не однократно, а несколько раз, записывая при этом показания в каждом цилиндре и при каждом измерении. Это также позволит найти неисправности. Например, если при первом тесте значение компрессии низкое (около 3…4 атмосфер), а в дальнейшем оно увеличивается (например, до 6…8 атмосфер), то это означает, что имеет место износ поршневых колец, износ поршневых канавок, или появились задиры на стенках цилиндров. Если же при последующих замерах значение компрессии не увеличивается, а остается постоянным (а в некоторых случаях может и уменьшаться), то это означает, что воздух просачивается где-то через поврежденные детали либо неплотное их прилегание (разгерметизация). Чаще всего это клапана и/или их посадочные седла.
Замер компрессии на горячую с добавлением масла
Процесс замера компрессии в цилиндрах двигателя
При замере увеличить компрессию можно, капнув внутрь цилиндра немного (около 5 мл) моторного масла. При этом важно, чтобы масло попало не на дно цилиндра, а растеклось по его стенкам. В этом случае компрессия в испытуемом цилиндре должна увеличиться. Если в двух соседних цилиндрах компрессия низкая, и при этом добавление масла не помогло — скорее всего пробита прокладка ГБЦ. Другой вариант — неплотное прилегание клапанов к их посадочным седлам, прогорание клапанов, неполное их закрытие в результате неправильной регулировки зазоров, прогорание поршня или трещина в нем.
Если же после добавления масла на стенки цилиндров компрессия резко возросла и даже превысила рекомендуемые заводом показатели, то это означает, что в цилиндре имеется закоксованность или залегание поршневых колец.
Дополнительно можно проверить цилиндр воздухом. Это даст возможность проверить герметичность прокладки ГБЦ, прогара поршня, трещин в поршне. В начале процедуры необходимо установить диагностируемый поршень у ВМТ. Далее нужно взять воздушный компрессор и подать в цилиндр давление воздуха, равное 2…3 атмосферам.
При пробитой прокладке головки блока будет слышен звук воздуха, выходящего из соседнего свечного колодца. Если на карбюраторных машинах воздух в данном случае будет выходить через карбюратор, то это означает, что отсутствует нормальная посадка впускного клапана. Также нужно снять крышку с маслозаливной горловины. Если воздух будет идти из горловины, то велика вероятность трещины или прогара поршня. Если же воздух выходит из элементов выпускного тракта, то это означает, что неплотно прилегает к седлу выпускной клапан/клапана.
Кроме этого, полезно сохранять записи и сравнивать компрессию по мере износа двигателя. Например, через каждые 50 тысяч километров пробега — на 50, 100, 150, 200 тысячах километров. По мере износа двигателя компрессия должна уменьшаться. Замеры при этом должны быть выполнены в одинаковых (или близких) условиях — температуре воздуха, температуре двигателя, скорости вращения коленчатого вала.
Зачастую бывает, что у двигателей, пробег которых составляет порядка 150…200 тысяч километров пробега, значение компрессии составляет как у нового автомобиля. В этом случае радоваться совсем не стоит, поскольку это говорит не о том, что мотор в хорошем состоянии, а о том, что на поверхности камер сгорания (цилиндрах) скопился очень большой слой нагара. Это очень вредно для двигателя, поскольку затрудняется движение поршней, способствует залеганию колец и уменьшает объем камеры сгорания. Соответственно, в таких случаях необходимо воспользоваться чистящими средствами либо же уже пора делать капитальный ремонт двигателя.
Заключение
Проверка компрессии обычно проводится «на горячую». Ее результаты могут сообщить не только о ее снижении, а значит, и снижении мощности мотора, но и помогают выявить неисправные элементы в цилиндро-поршневой группе такие как износ компрессионных колец, задиры на стенках цилиндров, пробитой прокладке головки блока цилиндров, прогаре или «зависании» клапанов. Однако для комплексной диагностики мотора желательно выполнять проверку компрессии в разных режимах работы двигателя — на холодную, на горячую, с закрытой и открытой дроссельной заслонкой.
Читайте также: