Как проводят измерение?
Компрессия обязана замеряться на двигателях, набравших
свою рабочую температуру. Аккумулятор должен быть хорошо заряжен, проблемы со
стартером и другими электрическими узлами — отсутствовать. Иначе замеры нельзя
считать правильными.
Измерения следует проводить с помощью специального
диагностического прибора. В его состав помимо стрелочного манометра со шкалой
0–4 МПа должно входить:
- гибкий шланг с резьбовым наконечником для
вкручивания в свечное гнездо; - обратный клапан, обеспечивающий
герметизацию во время 5–10 тактов накачивания максимального давления; - ручник — нужен для сброса воздуха, чтобы
обнулить показания; - переходники под различные резьбовые номера
‐ поскольку дизельные агрегаты мерятся через разные отверстия для форсунок или
свечей накала.
Можно также использовать простейший вариант прибора ‐
обычный манометр с клапаном и конусообразной резиновой фурмой. Но в процессе
измерения его надо вручную придерживать на свечном отверстии, так как шланг не
вкручивается. Да и показатель, который он выдаст в таких условиях, нельзя
считать оптимально верным. Куда правильнее использовать, пусть и дорогой, но
профессиональный инвентарь.
Наиболее точные результаты получаются на прогретом
двигателе. Ниже приводится подробный алгоритм действий:
- запустить силовой агрегат, довести рабочую
температуру до 80 градусов Цельсия; - скинуть бронепровода, вывернуть свечи
зажигания, на дизеле — форсунки; - обесточить топливный насос, вытащив нужный
предохранитель; - вкрутить насадку манометра в отверстие от
первой свечи; - открыть дроссель, выжав педаль
акселератора, и завернуть стартер несколько раз — 7–8; - снять показания с прибора;
- повторить процедуру на всех цилиндрах.
На дизельных силовых установках можно исключить
попадание горючего в масляный картер, отключив электронное управление
форсунками. На моторах с механической топливоподачей это делается с помощью
рычага отсечки, который взаимодействует с ТНВД.
Безупречными можно считать результаты, которые не
отличаются между всеми цилиндрами более чем на 1 бар. Это означает, что
поршневая группа и клапаны находятся в исправном состоянии. Если отличия
существенные — 2–3 бара и больше — повторите процедуру, но с залитым в
проблемные свечные отверстия 5 миллилитрами автола. Повышение значения скажет о
том, что неисправна поршневая группа, ведь смазка уплотняет прилегание колец.
Если ничего не изменится — прогорел клапан. Наконец, при показаниях ниже нормы
во всех цилиндрах, капитальный ремонт неизбежен. Здесь уже никакие тесты с
маслом не помогут — мотор придётся разбирать.
Методы увеличения компрессии
Пожалуй, прежде чем задаваться вопросом, как увеличить компрессию двигателя, следует определить первопричину падения давления в цилиндре, и только после этого приступить к устранению неисправности. На сегодняшний день существует несколько способов решения этой проблемы, которые применяются в зависимости от того или иного случая. Начнем с самой распространенной причины снижения компрессии – с износа поршневой системы.
Урвоень компрессии зависит от износа поршневой системы
Поскольку проблема износа цилиндро-поршневой группы двигателя связана с неплотным прилеганием деталей друг к другу, решить эту проблему можно инновационными способами. На рынке можно найти большое разнообразие различных присадок, с помощью которых можно нарастить на изношенный участок металла необходимую толщину, которой вполне хватит для увеличения компрессии. Кроме того, некоторые материалы, из которых изготовлены такие присадки, способны удерживать в себе моторное масло, благодаря чему давление увеличивается еще больше. Однако такой метод следует использовать лишь тогда, когда вы точно уверены в причине неисправности. К примеру, использование присадок при залегании поршневых колец никак не повлияет на ситуацию или же вовсе её усугубит
Поэтому крайне важно провести тщательную диагностику перед ремонтом. О том, какая компрессия должна быть у модели вашего двигателя, можно прочитать в его технической документации. Исходя из этого, следует делать определенные выводы касательно возможных причин поломки
Исходя из этого, следует делать определенные выводы касательно возможных причин поломки.
Что касается заклинивания или «закоксованности» поршневых колец, то здесь используются иные методы. Можно сказать, что даже старые, но весьма эффективные. Увеличить компрессию в таком случае достаточно просто. Необходимо отвинтить свечи, залить в каждое отверстие около 100 грамм моторного масла и подождать около часа. Чистое масло размягчит накопленную гарь, и при следующем запуске двигателя она попросту выработается. Если вы знаете, какая должна быть компрессия двигателя вашего авто, то можно сравнить её с показателями после проведения этой процедуры, измерив величину манометром. Если изменений нет, то, вероятно, причина кроется в механическом повреждении, поэтому единственным выходом из ситуации станет посещение мастерской.
Конструкции двигателей
Первый двигатель видеомагнитофона был построен и испытан Гарри Рикардо в 1920-е гг. Эта работа привела к тому, что он разработал октановое число система, которая все еще используется сегодня. Многие компании проводят собственные исследования двигателей видеомагнитофонов, в том числе Saab, Nissan, Вольво, PSA /Пежо-Citroën и Renault. Infiniti QX50 2019 доступен с серийной версией двигателя с регулируемым сжатием с турбонаддувом.
Peugeot MCE-5
Принцип МСЭ-5 («Многоцикловый двигатель – 5 параметров»), двигатель с переменной степенью сжатия производства Пежо.
Конструкция Peugeot основана на изменении эффективной длины шатунов, соединяющих поршень с кривошипом. Чем короче шатун, тем ниже степень сжатия и наоборот. В левой части диаграммы показан обычный поршень двигателя внутреннего сгорания. Справа гидроцилиндр с поршнем двустороннего действия. Это действует через систему стержень-кривошип с зубчатым колесом, движение которого регулирует эффективную длину шатуна и, следовательно, степень сжатия в левом цилиндре.
Saab SVC
Автомобиль SAAB возродили интерес к сжатию переменных, когда они представили SVC двигатель для мира на автосалоне в Женеве в 2000 году. Компания SAAB принимала участие в работе с «Офисом передовых автомобильных технологий» над созданием современного бензин Двигатель видеомагнитофона, который показал эффективность, сопоставимую с эффективностью Дизель. В SAAB SVC был передовым и работоспособным дополнением к миру двигателей видеомагнитофона, но он так и не был запущен в производство из-за банкротства компании.
Дизайн, реализация двигателя видеомагнитофона Ларсена, состояла из моноблочной головки, в которой находилась вся шестерня клапана, и узла коленчатый вал / картер. Эти части были соединены шарниром, который допускал 4 степени перемещения, контролируемые гидравлическим приводом. Этот механизм позволяет изменять расстояние между центральной линией коленчатого вала и головкой цилиндра. В отличие от конструкции Peugeot, эффективная длина шатуна является фиксированной. Для достижения необходимого времени отклика и высокого давления наддува был выбран компрессор, а не турбонагнетатель.
Чтобы изменить Vc, SVC “опускает” крышка цилиндра ближе к коленчатый вал. Это достигается путем замены типичного цельного блока цилиндров двигателя на состоящий из двух частей, с коленчатым валом в нижнем блоке и цилиндрами в верхней части. Два блока навесной вместе на одной стороне (представьте книгу, лежащую на столе, с передней обложкой, расположенной на дюйм или около того над титульным листом). Поворачивая верхний блок вокруг точки петли, Vc (представьте, что воздух между передней обложкой книги и титульным листом) можно изменить. На практике SVC регулирует верхний блок в небольшом диапазоне движений, используя гидравлический привод.
Технология видеомагнитофонов Gomecsys (состояние 2012 г.)
Коленчатый вал Gomecsys Gen4 VCR для 4-рядного двигателя
Gomecsys – это голландская инженерная компания, которая разработала собственную технологию переменной степени сжатия. За последние 5 лет были внесены существенные улучшения, и в настоящее время компания использует двигатели видеомагнитофонов 4-го поколения, работающие на стенде. Одно из больших преимуществ системы – простота. Полная система видеомагнитофона встроена в коленчатый вал, и каждый 4-тактный двигатель можно модернизировать, заменив обычный коленчатый вал на коленчатый вал Gomecsys VCR. Дополнительные технологии экономии топлива, включенные в систему, увеличивают общее сокращение выбросов CO2 до 18%, и это без уменьшения размеров.[нужна цитата]
Infiniti VC-Turbo
Infiniti VC-Turbo – это рядный четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом, в котором используется механическое соединение для изменения степени сжатия. Привод приводится в действие электрическим шаговым двигателем, который вращает нижний распределительный вал. Распределительный вал перемещает тягу, которая прикрепляется к рычагу с тремя отверстиями и вращает его. Центральное отверстие содержит коленчатый вал, а последнее отверстие прикрепляется к шатуну. Перемещение тяги вверх опускает шатун, увеличивая степень сжатия. здесь, из-за противоположного направления силы, действующей на нижний распределительный вал и со стороны шатуна, это уменьшает вибрацию. Таким образом, промежуточный вал уменьшается, а масса нижнего распределительного вала и штока распределительного вала электродвигателя добавляет массу в двигатель.
Нормы компрессии
Для определения критической изношенности
цилиндро‐поршневой группы нужно сверять стандартный показатель с имеющейся
величиной. Естественно, идеальным он не может быть, тем более, на моторах со
старым устройством. Различают 3 приемлемых значений, при которых работа движка
считается удовлетворительной:
- для старых карбюраторных моторов с низкой
степенью сжатия — до 9,9 атмосфер; - для инжекторов — 10,8 атмосфер;
- для дизелей — до 29.7 атмосфер.
Такой разброс значений легко объяснить разностью
степени сжатия. На старых силовых агрегатах она априори низкая — редко превышает
8,5 единиц. На DIESEL этот показатель, наоборот, высокий из‐за малых размеров
камеры сгорания — доходит до 24 единиц. И только на современных бензиновых инжекторных
моторах компрессия равна 9 или максимум 11 единицам.
На двигателе Ваз-2106 показатель компрессии равен 11 кгс/см2,
а на уже на Ваз-2110 — 13 кгс/см
2. Дизельный BHDA или BHDB,
устанавливаемый на Ford Focus, отличается более высоким значением — 18 кгс/см
2.
На Mitsubishi ASX с движками 1.6, 1.8 и 2.0 литра, этот показатель варьируется
в пределах 12-13 кгс/см
2.
Изменение степени сжатия – как улучшить показатели?
В наше время инженеры нашли альтернативный способ повысить давление в камере сгорания – это установка турбо-нагнетателя. Установка данного устройства приводит к увеличению давления в камере внутреннего сгорания, при этом объемы самой камеры изменять не нужно. Появление подобных устройств привело к существенному увеличению мощности, вплоть до 50 % от изначальных цифр. Достоинством нагнетателей является возможность их установки своими руками, хотя лучше всего поручить эту задачу специалистам.
Принцип работы нагнетателей всех типов сводится к одному простому действию, которое понятно даже детям. Мы знаем, что мотор автомобиля работает благодаря постоянному сгоранию топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Производители устанавливают оптимальное соотношение поступающих в цилиндры топлива и воздуха – последний попадает в камеру сгорания благодаря созданию разреженной атмосферы на такте впуска. Нагнетатели же позволяют в тот же объем камеры сгорания подать на впуске больше горючего и воздуха. Соответственно, увеличивается количество энергии при сгорании, растет мощность агрегата.
Быстрее прогорают поршни, изнашиваются клапаны, выходит из строя система охлаждения. Причем если турбонаддув можно установить своими руками, то ликвидировать последствия этого эксперимента далеко не всегда возможно даже в хорошей автомастерской. В особо неудачных случаях модернизации авто его «сердце» может попросту взорваться. Вряд ли нужно объяснять, что страховая компания откажется выплачивать вам какие-либо компенсации по этому прецеденту, возложив всю ответственность исключительно на вас.
В дизельных двигателях отсутствует дроссельная заслонка, в результате этого появилась возможность лучше и эффективней наполнять цилиндры независимо от оборотов. На очень многих современных автомобилях устанавливают такое устройство, как интеркулер. Он позволяет увеличить массу наполнения в цилиндрах на 20 %, что и поднимает мощность двигателя.
Увеличенное давление степени сжатия дизельного двигателя не всегда носит положительный характер и не всегда поднимает его мощность. Рабочая степень сжатия может находиться уже возле своего предела детонации для данного типа топлива, и дальнейшие её увеличение способно снизить мощность и время работы двигателя. В современных автомобилях давление в камере сгорания постоянно находится под управлением и контролем электроники, которая быстро реагирует на изменения работы в двигателе. Прежде, чем выполнить какие-либо операции по увеличению параметров современного «железного коня», обязательно проконсультируйтесь со специалистами.
Мнение эксперта
Руслан Константинов
Эксперт по автомобильной тематике. Окончил ИжГТУ имени М.Т. Калашникова по специальности «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Опыт профессионального ремонта автомобилей более 10 лет.
Для большинства дизельных двигателей степень сжатия находится в пределе от 18/22 к 1. Подобные характеристики обеспечивают максимальный КПД силовой установки, а если степень сжатия будет увеличена хотя бы на один процент, мощность поднимается минимум на 2%. Кроме использования турбонаддува повысить эти показатели можно и другими способами.• Система Common Rail.Современная система, которая используется на большинстве современных автомобилей с дизельной силовой установкой. Принцип заключается в том, что топливная смесь подаётся в камеры сгорания всегда с одинаковым давлением независимо от количества оборотов двигателя и мощности. Если в обычной системе сжатие происходит во впускном коллекторе, то в common rail в момент впрыска топлива в камеру. Благодаря этой системе производительность возрастает на 30%, однако эта цифра может отличаться в зависимости от давления впрыска топлива.• Чип-тюнинг.Не менее востребованный способ повышения мощности это чип тюнинг. Принцип доработки заключается в изменении характеристик давления в топливной системе за счёт изменения параметров электронного блока управления двигателем. Чип повышает производительность и КПД мотора, а также отслеживает время подачи топлива в цилиндры. К тому же чип тюнинг позволяет снизить расход топлива и сделать эксплуатацию более экономичной.Чтобы выполнить чип тюнинг самостоятельно, потребуется специальное оборудование, знания и опыт. Установка доработанного контроллера обязательно подразумевает тонкую настройку под конкретный двигатель, также предварительно необходимо провести диагностику. Поэтому для получения гарантированного результата лучше обратиться к профессионалам.
Что такое компрессия двигателя?
Compressio («компрессия») переводится с латинского языка как «сжатие». Этим термином обозначается предельный уровень давления воздуха в камере сгорания, создаваемый во время прокрутки стартером в момент достижения поршнем максимально высокой точки. Компрессия – это давление, которое измеряется в завершении такта сжатия. От её уровня зависит техническое состояние мотора и следующие процессы:
- расход масла;
- сгораемость бензинового или дизельного топлива;
- простота запуска.
Чем выше параметр компрессии, тем лучше сжимается рабочая смесь. В результате посторонние газы не попадают в картер мотора. Это увеличивает КПД силового агрегата. Компрессия, соответствующая показателю, установленному автопроизводителем, является гарантией оптимального режима работы ДВС.
О различиях между степенью сжатия и компрессией
Стоит различать понятия «компрессия» и «степень сжатия». Первая измеряется в определённых единицах (паскалях, атмосферах и т.д.), а вторая – нет. Степень сжатия показывает, во сколько раз размер камеры сгорания меньше, чем полный объём цилиндра. Это постоянная величина, которая указывается автопроизводителем в техдокументации.
Получается, что степень сжатия напрямую влияет на компрессию. Но не наоборот! Компрессия изменяется из-за огромного количества рабочих параметров (регулировка фаз газораспределения и др.). На неё влияет и наличие или отсутствие протечек в камере сгорания, которые появляются из-за проблем с цилиндрами и кольцами.
Влияние компрессии на работоспособность силового агрегата
От этого показателя давления зависит запуск двигателя, особенно в зимний период эксплуатации автомобиля.
Компрессия должна обязательно интересовать владельцев машин с дизельной силовой установкой. В моторах, работающих на тяжёлом топливе, на процесс воспламенения горючего напрямую влияет и температура, и давление конца сжатия.
Бензиновые агрегаты лучше приспособлены к изменениям компрессии. Однако следить за ней всё равно необходимо. Главная причина заключается в том, что компрессия влияет на испаряемость горючего
Это очень важно при старте мотора «на холодную»
О сниженной и неравномерной компрессии по цилиндрам
Различные значения компрессии в топливных цилиндрах способствуют появлению вибраций и неприятных дёрганий на холостом ходу и невысоких оборотах. Такой режим работы ДВС негативно сказывается на техническом состоянии коробки передач и подвеске мотора. Более того, водителю и пассажирам становится менее комфортно во время поездки.
Сниженный показатель компрессии является причиной увеличенного давления отработавших газов. В результате повышается токсичность выхлопа, а камера сгорания быстрее загрязняется.
Какая компрессия считается оптимальной для дизельного и бензинового двигателя?
Чтобы определить оптимальное давление конца такта сжатия, необходимо использовать следующую формулу.
Компрессия = специальный коэффициент для ДВС х степень сжатия
Коэффициент указывается для каждого класса силовых установок. Для 4-тактных бензиновых моторов с инжекторной системой питания этот параметр равен 1,2-1,3. Таким образом, для силовых установок со степенью сжатия от 8 до 9 компрессия составляет от 10,4 до 11,7 атм.
С дизельными моторами иная ситуация. Компрессия в двигателе на соляре значительно выше по сравнению с бензиновыми двигателями. Чтобы горючее нагрелось до температуры, необходимой для воспламенения, потребуется давление от 25 до 33 кг/см2. Окончательное значение зависит от температуры на улице и технического состояния мотора.
Это интересно: Техническая диагностика
Что такое компрессия?
Это давление (не путать с артериальным), создаваемое
поршнем в конце такта сжатия. Но никак не степень сжатия — разница объёмов
пространства цилиндра при противоположных состояниях поршня или безразмерный
коэффициент. Степень сжатия — показатель практически неизменный, меняется
только после проведения тюнинга ДВС или расточки цилиндров.
Компрессия — это давление, создаваемое поршнями мотора
при вращении коленвала маховиком на оборотах 200-300 в минуту. По мере износа
поршневой группы, показатель меняется. Поэтому его и используют для точной
диагностики двигателя внутреннего сгорания. Замеряется он в барах,
мегапикселях, кгс/см
2. Но, чаще измеряют в атмосферах. Для
нахождения проблемной зоны, значение фиксируют во всех цилиндрах и затем
сопоставляют с оптимальной величиной.
Для чего бывает нужно изменить коэффициент сжатия
Вычислить степень сжатия ДВС можно, если выполнить расчет по формуле ξ = (Vр Vс)/ Vс; где Vр – рабочий объем цилиндра, Vс – объем камеры сгорания. Из формулы видно, что степень сжатия можно сделать больше, уменьшив, объем камеры сгорания. Или увеличив, рабочий объем цилиндра, не изменяя камеры сгорания.
Рабочий объем цилиндра можно посчитать, зная диаметр цилиндра – D и ход поршня – S. Формула для его вычисления выглядит так: Vр = (π*D2/4)* S.
Чем выше степень сжатия, тем больше компрессия ДВС и его мощность (при прочих равных условиях). Повышая степень сжатия, мы также способствуем увеличению КПД двигателя за счет снижения удельного расхода топлива. Степень сжатия ДВС, определяет октановое число используемого для работы мотора бензина. Так, низкооктановое топливо станет причиной детонации мотора с большим значением этого коэффициента. Чрезмерно высокое октановое число топлива не позволит силовому агрегату, компрессия которого невысока, развивать полную мощность.
Исходные данные
Октановое число топлива, используемого для бензиновых двигателей с различной степенью сжатия.
- 7,0–7,5 октановое число 72–76.
- 7,5–8,5 октановое число 76–85.
- 5,5–7 октановое число 66–72.
- 10:1 октановое число 92.
- От 10,5 до 12,5 октановое число 95.
- От 12 до 14,5 октановое число 98.
Выравнивание плоскости сопряжения головки с блоком срезанием слоя металла приводит к уменьшению камеры сгорания мотора. От этого показатель сжатия увеличивается в среднем на 0,1 при уменьшении толщины головки на 0,25 мм. Имея в своем распоряжении эти данные, можно определить, не превысит ли он после ремонта головки блока допустимые пределы. И не следует ли принять меры для его снижения. Опыт показывает, что при удалении слоя менее 0,3 мм последствия можно не компенсировать.
Необходимость изменения этого параметра ДВС возникает довольно редко. Можно перечислить всего несколько причин, побуждающих сделать такое.
- Форсирование двигателя.
- Желание приспособить мотор для работы на бензине с другим октановым числом. Было время, когда газовое оборудование для авто не встречалось в продаже. Не было и газа на заправках. Поэтому советские автовладельцы часто переделывали двигатели для работы на более дешевом низкооктановом бензине.
- Неудачный ремонт мотора, для ликвидации последствий которого требуется корректировка коэффициента сжатия. К примеру, фрезеровка головки блока после слишком сильной тепловой деформации. Когда выровнять сопрягаемую с блоком цилиндров поверхность удается ценой снятия слоя металла чрезмерно большой толщины. От этого значение коэффициента увеличивается столь сильно, что работа на бензине, для которого был рассчитан мотор, становится невозможной.
Методы увеличения:
- Расточка цилиндров и установка поршней большего размера.
- Уменьшение объема камер сгорания. Выполняется за счет удаления слоя металла со стороны плоскости сопряжения головки с блоком. Эту операцию из-за мягкости алюминия лучше делать на фрезерном или на строгальном станке. Шлифовальный станок использовать не следует, так как его камень будет постоянно забиваться пластичным металлом.
Способы снижения:
- Снятие слоя металла с днища поршня (делается это обычно на токарном станке).
- Установка между головкой и блоком цилиндров дюралюминиевой проставки между двумя прокладками.
В цилиндры двигателя, имеющего турбонаддув, воздух нагнетается компрессором под давлением несколько больше атмосферного. Значит, для определения показателя сжатия такого мотора нужно значение, которое вы получите в результате расчета по формуле, умножить на коэффициент турбокомпрессора. Бензиновые двигатели с турбонаддувом работают на топливе с октановым числом выше, чем у бензина, который потребляют такие же моторы без турбин, именно потому, что их коэффициент ξ больше.
