Что такое степень сжатия двигателя

Компрессия и степень сжатия двигателя

При изучении устройства автомобиля вы могли встретить слова, значение которых вам еще не понятно. Вы только начинаете изучать сложный технический материал, и не стоит отчаиваться, если вы что-то не поняли. Этой статьей мы развеем вопросы и поможем понять, значение — компрессии и степени сжатия двигателя.

Так кто и что сжимает?

Степенью сжатия ДВС называют отношения между полным объемом цилиндра к объему камеры сгорания мотора.

В бензиновых двигателях за счет высокой степени сжатия увеличивается удельная мощность, но стоит учитывать и обратную сторону медали. При высоких степенях сжатия, снижается ресурс мотора и повышается риск возникновения неисправностей при использовании не качественного топлива.

Производители двигателей на разных моделях могут рассчитывать на одинаковый показатель степени сжатия, хотя их компрессии могут отличаться. При ремонте и диагностике необходимо учитывать и конструктивную особенность «пациента».

Что такое компрессия двигателя?

Компрессия – значение максимального давления на газообразное вещество (воздух) после рабочего такта сжатия в цилиндре. По этому показателю можно объективно диагностировать мотор на наличие неисправностей. Для таких целей существует прибор, называется он компрессометр. Похож на обычный манометр, которым вы замеряете давление в шинах, с рядом не больших отличий.

Вы уже поняли что давление, создаваемое в цилиндре, зависит от степени сжатия. Если замеры показали, что уровень компрессии снизился. Нужно искать причину. Самыми распространенными являются:

• Износ поршневых колец;
• Не герметичность работы клапанов;
• Износ или не герметичность прокладки ГБЦ;
• Образование прогара или трещины в блоке или в донышке поршня.

Самый простой способ проверки, знаком он еще вашим дедушкам. Налить в сомнительный цилиндр не большое количество моторного масла. Примерно чайную ложку и повторить замеры. При изменении показаний в большую сторону, стоит грешить на поршневые кольца. Продаются сразу комплектом на все поршни вашего авто. Подбор осуществляется по VIN-номеру автомобиля или по модели двигателя. А вот если показания даже не дрогнули и остались в прежнем положении, то стоит уже разбираться основательно.

Конечно, самый точный диагноз сможет поставить только специалист СТО или человек с большим опытом в ремонте двигателей – моторист.

Уже давно автомобильный рынок предлагает нам за «не большую» плату решить все проблемы с двигателем только при помощи некой жидкости в красивой бутылочке. Присадки к топливу. Слова производителей о наращивании новых слоев железа на кольцах ваших поршней и прочие интересные факты конечно интригуют. Но вы как единственное лицо ответственное за жизнь мотора в праве принимать решения использовать присадки или нет. Прочитайте предыдущее предложение еще раз и подумайте, о том на кого ляжет груз ответственности, если на деле вы получите далеко не тот результат, в котором вас уверяли.

Подводя итог, можно сказать — каждая модель двигателя в большинстве своем обладает индивидуальными характеристиками. Зависеть это может не только от фаз его газораспределения, которые были рассчитаны заводом. Но и износом деталей, правильностью настройки «руками», которые были допущены к работе. Все это в совокупности следует учесть на практике.

Замер компрессии двигателя на примере Лада Приора и Лада Калина (видео):

Измерение компрессии двигателя (видео):

Видео о степени сжатия:

Видео о том, как рассчитать степень сжатия двигателя (лекция):

Что такое компрессия и степень сжатия и чем они отличаются

При диагностике автомобиля перед покупкой опытные автовладельцы практически всегда советуют новичкам проверить компрессию. А еще существует степень сжатия – казалось бы, схожий термин, ведь компрессия – это и есть сжатие. На самом деле это совершенно разные вещи. Давайте разберемся, что есть что, а заодно поймем, что и как нужно проверять при покупке машины.

Начнем со степени сжатия. Как мы помним, поршень в цилиндре при работе двигателя движется вверх-вниз, имея две так называемых мертвых точки, верхнюю и нижнюю. Так вот, степень сжатия – это отношение между двумя объемами: полным объемом цилиндра, когда поршень находится в нижней мертвой точке, и объемом камеры сжатия, когда поршень находится в верхней мертвой точке. То есть степень сжатия – это математическое отношение, которое показывает, во сколько раз топливовоздушная смесь (или воздух, если речь о дизеле) сжимается в цилиндре при работе мотора.

Степень сжатия – одна из базовых характеристик любого двигателя, и закладывается она на стадии проектирования. У бензиновых моторов она ниже, чем у дизельных: в среднем от 8:1 до 12:1 у первых и от 14:1 до 23:1 у вторых.

Таким образом, степень сжатия – это конструктивная характеристика двигателя, и она не меняется по мере его износа и старения. Степень сжатия не нужно «проверять» при покупке, а знать ее нужно в основном для того, чтобы знать, какой бензин лучше заливать в бак купленной машины.

Если степень сжатия – параметр математический и неизменный, то компрессия – характеристика изменяемая. Компрессия – это давление, создаваемое в цилиндре в конце такта сжатия, когда поршень идет от нижней мертвой точки к верхней, сжимая воздух или топливовоздушную смесь. Давление в цилиндре в момент, когда поршень достиг верхней мертвой точки – это и есть компрессия. Можно подумать, что компрессия фактически должна быть равна степени сжатия – ведь она тоже показывает разницу давления в цилиндре при двух положениях поршня – верхнем и нижнем. Однако на самом деле компрессия оказывается значительно выше. Ведь воздух при резком сжатии нагревается, что означает увеличение давления. А еще он нагревается от горячих стенок цилиндра, ведь рабочая температура двигателя гораздо выше температуры окружающей среды. Таким образом, компрессия, конечно, зависит от степени сжатия, но не равна ей. И именно компрессию замеряют при диагностике двигателя, чтобы оценить его техническое состояние.

Замер компрессии проводится с учетом перечисленных выше условий: на полностью прогретом двигателе и при полностью открытой дроссельной заслонке, отвечающей за подачу воздуха в цилиндр. Разумеется, горение топлива для замера компрессии не нужно, в цилиндре сжимается только воздух. Так что подачу топлива отключают, а свечу зажигания (или накаливания, если речь идет о дизеле) выкручивают, а на ее место вкручивают шлаг компрессометра. Компрессометр – это прибор для измерения компрессии. Он фактически представляет собой манометр, подключаемый трубкой к цилиндру и оснащенный обратным клапаном, чтобы не сбрасывать измеренное давление.

Замер компрессии позволяет оценить исправность и техническое состояние двигателя. Во-первых, после замера можно сравнить соответствие полученного результата заводским параметрам – то есть оценить компрессию в имеющемся двигателе по сравнению с новым. Во-вторых, низкий показатель компрессии означает наличие проблем с мотором, ведь он сигнализирует о том, что воздух «утекает» из камеры сгорания, а при работе мотора из нее будут прорываться раскаленные газы. Причин может быть довольно много: поршневые кольца, повреждения седел клапанов и самих клапанов, негерметичность прокладки ГБЦ и даже трещина в самом поршне. Ну а в-третьих, важна не только сама величина компрессии, но и ее равномерность во всех цилиндрах двигателя. Если компрессия в одном или нескольких цилиндрах ниже, чем в других, это говорит о неравномерном износе и наличии проблем.

Таким образом, замер компрессии – одна из простых, но эффективных методик оценки исправности и общего технического состояния двигателя. Он позволяет быстро отсеять заведомо «мертвые» моторы, имеющие проблемы с цилиндропоршевой группой, клапанами и так далее. Поэтому замер компрессии можно и нужно проводить при диагностике практически любого автомобиля перед покупкой.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Степень сжатия и компрессия двигателя — в чем отличия

Практически все автомобилисты прекрасно знают о компрессии двигателя, однако многие путают это понятие со степенью сжатия. На самом деле, эти величины обозначают совсем разные параметры двигателя. Постараемся разобраться, что такое компрессия и степень сжатия двигателя, а также разберем, как увеличить компрессию и для чего это нужно?

Что такое компрессия в цилиндрах

Компрессия – это то давление, которое создается в конце такта сжатия цилиндром топливовоздушной смеси. Чем выше компрессия двигателя – тем большую мощность он может развить. Дело в том, что увеличение этой величины способствует наилучшему сжатию топлива, а потому его воспламенение происходит намного эффективнее, что дает хороший толчок для возврата цилиндра в нижнюю мертвую точку. От скорости перемещения цилиндров напрямую зависит частота вращения коленчатого вала, в связи с чем определяется мощность мотора.

Компрессия замеряется в различных величинах, однако самое большое распространение получили атмосферы. Главное отличие компрессии от такой величины, как степень сжатия заключается в изменении постоянства этой величины. Дело в том, что с износом различных деталей двигателя уменьшается и давление в цилиндрах, соответственно, падает мощность мотора.

Вместе с тем, не стоит допускать слишком большой компрессии. Известно множество случаев разрыва цилиндров, вырывания свечей зажигания и загибов клапанов. Компрессия должна подбираться в соответствии с указаниями завода-изготовителя данной модели двигателя.

Причины низкой компрессии

• Неправильная регулировка тепловых зазоров. Тепловым зазором принято называть расстояние от рабочего стержня клапана до кулака, расположенного на распределительном вале двигателя. Неправильная регулировка такого зазора может нарушить герметичность камеры сгорания в момент такта сжатия, что приводит к потере давления и соответственно, уменьшению компрессии.
• Царапины на стенках цилиндра. Цилиндры двигателя растачиваются таким образом, чтобы к их поверхности как можно герметичнее прилегали компрессионные кольца. В случае, когда на стенке цилиндра появляются царапины, герметичность камеры также нарушается, что приводит к потере давления и уменьшению компрессии мотора.
• Царапины в цилиндрах могут появиться по самым различным причинам. Первая из них – это использование некачественного топлива, в котором находятся мелкие инородные частицы, являющиеся причиной появления царапин. Вторая – это сильное загрязнение воздушного фильтра или эксплуатация двигателя без него. В этом случае, в виде частиц выступает самая обычная пыль, которая засоряет камеру сгорания и цилиндры мотора. Последним источником повреждения является загрязненное масло, которое также неблаготворно влияет на стенки цилиндра.
• Неисправность компрессионных колец. На языке автомехаников это значит «кольца залегли». Кольца, которые отвечают за поддержку нормального давления в цилиндре, потеряли свои герметичные свойства и стали выпускать часть газов и топливовоздушной смеси в картер с маслом.
• Неправильная установка угла опережения зажигания. Это, пожалуй самая емкая причина, потому как может уменьшиться не только давление в цилиндрах, но и пусковые свойства двигателя. Ведь неверное открытие клапанов и подача топливной смеси не в тот такт работы двигателя также приводит к уменьшению давления в цилиндрах.

Видео — Как проверить компрессию в цилиндрах

Как увеличить компрессию

Чтобы увеличить компрессию двигателя, необходимо найти причину неприятности, а только затем приступать к устранению проблемы. В настоящий день существует множество путей решения тех или иных неприятностей, связанных с плохой герметизацией камеры сгорания. Начнем с поршневой группы двигателя.

Если раньше, для понятия компрессии делался обязательный ремонт двигателя, а в частности, его расточка и замена поршней, то сейчас такой метод постепенно уходит в прошлое. В настоящее время существует большое количество всевозможных присадок, способных устранить дефекты без оперативного вмешательства. Они восполняют утраченные части металла и повышают вязкость масла в зоне повреждения. Таким образом, они не только устраняют неисправность, но и поднимают компрессию до оптимальных значений, которые предписаны заводом – изготовителем. Не смотря на всю простоту данного способа, использовать его рекомендуется только в том случае, когда вы на сто процентов уверены, что проблема заключается именно в дефектах деталей.

Если потеря компрессии связаны с закоксовыванием поршневых колец, то здесь необходимо применять иные методы. Для раскоксовки используется специальная автомобильная химия, однако существуют и старые методы, которыми успешно пользуются по сей день. Одним из таких методов является использование ацетона и керосина.

Для начала будьте готовы к тому, что автомобилю придется стоять без движения около двух дней и желательно в проветриваемом гараже, чтобы избежать отравления ацетоном. Выверните свечи зажигания и залейте в отверстия 50 миллилитров ацетона с керосином, смешанные в соотношении 1:1. Далее поднимите одну из ведущих колес, включите четвертую скорость и проверните колесо на несколько оборотов. Делайте небольшие паузы между поворотами, чтобы дать смеси хорошенько обработать поверхности. Ни в коем случае не заворачивайте свечи зажигания!

Теперь оставьте автомобиль на 18 часов и по истечению данного времени приготовьтесь к запуску двигателя. Вначале необходимо провернуть стартер без свечей зажигания, чтобы выбросить остатки смеси. Далее полностью сливается масло из двигателя и откручивается поддон. Тщательно очистите его от накопившейся грязи и установите на место с новой прокладкой. После этого, залейте промывочную жидкость в картер двигателя и установите свечи зажигания на место. Запустите двигатель и дайте ему поработать в режиме холостого хода около 5 минут. Вполне возможно, что выхлоп будет не стандартного цвета, однако этого бояться не стоит, так как происходит естественная очистка мотора. После промывки двигателя остается только слить промывочное вещество, поменять масляный и воздушный фильтр, а также залить новое масло. Теперь компрессия должна обязательно восстановиться.

Что такое степень сжатия двигателя

Если компрессия показывает давление, создаваемое в цилиндрах двигателя, то степень сжатия представляет собой самое обычное отношение рабочего объема цилиндра целиком к объему его камеры сгорания. Данная величина не имеет единицы измерения, так как показывает лишь отношение, и является постоянной (то есть неизменной) величиной для вашей модели двигателя. Как и компрессия, степень сжатия также влияет на мощность мотора.

Зная степень сжатия двигателя, можно легко определить нормированную компрессию для вашей модели двигателя. Для этого необходимо степень сжатия умножить на 1,4 атмосфер. Естественно, величина получится лишь приблизительная, но ее будет достаточно, чтобы сравнивать с экспериментально полученными значениями.

Как же найти степень сжатия? Для этого необходимо знать рабочий объем двигателя в кубических сантиметрах. Эту величину делите на количество цилиндров вашего двигателя и тогда вы получите рабочий объем одного цилиндра.

Чтобы определить объем камеры сгорания, установите поршень в верхнюю мертвую точку и заполните пространство маслом, выдавленным из шприца. Количество выдавленного масла и будет соответствовать объему камеры сгорания. Таким образом, можно определить число, показывающее степень сжатия вашего двигателя.

Подведем итог. На основе сказанного выше можно сделать вывод, что компрессия и степень сжатия являются разными величинами. Зная об этих базовых принципах можно с легкостью диагностировать неисправности, связанные с поршневой группой автомобиля.

Что такое степень сжатия? Степень сжатия и компрессия

Степень сжатия представляет собой расчетную величину, демонстрирующую изменение объема до и после сжатия. А компрессия – это величина, измеряемая реально. В процессе сжатия происходит изменение не только объема и давления, но и температуры, поэтому в исправном двигателе компрессия обычно немного выше. На нее оказывает влияние и возможная негерметичность клапанов, прокладок, колец и пр. Руководство к двигателю обычно содержит указание минимального значения компрессии, при котором позволяется ездить.

Основное понятие

Важно знать, какая степень сжатия для мотора является оптимальной. Это сложный вопрос, ведь разработчики двигателей с зажиганием от искры нацелены на то, чтобы увеличить этот показатель. А если двигатель работает на воспламенение от сжатия, то этот параметр правильнее всего понизить. Именно степень сжатия представляет собой характеристику двигателей внутреннего сгорания, которая вызывает наибольшее число ошибочных мнений.

Самым распространенным заблуждением является то, что от степени сжатия многое зависит. Однако тут все просто – этот показатель является отражением отношения объема цилиндра к аналогичному параметру камеры сгорания, а если по-другому, то он равен частному от деления объема пространства над поршнем к объему камеры сгорания. Получается, что степень сжатия в геометрическом плане является отражением того, во сколько раз осуществляется уменьшение объема топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя в процессе движения поршня от нижней к верхней мертвой точке. Конечно, в жизни все редко аналогично выраженному в теории.

Как все работает?

Степень сжатия двигателя на заре автомобилизма была невысокой – 4-5, чтобы не произошла детонация в результате работы на бензине с малым октановым числом. К примеру, при цилиндре на 400 кубиков объем камеры сгорания будет составлять 100 мл. Получается, что для такого двигателя степень сжатия будет равна: е = (400 + 100) : 100 = 5. Если уменьшить объем топливной камеры до 40 кубических сантиметров, то произойдет рост степени сжатия: е = (400 + 40) : 40 = 11.

Каков будет результат? Увеличение термического КПД двигателя почти на 30%. При условии, что мотор на 2,4 литра с 6 цилиндрами со степенью сжатия 5 достигает мощности 100 лошадиных сил, то при значении степени сжатия 11 она станет равна почти 130 л. с. При этом топливо расходуется в том же объеме. Получается, что в расчете на одну лошадиную силу в час можно говорить о сокращении расхода топлива на 22,7%.

Этот результат поразителен, а средства для его достижения невероятно просты. Это не мистика. Чем больше степень сжатия двигателя, тем ниже температура газов, которые после отработки идут на выхлоп.

Азы теплотехники

Двигатели автомобилей представляют собой разновидность тепловых агрегатов, подчиняющихся законам термодинамики. Физик Сади Карно в первой половине девятнадцатого века предложил первые основы теории тепловых машин. В соответствии с его теорией, КПД такого мотора тем выше, чем большая разница имеется между температурой газов к концу горения смеси топлива с воздухом и показателем температуры на выпуске. На эту разницу больше всего влияет степень расширения рабочих газов внутри цилиндров. Тут имеется важный момент, в соответствии с его теорией, важнее для термического КПД является не степень сжатия, а степень расширения. Чем сильнее происходит расширение горячих газов на рабочем ходу, тем более низкой становится их температура, что вполне естественно. В моторах с обычной конструкцией степень сжатия полностью соответствует степени расширения. Именно поэтому многие не разделяют эти термины. А степень сжатия и компрессия в совокупности вызывают детонацию. Чем сильнее происходит сжатие топливовоздушной смеси в цилиндрах мотора, тем более высокими являются температура и давление в момент образования искры, тем более высока вероятность появления ударных волн в камере детонации и сгорания. Именно она уменьшает степень сжатия, но тут ни при чем степень расширения газов при работе.

Пятитактный цикл

Существует пятитактный цикл, который предназначен для разведения степени сжатия и степени расширения. К примеру, степень сжатия ВАЗ 2112 начинает работать только при 75 градусах выше нижней метровой точки, и тут имеется определенный такт вытеснения смеси. Теперь тактов 5: впрыск, обратное вытеснение, сжатие, рабочий ход и выпуск. Возникает вопрос, связанный с необходимостью гонять смесь в обоих направлениях. К примеру, обратно будет вытеснено 20% смеси, а 80% сжимается, как положено. Даже при таких условиях реальная степень сжатия и компрессия составляют 10,6.

Практическое значение

Если конструкция имеет реальный показатель, равный 10,6, а расширение рабочих газов – 13, то это вполне нормально. В этом случае по факту термический КПД двигателя в 1,0518 раза превышает тот, что есть по степени сжатия. Это мало, однако конструкторы двигателей годами стараются изменить ситуацию так, чтобы добиться этих 5% экономии горючего. У пассажирских автомобилей двигатели работают на базе 5-тактного цикла.

Это решение кажется блестящим, но имеется и недостаток. Геометрический показатель степени расширения рабочих газов 13, а для реальной степени сжатия — 10,5. Процесс вытеснения смеси обратно делает из 1,5 литрового двигателя по мощности и крутящему моменту 1,2 литровый. Итогом этого является увеличение термического КПД за счет потери литража. «На низах» двигатель с запоздалым закрытием впускных клапанов не тянет. Пятитактный цикл уместно использовать на автомобилях с гибридными агрегатами, где тяговый электрический мотор при самых низких оборотах берет нагрузку на себя. Далее в работу включается ДВС. И тут не так важно, какая степень сжатия у мотора, важнее всего степень расширения газов при работе.

Вывод

Из-за наддува степень сжатия требуется понижать. В процессе подачи топливовоздушной смеси при избытке давления получается, что в цилиндрах имеет место повышенная реальная компрессия. Потому требуется отступать. Именно поэтому возникает необходимость в снижении термического КПД и повышении расхода топлива, если не используется горючее специального назначения.

Степень сжатия и компрессия двигателя: подробное описание

О компрессии двигателя знают практически все автовладельцы. Увы, но до сих пор многие из них продолжают путать это понятие со степенью сжатия. Действительно, эти характеристики тесно связаны между собой, однако их ни в коем случае нельзя сравнивать, поскольку каждая из них играет собственную роль в работоспособности двигателя. Чем же отличается компрессия от степени сжатия, и что связывает эти два показателя? Рассмотрим всё по порядку.

Максимальная компрессия возникает в конце такта

Понятие компрессии

Чтобы наиболее подробно охарактеризовать значение компрессии, необязательно обращаться к справочникам и терминологии. Достаточно лишь запомнить то, что компрессия – это максимальное давление в цилиндре, возникающее в самом конце такта сжатия. Величина этого давления может измеряться в различных единицах, но наибольшее распространение получило измерение в атмосферах. Стоит сразу отметить, что компрессия не является постоянной величиной, как степень сжатия двигателя, и изменяется в меньшую сторону по мере его износа. Но об этом немного позже.

Что же касается величины оптимального давления в цилиндрах, то для определенной модели двигателя она индивидуальна и зависит от его объема. Чтобы иметь максимальное представление о разнице этих показателей, достаточно взглянуть на приведенную ниже таблицу:

Причины низкого давления

Как уже было упомянуто выше, показатель компрессии зависит от износа двигателя. В связи с этим могут возникать различные причины, из-за которых давление в цилиндре может значительно сократиться. К основным таким причинам можно отнести следующие:

• механический износ поршневой системы. В этом случае на всех деталях, находящихся в непосредственном контакте между собой, возникают микроцарапины и выбоины. Происходит это в основном по причине использования некачественного топлива, после сгорания которого остается осадок, пагубно влияющий на стенки цилиндра и поршня;
• залегание или заклинивание уплотнительных колец. Причина ― некачественный бензин. По мере накопления остатков гари кольца буквально приклеиваются к пазам на поршне и не могут должным образом разжиматься при нагреве, что и приводит к потере давления;
• сколы. Поскольку любая составляющая поршневой системы имеет временной предел своей эксплуатации, рано или поздно наступает усталость металла, в результате которой от деталей начинают откалываться мелкие частицы, способные привести не только к потере давления, но и к серьезной поломке двигателя в целом.

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.

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.

Определение степени сжатия

Мы уже определили, что компрессией является уровень давления в цилиндрах. А что же такое степень сжатия? На самом деле, все очень просто. Степень сжатия двигателя – это отношение рабочего объема всего цилиндра к объему камеры сгорания. Исходя из этого, следует сразу отметить, что эта величина постоянна для марки вашего двигателя, она не измеряется ни в каких единицах, поэтому сравнивать её с компрессией не имеет никакого смысла. Также этот параметр напрямую влияет на мощность двигателя. Чем он больше, тем выше давление над поршнем, и, соответственно, выше крутящий момент.

Замер степени компрессии

Более того, зная степень сжатия, можно легко определить, какая именно компрессия должна быть на вашем двигателе. Для этого необходимо этот параметр умножить на 1,4 атмосферы. Результат получится, конечно, приблизительным, однако, на него можно полагаться как на оптимальную приблизительную величину давления.

Чтобы узнать степень сжатия, достаточно выполнить три простых шага:

1. Измерить рабочий объем цилиндра. Для этого необходимо разделить его общий литраж на количество цилиндров. Например, если ваш четырехцилиндровый двигатель имеет размер в 1100 кубов, то рабочий объем будет равен 275 см 3 .
2. Измерить размер камеры сгорания. Эту процедуру необходимо выполнять, когда поршень находится в верхней метровой точке. После этого можно воспользоваться обычным шприцем, в который набрано моторное масло. Зафиксировав количество вылитого масла, вы получите необходимый показатель.
3. Разделить первый результат на второй. Полученное число и будет степенью сжатия двигателя.

Итак, сделав определенные выводы, можно смело сказать, что компрессия двигателя и степень сжатия – это две абсолютно разные вещи. Зная эти базовые понятия, вам будет намного проще определить те или иные проблемы, связанные с цилиндро-поршневой системой любого мотора.

Степень сжатия и компрессия

Это параметр конструктивный, раз и навсегда присущий данному типу двигателя и не изменяющийся в процессе эксплуатации (в этой формуле не учитывается утечки, мы имеем дело с двумя объёмами, по этому теоретически он не изменен — ход поршня не меняется объём камеры сгорания тоже).

Компрессия это максимальная величина давления создаваемого в камере сгорания в верхней мёртвой точке (очень похоже на степень сжатия и здесь мы имеем дело с теми же объёмами, но только заполненными воздухом, топливом или смесью топлива и воздуха, а так как они имеют определённую плотность то после сжатия стремятся принять прежнее состояние — это и составляет давление). При нагреве, за счет увеличения расстояния между атомами линейные размеры тела увеличиваются. По этому при сборке приходится оставлять как минимум тепловые зазоры между деталями, иначе при нагреве их просто заклинит (что часто и происходит, надиры на поршнях и гильзах в основном являются следствием теплового расширения). Поэтому даже полностью исправная цилиндропоршневая группа всегда имеет зазоры в которые и стремится при сжатии проникнуть воздух из камеры сгорания, например в картерное пространство.

Возможные пути утечек давления.(см. рис.2)

Основные места утечек воздуха из камеры сгорания:

а) в зазор между кольцами и поверхностью цилиндра или в зазор в замке колец;

б) в зазор по торцевым поверхностям колец и канавок поршней;

в) в зазор между седлом и клапаном;

г) в зазор между поврежденной прокладкой и плоскостью головки или блока;

д) в трещину в стенке камеры сгорания.

показатель степени для идеального двухатомного газа составляет x=1,4. Таким образом, для двигателя со степенью сжатия 8.5 максимальное давление составляет примерно 20 атм. Кстати, очень похожая цифра (16-17 атмосфер) получается у двигателя с идеально притертыми клапанами при измерении компрессии «с маслом», когда кольца (и замки колец) герметизированы залитым в цилиндр моторным маслом. Недостающие 3-4 атмосферы получаются, например, за счет того, что начальное давление меньше 1 атм. При измерении компрессии без масла давление составляет 12 атмосфер, за счет вытекания горючей смеси из цилиндра при сжатии через замки колец и в зазор между кольцами и цилиндром, который имеется в силу конструктивных особенностей (например сетка Хона), что на 4 атмосферы больше чем с маслом (запомните эту цифру). Поэтому обычно говорят, что «компрессия исправного двигателя в 1.2 -1.3 раза больше степени сжатия».

До тех пор пока двигатель работает исправно, все эти данные просто никому не нужны, даже авторемонтникам. Они становятся интересны лишь во время диагностики неисправности. Хотел бы в общих чертах попробовать объяснить как вообще происходит ремонт и диагностика в том числе. Прошу простить за юмор, но тем не менее когда вы стоите рядом с неисправным автомобилем в компании бывалого авторемонтника или начинающего (на нем в принципе не написано ведь), на самом деле в этот момент у вас гораздо больше информации об этом авто чем у ремонтника, он то его первый раз видит. А вы ездили на нём и могли слышать или чувствовать что либо, что ему как раз и не мешало бы знать. В любом случае, анализируя ваши слова и симптомы неисправности, диагност на основании знания устройства автомобиля предполагает неисправность. По сути он её придумывает. Потом проверяет правильность своих соображений. И только потом ремонт.

Фундаментом для диагностики является знание процессов происходящих при работе автомобиля. Попытаюсь на примере компрессии описать износ цилиндра поршневой группы. Исправный двигатель – компрессия 12 атмосфер, хоновая сетка присутствует на стенках гильз и поршне (царапины равномерно нанесённые на всю площадь гильзы и круговые риски на поршне). В этих углублениях остается смазка ослабляющая трение. До тех пор пока есть хон износ идёт медленно. При эксплуатации постепенно хон истирается. В середине гильзы в первую очередь, так как верхний край трет только верхний край поршня, а нижний только нижний. Середину трёт верхний, нижний край поршня и середина. Постепенно цилиндр гильзы начинает превращаться в бочку (в середине больший диаметр). Это приводит к прорыву газов пока не значительному, но компрессия может упасть немного 0.5… 0.6 атмосферы на работе двигателя почти не сказываются. Но в этот момент начинается износ поршневых канавок, потому что кольцо при каждом ходе поршня в середине гильзы немного выходит из поршня и потом заходит назад. Когда появляется износ в поршневых канавках, гильза тоже к этому времени немного подтачивается, прорыв увеличивается значительно- компрессия падает до 10 атмосфер. В принципе это уровень компрессии большинства подержанных иномарок. Японцы в силу малого пробега чуть лучше. Дальше увеличивается лишь степень износа и в тот момент когда компрессия должна была бы упасть ещё на 1..2 атмосферы за счёт большого количества масла попадающего в середину гильзы, так же надо отметить что маслосъёмные кольца к этому времени не справляются со своей задаче полностью, компрессия повышается на те самые три четыре атмосферы (на которые я просил обратить ваше внимание выше)- 12 атмосфер, компрессия нового двигателя (естественно это всего лишь показания, двигатель уже начинает работать заметно хуже). Правда потом компрессия начинает падать снова, но уже начинают становиться заметны следы масла на свечах и излишние нагары. Вывод не утешителен, компрессия может быть рассмотрена лишь как косвенный показатель в ряду других: потеря мощности (косвенный), повышенный расход, нагары, прорыв картерных газов и т.д. Тем не менее, существует большое количество не исправностей которые можно определить при помощи этого косвенного показателя (компрессия).

Некоторые дефекты и неисправности бензиновых двигателей, выявляемые измерением компрессии

Необходимые обороты коленчатого вала производимые стартером частотой 200-250 оборотов в минуту. Чем выше обороты коленчатого вала тем менее страшны утечки, именно по этому автомобиль почти всегда заводится с толкача (например дизель зимой).

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.

Компрессию измеряют как с открытой, так и с закрытой дроссельной заслонкой. При этом каждый из способов дает свои результаты и позволяет определять свои дефекты.

Так, когда заслонка закрыта, в цилиндры, очевидно, поступит мало воздуха, поэтому компрессия будет низкой и составит около 0,6-0,8 МПа. Утечки воздуха в этом случае сравнимы с его поступлением в цилиндр. Вследствие этого компрессия становится особо чувствительной к утечкам — даже при малых неплотностях ее значение падает в несколько раз. Эта посылка позволяет сделать выводы или предположения о следующих дефектах двигателя: не вполне удовлетворительном прилегании клапана к седлу; зависании клапана, например, из-за неправильной сборки механизма с гидротолкателями; дефектах профиля кулачка распределительного вала в конструкциях с гидротолкателями, и том числе неравномерном износе или биении тыльной стороны кулачка; негерметичности вызванной прогаром прокладки головки или трещиной в стенке камеры сгорания.

При измерении компрессии с открытой заслонкой картина будет иной. Большое количество поступившего воздуха и рост давления в цилиндре, конечно, способствуют увеличению утечек. Однако они заведомо меньше подачи воздуха. Вследствие этого компрессия падает не столь значительно (приблизительно до 0,8-0,9 МПа). Поэтому способ замеров с открытой заслонкой лучше подходит для определения более «грубых» дефектов двигателя, таких, как поломки и прогары поршней, поломки или зависание (закоксовывание) колец в канавках поршня, деформации или прогары клапанов, серьезные повреждения (задиры) поверхности цилиндров.

В обоих способах измерения желательно учитывать динамику нарастания давления — это поможет установить истинный характер неисправности с большей вероятностью. Так, если на первом такте величина давления, измеряемая компрессометром, низкая (0,3-0,4 МПа), а при последующих тактах резко возрастает, — это косвенно свидетельствует об износе поршневых колец. В таком случае заливка в цилиндр небольшого количества масла (3-5куб.см) сразу увеличит не только давление на первом такте, но и компрессию.

С другой стороны, когда на первом такте давление достигает 0,7-0,9 МПа, а на последующих тактах почти не растет, вероятнее всего налицо негерметичность клапана или прокладки головки. Разумеется, более точно установить причину можно с помощью других средств диагностики.

Компрессометр имеет довольно простую конструкцию — это манометр, который посредством промежуточной трубки соединяется с переходником, выполненным в форме форсунки или свечи накаливания, который в свою очередь вворачивается в головку блока при измерении компрессии. Для того, чтобы при проворачивании коленчатого вала не происходило сбрасывания давления, в промежуточной трубке или переходнике установлен отсечной клапан.

Однако, несмотря на простоту конструкции, результаты замеров компрессии одного и того же двигателя очень часто сильно разнятся в разных сервисах. И это объясняется не тем, что у одних манометр врет, а у других показания идеальны. Как правило, манометр здесь ни при чем. Причина, чаще всего, кроется в так называемых паразитных объемах и жесткости пружины отсечного клапана. И если для бензинового двигателя они, как правило, не играют существенной роли, то в дизельном двигателе это влияние очень существенно.

Величина степени сжатия, как известно, представляет формулу:

В случае, если отсечной клапан компрессометра установлен в переходнике, ввертываемом в свечное или форсуночное отверстие, то формула не меняется. Однако, если отсечной клапан установлен возле самого манометра, то появляется паразитный объем V₃ в переходнике и переходной трубке. При этом формула приобретает другой вид:

где n — степень сжатия,

V₁ — объем камеры сгорания при положении коленчатого вала в верхней мертвой точке,

V₂ — объем камеры сгорания между положениями коленчатого вала в нижней и верхней мертвыми точками,

V₃ — внутренний объем переходника и переходной трубки.

В бензиновых двигателях, где объем камеры сгорания, при положении коленчатого вала в верхней мертвой точке, довольно большой, прибавка дополнительного небольшого паразитного объема V₃ лишь незначительно увеличивает показания степени сжатия.

В дизельных двигателях объем камеры сгорания V₁ крайне мал. Поэтому, даже незначительная величина паразитного объема V₃ резко изменяет величину степени сжатия.