КОМПРЕССИЯ.

Тема разговора сегодня о компрессии в двигателях автомобилей. Давайте разберем подробно: что такое компрессия, какие признаки говорят о том, что двигатель декомпрессирован; как правильно измерять компрессию в двигателях автомобилей; какие выводы можно сделать по результатам измерений.
Еще недавно двигатель работал как часы, но вот упала мощность, увеличились расходы топлива и масла. На холостом ходу стала заметна вибрация - двигатель явно "троит", т.е. один из цилиндров не работает должным образом. И если замена свечей и стендовая промывка системы питания ничего не изменит, в подобных случаях для определения причины неисправности нередко прибегают к измерению компрессии - одному из самых простых и доступных способов диагностики.
Компрессия — это величина давления, которое создается в цилиндре в конце такта сжатия. Этот параметр в очень широких пределах зависит от условий, при которых его замеряют, и в значительной степени от технического состояния мотора.
Признаки того, что двигатель декомпрессирован:
- двигатель не развивает мощности («не тянет»);
- большой расход топлива;
- перерасход моторного масла;
- из глушителя валит серый дым.
Это все признаки того, что возможно сильно износились или «залегли» поршневые кольца. Причины износа — пригорание в канавках поршня и потеря упругости.
Функция поршневых колец — обеспечение герметичности между поршнями и цилиндром, недопущение попадания газов в картер двигателя, а масла — в камеру сгорания.
А теперь о том, как правильно измерить компрессию в двигателе. Для выполнения данной процедуры потребуется компрессометр, а ещё соблюдение обязательных условий.
1. Измерение компрессии проводится на горячем двигателе. Должна быть рабочая температура двигателя.
2. Необходимо исключить подачу топлива в цилиндры двигателя (обесточить топливный насос путём снятия штекера на насосе или извлечением предохранителя, отвечающего за работу электробензонасоса). При этом надо запустить двигатель и выработать остатки топлива до полной его остановки.
3. Необходимо обесточить модуль зажигания или катушки зажигания в зависимости от марки автомобиля. Для этого необходимо отсоединить штекер подачи питания.
4. Необходимо вывернуть сразу все свечи зажигания. Выборочный демонтаж свечей, практикуемый на некоторых СТО, недопустим, так как увеличивает сопротивление вращению и произвольно снижает обороты при прокрутке двигателя стартером
5. Аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена, а стартер - исправен.
Компрессометром следует пользоваться строго в соответствии с инструкцией. Измерения проводите: как при открытой дроссельной заслонке, так и при закрытой. Результаты измерений записывайте.
— Наконечник компрессометра плотно вставьте в отверстие свечи зажигания, убедитесь, что соединение надежно.
— Включите стартер и проворачивайте им коленчатый вал, пока показания манометра не прекратят расти (на это у вас уйдет 2—3 секунды). Для коленчатого вала необходимо, чтобы он вращался со скоростью 100 оборотов в минуту. Это выполняется лишь при исправности аккумулятора.
— Выключите стартер, расшифруйте показания прибора (показания манометра или диаграмму — это зависит от типа прибора). Измерение проводится поочередно на всех цилиндрах.
— Не забывайте удалять воздух из компрессометра или перемещать кассету диаграммы в исходное положение после каждого замера.
-- Записываем значение. По окончании измерений вкручиваем свечи, подключаем провода и катушки, вставляем предохранитель бензонасоса.
-- Размышляем над результатами.
А результаты должны быть такими: компрессия должна быть 10-13 бар (если больше, то только к лучшему).
Если у вас получились данные, отличающиеся от нормы, повторите измерения на данном цилиндре. Что делать, если вы не знаете нормативных данных, приблизительный показатель нормативной компрессии для двигателя вашего автомобиля можно рассчитать по формуле:
Компрессия (кгс/см2) = степень сжатия х коэффициент X
Степень сжатия всегда записывается в технической характеристике двигателя. Коэффициент X зависит от вида двигателя:
X = 1,2 - 1,3 для четырехтактных двигателей с искровым зажиганием;
X - 1,7 - 2 для четырехтактных дизельных двигателей.
Компрессия в новых автомобилях или в находящихся в хорошем состоянии должна соответствовать данным завода - изготовителя или данным, следующим из указанной выше формулы.
Разница показателей компрессометра между цилиндрами не должна превышать 10% от максимального показателя.
Более просто это выглядит так: разница не должна превышать 1 кгс/см2 для бензинового двигателя. Таким образом, падение компрессии на 15% в данном цилиндре свидетельствует об износе поршня, цилиндра, поршневых колец или клапанов. Продолжительная эксплуатация двигателя с таким цилиндром ведет к его усиленному износу.
Бывают случаи, когда компрессию в двигателе можно восстановить. Это возможно только в тех случаях: когда неправильно собран двигатель; когда предварительно не установлены в отдельности по меткам коленчатый и распределительный валы; при проворачивании стартером коленчатого вала двигателя; при сорванных зубьях или разрыве зубчатого ремня. В результате ударного столкновения тарелок клапанов с поршнями стержень клапана деформируется, и клапан не садится плотно в свое седло. Отсюда и отсутствие компрессии в цилиндрах.
Чтобы исправить эту неполадку, необходима частичная разборка двигателя и притирка клапанов. Если у вас есть специальное оборудование и полным-полно времени, то выправить изогнутый клапан можно и самостоятельно. Но легче заменить его новым.
Для получения максимальной компрессии клапаны необходимо притереть. Это можно сделать с помощью подходящего по диаметру шланга длиной примерно 15 см, надеваемого на конец клапана и выполняющего роль ручки. Если под рукой нет специальной притирочной пасты, то ее можно заменить размельченным в порошок стеклом, которое измельчают в металлической ступке, а затем смешивают с машинным маслом.
Эту смесь наносят на кромку клапана и начинают процесс притирки. Следите за тем, чтобы паста не попала на стержень клапана, т. к. в этом случае будет повреждена направляющая втулка.
Работы выполняют на снятой и уложенной на горизонтальную поверхность головке двигателя. Резиновый шланг-ручку надевают на стержень клапана с противоположной стороны головки и, прижав клапан к седлу, начинают его вращать, каждый раз проворачивая примерно на 30°. При этом клапан необходимо периодически отрывать от седла и переставлять на новое место для того, чтобы не оставалось круговых крупных рисок на поверхности седла и клапана.
О том, что притирка завершена, вам скажет наличие на поверхности клапана ровной серой дорожки шириной 1,5-2 мм. После завершения работы необходимо тщательно промыть керосином места притирки и головку.
Потеря компрессии зависит от состояния двигателя и износа поршневых колец. Есть еще один способ проверить их техническое состояние . Назовем этот вариант «масляная проверка». Для данного вида определения неисправностей нам и потребуются ранее упомянутые в инструментах шприц и машинное масло.
Впрысните в те цилиндры, где компрессия понижена, 10-30 мл машинного масла. Закройте свечное отверстие, осуществите несколько оборотов коленвала, чтобы масло распространилось по цилиндру, а затем снова измерьте компрессию.
Теперь необходимо сравнить показания компрессометра до и после введения масла.
- Если компрессия значительно повысилась или очень близка к норме, значит, негерметичны вследствие износа как правило, поршневые кольца, поршни, цилиндры.
- Если компрессия повысится незначительно — негерметичны клапаны и кольца или повреждена прокладка головки блока цилиндров.
- Если компрессия осталась неизменной, значит, негерметичны клапаны.
Если повреждение уплотнительной прокладки приходится на систему охлаждения двигателя, то дополнительными симптомами неисправности будет проникновение газов внутреннего сгорания в систему охлаждения двигателя во время работы, а охлаждающей жидкости — в картер двигателя (белесая или серая пена на щупе уровня масла).
Если прокладка повреждена между цилиндрами — понизится компрессия в соседних цилиндрах.
Нагар на дне поршня и головке цилиндра приводит к повышению компрессии по сравнению с нормативной.
Незначительное пригорание поршневых колец можно устранить без разборки двигателя. Необходимо провести стендовую очистку системы питания (жидкостной способ).
Нагар с цилиндров можно удалить двумя способами — механически либо с помощью стендовой очистки системы питания. Для механической очистки от нагара необходимо снять головку блока цилиндров, размягчить нагар керосином, снять его металлической щеткой или деревянным скребком.
Второй способ — стендовая промывка, удаляющая нагар.
Хорошо бы еще знать о том, в каком состоянии находится герметичность цилиндров.
Видимая простота и доступность снискали компрессометру славу некоего "универсального" прибора, способного не только определить неисправность, но и вообще оценить техническое состояние двигателя в целом. К сожалению, эта универсальность обманчива - полученные результаты измерений часто требуют специального анализа, и делать по ним однозначные выводы не всегда правильно.
Вот только два тому примера. Сравнительно новый двигатель не удается запустить. Компрессия в цилиндрах составляет 0,5-0,6 МПа (5-6 кг/см2), что примерно вдвое ниже нормы. Причинами могут быть механическая поломка или износ деталей цилиндро-поршневой группы. Но такое же падение компрессии будет наблюдаться, если из-за неисправности системы управления в цилиндры поступил избыток топлива. Оно смыло масло со стенок цилиндров, и поршневые кольца перестали надлежащим образом уплотнять полость камеры сгорания.
Другой случай: у старого двигателя измеренная компрессия составляет 1,1-1,2 МПа. Норма! Однако двигатель расходует масла свыше 1 л на 1000 км. Оно и понятно, если принять во внимание износ колец, поршней и цилиндров. В чем же дело? Да просто большое количество масла, проникающего в камеру сгорания, хорошо уплотняет зазоры между изношенными деталями.
Как видим, к результатам замеров следует относиться с осторожностью. И, чтобы во время ремонта не ошибиться в выводах, следует знать, в каких случаях на результаты измерений можно с уверенностью положиться, а когда - только принять к сведению.
При движении поршня их нижней мертвой точки (а) давление начинает повышаться только после закрытия впускного клапана (б) и достигает максимума в верхней мертвой точке (в): h - перемещение поршня, при котором давление в цилиндре не повышается
Что влияет на компрессию?
Теоретически максимальное давление в цилиндре в конце такта сжатия, когда поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ), зависит от целого ряда факторов. С точки зрения ремонтной практики они в конечном счете влияют на количество поступающего в цилиндр воздуха - чем оно больше, тем выше компрессия. В первую очередь отметим положение дроссельной заслонки - ее прикрытие или закрытие, очевидно, сильно уменьшит давление в цилиндре. Понятным образом на количество воздуха влияет и степень загрязнения воздушного фильтра.
Некоторые механики допускают ошибки в установке фаз газораспределения, например, при монтаже ремня или цепи привода распределительного вала. Это приводит к изменению момента закрытия впускного клапана, сдвигая начало сжатия в цилиндре в ту или другую сторону. Тогда и значения компрессии будут отличаться.
Довольно сильно на компрессию влияют зазоры в приводе клапанов. Так, малый зазор в приводе впускных клапанов приведет к более позднему их закрытию и, соответственно, к уменьшению компрессии. Одновременно малые зазоры в выпускных клапанах увеличат так называемое перекрытие клапанов - величину угла поворота коленвала, в течение которого открыты одновременно оба клапана в цилиндре. Результат тот же -компрессия уменьшится.
На компрессию повлияет и температура двигателя - чем она меньше, тем сильнее будет охлаждаться воздух, сжимаемый в цилиндре, и тем меньше будет его давление. Кстати, зазоры на приводе клапанов так же будут "следить" за температурой - чем она ниже, тем меньше зазоры и компрессия.
Но и это еще не все. Как только воздух в цилиндре оказывается, достаточно сжат, станут проявляться разного рода его утечки через зазоры между изношенными или поврежденными деталями, уплотняющими полость камеры сгорания.
Естественным образом из сказанного вытекают выводы о том, что утечки будут минимальными, если цилиндр имеет идеально круглую форму, отсутствуют продольные риски на его рабочей поверхности, поршневые кольца идеально прилегают к ней и к торцевым поверхностям канавок поршня; если близка к нулю величина зазоров в замках колец и, наконец, тарелки клапанов идеально прилегают к седлам.
Но все мы знаем, ничего идеального в природе не бывает. Какие-то утечки есть всегда, даже у нового двигателя. Вопрос лишь в том, насколько они велики. Поэтому напомним факторы, в той или иной мере влияющие на интенсивность утечек воздуха, а, следовательно, и на компрессию:
в первую очередь укажем на температуру двигателя - она, повышаясь, увеличивает компрессию, так как детали лучше прилегают друг к другу, принимая размеры и взаимное положение, больше соответствующие рабочим;
затем напомним, что масло, поступившее в камеру сгорания через направляющие втулки клапанов, поршневые кольца, систему вентиляции картера и уплотнения турбокомпрессора, существенно повышает компрессию, так как оказывает уплотняющее действие;
топливо, поступившее в цилиндр в виде капель, напротив, снижает компрессию, так как разжижает и смывает масло с деталей и не оказывает уплотняющего действия из-за малой вязкости;
таким же образом сказываются негерметичность обратного клапана или шланга компрессометра, а также большое усилие пружины обратного клапана;
и, наконец, чем больше обороты коленчатого вала, тем меньше утечки через неплотности, тем выше компрессия.