Правильная компрессия в двигателе

Понятие компрессии

Прежде всего следует определиться с терминологией: «компрессия» с технической точки зрения – слово не совсем корректное. Это разговорный термин, который употребляется для краткости среди людей понимающих. Корректное название – «давление окончания фазы сжатия» (или такта). Далее по тексту мы будем употреблять термин «компрессия», поскольку он устоялся и общепринят.

Итак, что представляет компрессия в цилиндрах двигателя?

Компрессией принято называть возникающее в цилиндре ДВС давление при нахождении поршня в фазе верхней мертвой точки, при выключенном зажигании (для бензиновых двигателей), или когда горючее не подается (на дизельных движках).

Требуемое положение на рисунке обозначено сокращением ВМТ:

Компрессия меряется в разных единицах: бары, мегапаскали (МПа), атмосферы (Атм.) или килограммах на квадратный сантиметр.

Норма для разных двигателей

Давление в цилиндрах двигателя зависит от его типа. Компрессия в дизельном двигателе должна быть не ниже 28 кг/см2, хотя у более ранних отечественных моделей нормальным считалось давление в 20 кг/см2 при этом разброс значений между цилиндрами должна быть не более 2-3 кг/см2.

На большинстве бензиновых импортных автомобилей и отечественных, нормальная компрессия двигателя должна быть в пределах 10 — 13 атмосфер в том числе и на ВАЗ 2107, а на ВАЗ-овских моделях «десятого» семейства она несколько выше, от 11 атмосфер. Разница компрессии в цилиндрах должна быть не более 0,5-1 кг/см2.

Роль компрессии

Если показатель давления в конце такта высок, то газы сгоревшего топлива остаются в камере сгорания цилиндра, меньшее их количество вырывается в картер. Следовательно, ДВС может совершить больший объем полезной работы, а это прямо влияет на расход горючего и смазки, стабильность работ и приемистость.

Если компрессия исчезает совсем или падает, водитель начинает ощущать просадки мощности, нестабильную работу, пропадает тяга, авто теряет динамику. Расход бензина увеличивается, а в картере постоянно снижается уровень моторного масла. Если автовладелец столкнулся с этими симптомами, необходимо ехать на диагностику, возможно, дело именно в проблемах компрессии.

Что такое компрессия

Когда поршень движется вверх, то сжимает заполнившую камеру топливовоздушную смесь. Чтобы сгорание топлива могло быть максимально эффективным, необходимо обеспечить достаточное давление в цилиндрах (это и есть компрессия). Ведь чем выше давление в начале рабочего такта, тем сильней выхлопные газы давят на поршень, заставляя его проворачивать коленчатый вал. Если компрессия мотора недостаточна, то происходит следующее:

топливо сгорает неэффективно, из-за чего падает мощность двигателя;
выхлопные газы прорываются в картер двигателя, что приводит к окислению масла;
прорывающиеся сквозь прокладку, поршневые кольца или клапаны горящие газы, повреждают их поверхность и еще сильней снижают давление.

Вращающийся шатун толкает поршень вверх. Закрытые клапаны, прокладка ГБЦ и поршневые кольца предотвращают утечку газов из камеры сгорания, из-за чего давление возрастает. Когда поршень почти достиг верхней мертвой точки (ВМТ), топливовоздушная смесь воспламеняется. В результате этого давление в камере сгорания резко возрастает и начинает искать выход – через поршень, шатун и коленчатый вал. Таким образом, давление в камере сгорания превращается во вращение коленчатого вала. От компрессии зависит, сколько продуктов сгорания будут толкать поршень, а сколько уйдет в системы охлаждения или смазки, чтобы портить двигатель.

Каким должен быть уровень компрессии

Существует множество двигателей со своими характеристиками. И нельзя сказать точно, сколько должна быть компрессия в двигателе, универсальной цифры нет – она индивидуальна для каждого силового агрегата.

Значение компрессии рассчитывается по принципу: степень сжатия*умножающий коэффициент (т.н. число Х).

Степень сжатия и упомянутый коэффициент зависят от индивидуальных характеристик мотора.

Важно: уровень компрессии в любых дизельных двигателях гораздо выше, чем в их бензиновых собратьях, поскольку топливо воспламеняется за счет его добавления к нагретому высоким давлением воздуху. Но даже здесь нельзя сказать, какой должна быть компрессия в дизельном двигателе, данный параметр также индивидуален.

На номинальное значение компрессионного числа влияет сорт топлива, для которого проектировался двигатель: бензины с различным и октановыми числами детонируют в разных рабочих условиях. Поэтому если, например, ДВС, рассчитанный на 80-й бензин, со стандартным 92 или 95 может просто не завестись, и наоборот, ведь мотор не создает требуемых для нормального цикла воспламенения условий.

Признаки низкой компрессии двигателя

Существует ряд признаков, сигнализирующих владельцу автомобиля, о низком уровне компрессии в двигателе машины. Признаки следующие:

машина заводится дольше, чем это было ранее;
появляются провалы в функционировании мотора во всех режимах;
возросло давление в патрубках системы охлаждения;
увеличился расход топлива (бензин, газ) и масла;
из выхлопной трубы выходит черный дым;
при включенном моторе слышны удары и хлопки;
появились небольшие трещины в головке блока цилиндра;
прогорел и деформировался клапан;
прогорело днище поршней;
на стенке цилиндров, расположенных в камере сгорания, образовался нагар;
засорился воздушный фильтр;
снизилась эффективность сгорания топлива – это выражается в падении мощности машины при сгорании того же объема топлива, что было и ранее.

Несколько популярных мифов

Миф первый: компрессия – то же, что и степень сжатия

Такое мнение распространено у начинающих автолюбителей и тех, кто мало осведомлен о принципах работы ДВС.

Следует понимать: компрессия – давление в цилиндре, а степень сжатия – комплексный параметр, основанный на характеристиках цилиндра. Уровень компрессии прямо зависит от степени сжатия – но не наоборот!

Помимо сжатия, на компрессию влияет множество факторов: давление в цилиндре в начала цикла сжатия, температура во время замера, регулировка газораспределения, наличие протечек. Последнее прямо зависит от состояния двигателя – степени износа цилиндров и поршневых колец.

Компрессия на графике:

Миф второй: поднятие компрессии = увеличение мощности двигателя

Это утверждение не является корректным.

Поднятие возможно двумя путями:

устранить протечки газов из цилиндра;
увеличить степень сжатия.

Например, можно изменить объем пространства сжатия – делается это шлифовкой нижней плоскости головки БЦ. Убрав пару миллиметров металла с посадочной плоскости ГБЦ, можно, теоретически, поднять компрессию с 9.9 до целых 11 единиц (пример для двигателя ВАЗ 2111). Должен вырасти и КПД мотора, как минимум до 4 процентов прироста.

На практике эффект окажется существенно ниже. При росте сжатия увеличится давление в камере, это вызывает детонацию, датчик детонации срабатывает и отправляет команду на сдвиг угла опережения зажигания назад. Поэтому прогнозируемого роста мощности не произойдет, а вот ресурс двигателя снизится: возрастает шанс прогара поршней и клапанов.

Второй вариант – максимально убрать протечки, заменив поршневые кольца. Компрессия при этом также вырастет, но прироста мощности также не произойдет по причине детонации и автоматического сдвига УОЗ.

Миф третий: отсутствие компрессии – повод для капитального ремонта

Автомеханики очень любят пугать несведущих клиентов фразой «нет компрессии», отправляя их на дорогой капремонт, поскольку двигатель якобы предельно изношен.

Как измеряют компрессию

Чтобы провести замер, вам понадобятся помощник и прибор, который называют компрессометром. Этот прибор выпускают в различных модификациях. Но действует прибор по одному принципу – измеряет давление в камере сгорания. Измерение компрессии проводят только на холодном двигателе. Выкрутите свечи зажигания из бензинового мотора или накаливания из дизельного двигателя и вставьте (вкрутите) в первый цилиндр компрессометр.

Попросите помощника быть рядом, чтобы по вашей команде включить зажигание и крутить стартер. Время измерения 2–3 секунды. Посмотрите, сколько показал прибор и сравните это с необходимым значением. Затем эту же операцию повторите на других цилиндрах. Разница во время измерения компрессии на холодном и горячем моторе достигает 2–5 атмосфер.

Как уровень компрессии влияет на ДВС в действительности

Важное следствие значения этого параметра – легкость пуска мотора, крайне актуально это в зимние периоды. Критически важна компрессия для дизельных двигателей, у которых от температуры и показателя давления зависит воспламенение топлива. Бензиновые агрегаты менее чувствительны к холодам, но для них компрессия тоже важна.

Малый уровень компрессии ведет к росту давления газов картера. Из вентиляции картера во впуск проникают масляные пары, увеличивается токсичность выбросов двигателя, камеры сгорания быстро загрязняются.

Неодинаковая компрессия в разных цилиндрах ведет к вибрации, которые особенно чувствуются при холостой работе двигателя и езде на низких оборотах. Вибрация наносит вред непосредственно двигателю, подвеске, трансмиссии и другим узлам.

Итак, компрессия – индикатор состояния «здоровья» двигателя. Хотя ее понятие и обросло мифами, нужно понимать ее истинное значение и уделять должное внимание.

Почему падает компрессия

Когда газы из цилиндра вырываются в пространство картера, они совершают не всю работу, которую должны производить в норме. Падение проявляется:

плохим пуском двигателя в любых условиях;
провалами мощности, плавающими оборотами;
черным выхлопом из глушителя;
ударами из двигателя, хлопками, и пр.

Распространенные причины снижения:

появление нагара на поверхности цилиндра (или нескольких) ДВС;
прогар поршней двигателя, клапанов;
появление трещин ГБЦ;
вышедшая из строя прокладка ГБЦ;
загрязненный воздухофильтр, и прочие причины.

Все они требуют тщательного диагностирования и замены поврежденных деталей (но, как сказано выше, капремонт нужен далеко не всегда). В автосервисах для определения причин применяют комплексный компрессионно-вакуумный метод, измеряющий и давление, и разрежение в цилиндре.

Как и когда измерить компрессию

Специалисты в автомобильной сфере рекомендуют делать контрольные замеры каждые 10-20 тысяч км. для иномарок, и спустя 3-5 тысяч – для представителей отечественного автопрома. Для проверки требуется особый прибор – компрессометр, подбираемый под марку авто.

Так выглядит простой компрессометр для бензиновых машин:

Измерение можно провести самостоятельно.

Важно: АКБ автомобиля должна быть заряжена!

Для измерения на бензиновом ДВС надо:

прогреть двигатель, чтобы он достиг температуры 80 градусов;
заглушить мотор, отключить топливоподачу;
демонтировать катушки зажигания и выкрутить свечи;
снять предохранители блока управления, если такие есть;
провернуть стартер несколько раз, чтобы цилиндры самоочистились от возможных отложений и нагара;
закрутить наконечник шланга компрессометра в колодец свечи;

выжать до максимума педаль газа и повращать стартером коленвал;
записать данные прибора, повторить процедуру для каждого цилиндра, сравнить данные.

Записывается самое высокое значение. Желательно замерять вдвоем, чтобы облегчить процедуру.

Важно: допустимая разница в показаниях по отдельным цилиндрам – не более 10%.

Если показатель упал, следует обратиться в автосервис за поиском и устранением причин, чтобы избежать нарастания проблем.

Как измерить компрессию двигателя?

Для этого необходимо: • Прогреть двигатель, • Полностью зарядить АКБ, • Дроссель должен быть полностью открыт, • Воздушный фильтр снят, • Все свечи выкручены. Для проведения работ нам потребуется: • Компрессометр, • Свечной ключ.

В таком режиме полностью заряженная АКБ позволит стартеру раскрутить двигатель до 200 об/мин. Компрессия во всех цилиндрах должна быть ровной. При снижении уровня компрессии необходимо выяснить причину падения. Это могут быть поршневые кольца или проблемы в клапанном механизме, выяснить это можно так. В проблемные цилиндры с помощью шприца вводят 15-20 гр. моторного масла. Процедуру замера повторяют. Если показания манометра выросли — причина падения в поршневых кольцах, если остались на прежнем уровне — в клапанах.