Степень сжатия двигателя. Таблица компрессии двигателей


Правильная компрессия в двигателе - Бензиновый и дизельный двигатели

В речи автовладельцев можно часто услышать слово «компрессия», особенно когда говорят о каких-то неисправностях двигателя: «низкая компрессия», «пропала компрессия», и т.д. И специалисты-ремонтники в ходе диагностики тоже измеряют компрессию. Что же такое компрессия в двигателе, как ее измерять, отчего она падает, и чем это грозит?

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.

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.

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.

Таблица показателей, какая компрессия должна быть в двигателе, для некоторых иномарок:

Для отечественных она находится примерно в тех же значениях. А какая компрессия нормальна в дизельных двигателях?

То, какая компрессия должна быть в дизельном двигателе, тоже зависит от агрегата. Показатель дизелей выше, в общем случае она не должна быть ниже 23 кг. на кв. см.

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.

Фактически это тоже не совсем верно.

Компрессия падает по множеству причин, и не каждая из них требует переборки двигателя. Перед тем, как делать полный ремонт, следует продиагностировать двигатель и выявить точную причину.

Миф четвертый: лучший мотор – с высокой компрессией, поэтому ее надо увеличивать любыми способами

Следует понимать, что даже восстановив двигатель до идеального состояния, компрессии выше номинальной не добиться. Чтобы ее увеличить, некоторые автовладельцы практикуют добавление присадок в бак.

И это даже может сработать, измерение показывает существенный рост. Но если разобрать такой «форсированный» двигатель, можно увидеть, что камера цилиндра покрыта слоем отложений, нарушающих теплообмен в узлах двигателя. Явление ведет к перегреву, калильному зажиганию, детонации, прочим неприятностям. Вывод: повышать компрессию искусственно – нежелательно.

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.

Проверка на дизельном автомобиле

Замер компрессии дизельного двигателя похож на процедуру для бензинового, с небольшими отличиями. Для проверки нужно соблюсти условия:

  • подача топлива должна быть отключена;
  • свечи выкручены;
  • снимается только одна форсунка, через разъем которой делается замер;
  • АКБ заряжена и в хорошем состоянии, электрический стартер исправен.

Цифра компрессии дизельного двигателя измеряется при отключенном от питания клапане, прекращающем подачу топлива, и отжатом рычаге отсечки на ТНВД!

При проверке компрессии дизельных двигателей наконечник компрессометра подключается в гнездо, где была форсунка. Компрессионный измеритель используется специальный, для машин на дизтопливе: предел измерения прибора – до 60 атмосфер и более, зависит от модели устройства.

Важно: иногда проверить компрессию дизельного двигателя удобнее через отверстия свечей накала, можно работать через них, если это допускает конструкция мотора и рекомендации производителя.

Когда прибор подключен, можно начинать замеры, аналогично бензиновому мотору – стартером крутится коленвал, записываются показания прибора.

Важно: жать на педаль газа не нужно! Конструктивные особенности двигателей на дизтопливе исключают эту необходимость.

motoran.ru

Нормы компрессии двигателей

Предельно допустимое значение величины компрессии дпя бензиновых двигателей составляет 10 кПа, для дизельных двигателей — 24 кПа.Если вы располагаете необходимым оборудованием, то можете измерять компрессию самостоятельно, однако дпя этого вам потребуется помощник, который будет проворачивать коленчатый вал стартером. Для начала выкрутите все свечи зажигания из головки блока и убедитесь, что клапана правильно выставлены. Во время проверки компрессии на бензиновом двигателе ваш помощник должен полностью нажать на педаль акселератора и сцепления. При проверке дизельного двигателя нажимать на педаль акселератора не надо.

Начинайте проверять с 1-го цилиндра и далее действуйте по порядку работы цилиндров. При проверке определяйте обороты коленчатого вала, после которых установится максимальное значение компрессии. Плавное нарастание давления в цилиндрах свидетельствует о хорошем состоянии ципиндропоршневой группы. По опыту, на двигателе в хорошем состоянии наивысшее значение давления отмечается после 6—8 прокруток коленчатого вала. Перед тем как начинать замерять компрессию, убедитесь, что стартер находится в хорошем состоянии и аккумуляторная батарея полностью заряжена.

Двигатель

Двигатель Норма компрессии
1,4nZetec-SE 12-14 кПа
1,6nZetec-SE 12-14 кПа
1,8nZetec-E 12-14 кПа
2,0 л Zetec-E 12-14 кПа
1,8 л Endura-TurDodiesel 28-34 кПа
1,8 л Endura-DI-Turbodiesel 28-34 кПа

Однако лучше эту работу доверить специалисту, по разнице величин компрессии в цилиндрах и характере шума он может выявить следующие неисправности:

  1. шум во впускном коллекторе — неплотное прилегание впускного клапана к седлу;
  2. шум из открытой маслоналивной горловины или измерителя уровня масла — изношенные стенки цилиндров или трещина головки блока;
  3. шум из выпускного коллектора — неплотные выпускные клапаны.

Если полученная в результате измерений величина компрессии меньше нормы, попробуйте добавить немного моторного маспа в отверстия под свечи зажигания (отверстия под форсунки дпя дизеля) и повторите замер. Это позволит уменьшить зазор между поршнем и цилиндром. Если значение не изменится — давление в цилиндре в результате неплотного прилегания клапанов к седлам или повреждение прокладки головки. Если величина компрессии увеличилась, это указывает на износ поршневых копец или рабочих поверхностей цилиндров. Измерение компрессии проводите в следующем порядке:

  1. прогрейте двигатель до рабочей температуры, в результате выбирутся зазоры между движущимися деталями;
  2. отсоедините зажигание (контактный разъем 15), снимите со свечей зажигания наконечники проводов и выверните все свечи зажигания;
  3. затормозите автомобиль стояночным тормозом, установите рычаг коробки передач в нейтральное положение. Ваш помощник должен нажать на педаль сцепления и педаль акселератора;
  4. вставьте резиновый конус измерителя компрессии в отверстие дпя свечи зажигания (дпя дизеля это отверстие дпя форсунок) 1-го цилиндра, при необходимости можете использовать переходник;
  5. далее ваш помощник прокручивает коленчатый вал от 6 до 8 оборотов, чтобы получить наибольшую величину компрессии;

Рис. 164. Резиновый конус прибора для компрессии должен закрывать отверстие под свечу зажигания

Рис. 165. Показатели прибора для измерения компрессии

 

  • запишите полученный результат. Повторите измерения для остальных цилиндров (рис. 164 и 165).

 

www.idmg.ru

Степень сжатия двигателя

Работа двигателей внутреннего сгорания характеризуется рядом величин. Одна из них – степень сжатия двигателя. Важно не путать ее с компрессией – значением максимального давления в цилиндре мотора.

Что такое степень сжатия

Данная степень – это соотношение объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Иначе можно сказать, что значение компрессии – отношение объема свободного места над поршнем, когда тот находится в нижней мертвой точке, к аналогичному объему при нахождении поршня в верхней точке.

Выше упоминалось, что компрессия и степень сжатия – не синонимы. Различие касается и обозначений, если компрессию измеряют в атмосферах, степень сжатия записывается как некоторое отношение, например, 11:1, 10:1, и так далее. Поэтому нельзя точно сказать, в чем измеряют степень сжатия в двигателе – это «безразмерный» параметр, зависящий от других характеристик ДВС.

Условно степень сжатия можно описать также как разницу между давлением в камере при подаче смеси (или дизтоплива в случае с дизельными двигателями) и при воспламенении порции горючего. Данный показатель зависит от модели и типа двигателя и обусловлен его конструкцией. Степень сжатия может быть:

  • высокой;
  • низкой.

Расчет сжатия

Рассмотрим, как узнать степень сжатия двигателя.

Она вычисляется по формуле:

Здесь Vр означает рабочий объем отдельного цилиндра, а Vс – значение объема камеры сгорания. Формула показывает важность значения объема камеры: если его, например, снизить, то параметр сжатия станет больше. То же произойдет и в случае увеличения объема цилиндра.

Чтобы узнать рабочий объем, нужно знать диаметр цилиндра и ход поршня. Вычисляется показатель по формуле:

Здесь D – диаметр, а S – ход поршня.

Иллюстрация:

Поскольку камера сгорания имеет сложную форму, ее объем обычно измеряется методом заливания в нее жидкости. Узнав, сколько воды поместилось в камеру, можно определить и ее объем. Для определения удобно использовать именно воду из-за удельного веса в 1 грамм на куб. см – сколько залилось грамм, столько и «кубиков» в цилиндре.

Альтернативный способ, как определить степень сжатия двигателя – обратиться к документации на него.

На что влияет степень сжатия

Важно понимать, на что влияет степень сжатия двигателя: от нее прямо зависит компрессия и мощность. Если сделать сжатие больше, силовой агрегат получит больший КПД, поскольку уменьшится удельный расход горючего.

Степень сжатия бензинового двигателя определяет, горючее с каким октановым числом он будет потреблять. Если топливо низкооктановое, это приведет к неприятному явлению детонации, а слишком высокое октановое число вызовет нехватку мощности – двигатель с малой компрессией просто не сможет обеспечивать нужное сжатие.

Таблица основных соотношений степеней сжатия и рекомендуемых топлив для бензиновых ДВС:

Сжатие Бензин
До 10 92
10.5-12 95
От 12 98

Интересно: бензиновые турбированные двигатели функционируют на горючем с большим октановым числом, чем аналогичные ДВС без наддува, поэтому их степень сжатия выше.

Еще больше она у дизелей. Поскольку в дизельных ДВС развиваются высокие давления, данный параметр у них также будет выше. Оптимальная степень сжатия дизельного двигателя находится в пределах от 18:1 до 22:1, в зависимости от агрегата.

Изменение коэффициента сжатия

Зачем менять степень?

На практике такая необходимость возникает нечасто. Менять сжатие может понадобиться:

  • при желании форсировать двигатель;
  • если нужно приспособить силовой агрегат под работу на нестандартном для него бензине, с отличающимся от рекомендованного октановым числом. Так поступали, например, советские автовладельцы, поскольку комплектов для переоборудования машины на газ в продаже не встречалось, но желание сэкономить на бензине имелось;
  • после неудачного ремонта, чтобы устранить последствия некорректного вмешательства. Это может быть тепловая деформация ГБЦ, после которой нужна фрезеровка. После того, как повысили степень сжатия двигателя снятием слоя металла, работа на изначально предназначенном для него бензине становится невозможной.

Иногда меняют степень сжатия при конвертации автомобилей для езды на метановом топливе. У метана октановое число – 120, что требует повышать сжатие для ряда бензиновых автомобилей, и понижать – для дизелей (СЖ находится в пределах 12-14).

Перевод дизеля на метан влияет на мощность и ведет к некоторой потере таковой, что можно компенсировать турбонаддувом. Турбированный двигатель требует дополнительного снижения степени сжатия. Может потребоваться доработка электрики и датчиков, замена форсунок дизельного мотора на свечи зажигания, новый комплект цилиндро-поршневой группы.

Форсирование двигателя

Чтобы снимать больше мощности или получить возможность ездить на более дешевых сортах топлива, ДВС можно форсировать путем изменения объема камеры сгорания.

Для получения дополнительной мощности двигатель следует форсировать, увеличивая степень сжатия.

Важно: заметный прирост по мощности будет лишь на том двигателе, который штатно работает с более низкой степенью сжатия. Так, например, если ДВС с показателем 9:1 тюнингован до 10:1, он выдаст больше дополнительных «лошадей», чем двигатель со стоковым параметром 12:1, форсированный до 13:1.

Возможные следующие методы, как увеличить степень сжатия двигателя:

  • установка тонкой прокладки ГБЦ и доработка головки блока;
  • расточка цилиндров.

Под доработкой ГБЦ подразумевают фрезеровку ее нижней части, соприкасающейся с самим блоком. ГБЦ становится короче, благодаря чему уменьшается объем камеры сгорания и растет степень сжатия. То же происходит и при монтаже более тонкой прокладки.

Важно: эти манипуляции могут также потребовать установки новых поршней с увеличенными клапанными выемками, поскольку в ряде случаев возникает риск встречи поршня и клапанов. В обязательном порядке настраиваются заново фазы газораспределения.

Расточка БЦ также ведет к установке новых поршней под соответствующий диаметр. В результате растет рабочий объем и становится больше степень сжатия.

Дефорсирование под низкооктановое топливо

Такая операция проводится, когда вопрос мощности вторичен, а основная задача – приспособить двигатель под другое горючее. Это делается путем снижения степени сжимания, что позволяет двигателю работать на малооктановом бензине без детонации. Кроме того, налицо и определенная финансовая экономия на стоимости горючего.

Интересно: подобное решение нередко используется для карбюраторных двигателей старых машин. Для современных инжекторных ДВС с электронным управлением дефорсирование крайне не рекомендуется.

Основной способ, как уменьшить степень сжатия двигателя — сделать прокладку ГБЦ более толстой. Для этого берут две стандартные прокладки, между которыми делают алюминиевую прокладку-вставку. В результате растет объем камеры сгорания и высота ГБЦ.

Некоторые интересные факты

Метанольные двигатели гоночных машин имеют сжатие более 15:1. Для сравнения, стандартных карбюраторный двигатель, потребляющий неэтилированный бензин, имеет сжатие максимум 1.1:1.

Из серийных образцов моторов на бензине со сжатием 14:1 на рынке присутствуют образцы от Mazda (серия Skyactiv-G), ставящиеся, например, на CX-5. Но их фактическая СЖ находится в пределах 12, поскольку в данных моторах задействован так называемый «цикл Аткинсона», когда смесь сжимается в 12 раз после позднего закрытия клапанов. Эффективность таких двигателей измеряется не по сжатию, а по степени расширения.

В середине XX века в мировом двигателестроении, особенно в США, наблюдалась тенденция к увеличению степени сжатия. Так, к 70-м основная масса образцов американского автопрома имела СЖ от 11 до 13:1. Но штатная работа таких ДВС требовала использования высокооктанового бензина, который в то время умели получать только процессом этилирования – добавлением тетраэтилсвинца, высокотоксичного компонента. Когда в 1970-х годах появились новые экологические стандарты, этилирование стали запрещать, и это привело к обратной тенденции – снижению СЖ в серийных образцах двигателей.

Современные двигатели имеют систему автоматической регуляции угла зажигания, которая позволяет ДВС работать на «неродном» топливе – например, 92 вместо 95, и наоборот. Система управления УОЗ помогает избежать детонации и других неприятных явлений. Если же ее нет, то, например, залив высокооктановый бензин двигатель, не рассчитанный на такое горючее, можно потерять в мощности и даже залить свечи, поскольку зажигание будет поздним. Ситуацию можно поправить ручным выставлением УОЗ по инструкции к конкретной модели автомобиля.

motoran.ru