Какое давление должно быть в цилиндрах двигателя
Содержание статьи
Компрессия в цилиндрах двигателя – норма и алгоритм измерения
Диагностика и ремонт13 сентября 2017
Первые признаки износа мотора — затрудненный запуск «на холодную» и увеличенный расход масла (свыше 150 мл на 1 тыс. км пробега). При появлении подобных симптомов выполняется проверка компрессии в цилиндрах двигателя, помогающая точнее определить техническое состояние цилиндропоршневой и клапанной группы. Чтобы провести такую диагностику, необязательно ехать в автосервис: достаточно обзавестись специальным манометром и понимать, какой должна быть компрессия в исправном силовом агрегате.
Что понимают под компрессией?
Одна из основных характеристик двигателя, приведенная в инструкции по эксплуатации автомобиля, — степень сжатия. Это безразмерный коэффициент, показывающий, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь перед воспламенением. Рассчитывается так: объем одного цилиндра (с учетом камеры сгорания) делится на величину хода поршня. Данный параметр является постоянным и меняется только при глубоком тюнинге мотора — расточке цилиндров, установке другого коленвала и так далее.
Степень сжатия несведущие автолюбители путают с компрессией — реальным давлением, создаваемым поршнями при вращении коленчатого вала стартером (200-300 об/мин). Характеристика меняется по мере износа деталей и измеряется в таких единицах:
- Атм (атмосфера);
- кгс/см2 (килограмм-сила на сантиметр) = 0,97 Атм;
- МПа (мегапаскаль) = 9,9 Атм;
- Бар = 0,99 Атм.
Чтобы выявить неисправность главных элементов двигателя, нужно померить компрессию во всех цилиндрах и сопоставить полученные значения с оптимальной величиной. Почему в процессе эксплуатации мотора компрессия снижается:
- Рабочие поверхности колец, поршней и цилиндров истираются, зазор между ними увеличивается. Когда коленвал крутится стартером, поршень не успевает «накачать» давление в камере сгорания — часть воздуха уходит через щели в картер.
- Тарелки клапанов постепенно подгорают, неплотно садятся в седло и пропускают газы.
- «Подвисший» клапан либо полностью прогоревший поршень не позволяет создать давление в цилиндре.
- Царапины и задиры на цилиндрах также ведут к утечкам газов.
Указанные процессы аналогично протекают во время работы мотора: топливо не догорает, газы проникают в картер, а масло — в камеру сжигания. То есть, величина компрессии отражает реальную картину внутри двигателя.
Оптимальное давление в цилиндрах
Чтобы определить момент критической изношенности цилиндропоршневой группы, нужно знать, какая норма компрессии считается удовлетворительной. Здесь прослеживается взаимосвязь со степенью сжатия — чем она выше, тем большее давление возникает в камерах сгорания при вращении коленчатого вала.
На данный момент встречается 3 разновидности моторов с различными параметрами:
- старые силовые агрегаты с низкой степенью сжатия (до 8,5);
- современные двигатели на бензине, где топливная смесь сжимается в 9-11 раз;
- дизели с величиной сжатия 16-24.
Камера сгорания дизельного мотора отличается малыми размерами, поэтому воспламенение солярки происходит от сильного сжатия.
Оптимальные значения давления в цилиндрах различных силовых агрегатов получены на основании многократных практических замеров. Когда мотор нагрет до рабочей температуры, аккумулятор заряжен и нет проблем со стартером, компрессия в двигателе должна быть следующей:
- На дизеле — от 2,4 до 3 МПа. Первый показатель — минимально допустимый, при каком автомобиль способен завестись.
- Оптимальное давление в цилиндрах инжекторного силового агрегата — 1,4-1,5 МПа. Допускается уменьшение компрессии до уровня 1,1 МПа.
- В старых карбюраторных двигателях ВАЗ и других марок минимальный порог составляет 1 МПа или 10 Бар. Агрегат в отличном состоянии должен показать результат 13 Бар.
Примечание. Если проанализировать данные замеров, то можно выявить следующую закономерность: оптимальное давление равно степени сжатия, умноженной на коэффициент 1,4-1,5.
Чем нужно измерять?
Для оценки технического состояния цилиндропоршневой группы и плотности прилегания клапанов применяется диагностический прибор для измерения компрессии. В состав комплекта входят следующие детали:
- манометр стрелочный со шкалой 0-2,4 МПа (для дизеля — 0-4 МПа);
- гибкий патрубок с наконечником, вкручивающимся на место свечи зажигания;
- клапан обратный;
- ручной клапан сброса воздуха;
- насадки — переходники под различные резьбы.
Простейший вариант компрессометра — манометр с обратным клапаном и резиновой насадкой в виде конуса. В процессе измерения прибор необходимо прижимать к свечному отверстию и удерживать рукой, а не вкручивать.
Если назначение манометра понятно, то функции остальных элементов требуют пояснения. Обратный клапан не дает воздуху покидать корпус прибора, пока поршень накачивает максимальное давление, что происходит за 5-10 тактов. Затем показания обнуляются путем сброса воздуха кнопкой. Поскольку компрессия в дизельном двигателе меряется через отверстия для форсунок или свечей накала, прибор комплектуется различными переходниками.
Как часто проверять давление?
В профилактических целях проводить диагностику следует вместе с заменой свечей зажигания бензинового мотора. В зависимости от марки авто, технического состояния и качества изделий такая операция проводится с интервалом 25-50 тыс. км.
Поводом для внеочередной проверки компрессии служат такие симптомы:
- силовой агрегат начал «поедать» масло в количестве 150 мл на 1 тыс. км и более;
- заметен сизый дым из выхлопного тракта;
- автомобиль стал плохо заводиться «на холодную»;
- на холостом ходу мотор глохнет и трясется.
Последний признак может указывать на неисправность системы зажигания либо выход из строя 1-2 свечей. Перед измерением давления подобные неполадки желательно устранить. На дизелях износ поршневой группы и клапанов проявляется аналогичными симптомами, особенно затрудняется холодный пуск — при недостатке давления солярка попросту не вспыхивает.
Порядок выполнения замеров
Перед тем как проверить компрессию двигателя, необходимо обеспечить полный заряд аккумуляторной батареи и исправную работу стартера. Иначе вы получите заниженные показатели и возьметесь за ремонт силового агрегата вместо продолжения диагностики и поиска других причин.
Существует несколько способов измерения давления — «на холодную», «на горячую», с закрытым и полностью открытым дросселем. Практика показывает, что наиболее точные результаты дает проверка на прогретом моторе, выполняемая согласно инструкции:
- Запустите двигатель и доведите температуру охлаждающей жидкости до 70 °С.
- Снимите высоковольтные провода и выверните все свечи, на дизеле — форсунки.
- Отключите форсунки от контроллера, отсоединив соответствующий разъем. Другой вариант — обесточить бензонасос, вытащив нужный предохранитель.
- Вкрутите насадку компрессометра в отверстие 1-го цилиндра, откройте дроссельную заслонку, нажав педаль газа, и проверните коленвал стартером 5-10 раз.
- Снимите показания и повторите операцию на остальных цилиндрах.
Если вы не хотите касаться электроники, то форсунки бензинового двигателя можете не отключать, на точность показаний это не повлияет, но при диагностике в масляный картер попадет небольшое количество горючего. Топливоподача на дизеле с механическим ТНВД отключается с помощью рычага отсечки.
По результатам измерений делаются следующие выводы:
- Если показатели замеров отличаются не более, чем на 1 Бар и близки к оптимальным, поршневая группа и клапаны исправны.
- Та же ситуация, но показатели близки к минимальному порогу. Ресурс силового агрегата практически исчерпан, можно ездить дальше и доливать масло, но готовиться к ремонту.
- Когда давление в одном из цилиндров на 2-3 Бар ниже остальных, сделайте повторную проверку, залив в свечное отверстие 5 мл моторной смазки. Компрессия выросла — значит, неисправна поршневая группа, поскольку масло уплотнило прилегание колец. Показания остались прежними — виноват прогоревший клапан.
Если давление во всех цилиндрах ниже нормы, придется делать капитальный ремонт. Тест с добавлением масла проводить бесполезно — двигатель все равно нужно разбирать.
Источник
Компрессия в цилиндрах бензинового двигателя
Основным и важным показателем работы двигателя является герметичность камеры сгорания. Компрессия в цилиндрах двигателя определяет степень эффективного сгорания топлива, и соответственно, влияющая в прямой зависимости на уверенный его запуск, независимо от температуры окружающей среды, а также устойчивую работу как на холостом ходу, так и в движении.
Основные понятия
Компрессия — это параметр величины давления, создаваемый в цилиндре в конце такта сжатия. Величина зависит от достаточно большого количества факторов. Важно соблюдать правила замера в целях снижения процента ошибок при оценке технического состояния двигателя.
Общие правила измерения
Для предварительной общей оценке показателя компрессии в цилиндрах бензинового двигателя необходимо соблюдать следующие условия:
- прогрет до рабочей температуры;
- свечи зажигания вывернуты из всех цилиндров;
- отключена топливоподача (на инжекторных двигателях достаточно отключить датчик положения коленчатого вала, на карбюраторных — заглушить подачу топлива с бензонасоса);
- аккумулятор полностью заряжен или дополнительно подключен к пусковому устройству;
- стартер исправен;
- педаль сцепления полностью нажата;
- дроссельная заслонка полностью открыта;
- режимы замера по всем цилиндрам одинаков по времени прокрутки стартером (или по количеству тактов).
Стандарты и нормы
Существует мнение владельцев современных автомобилей, что компрессия горячего мотора может иметь значение от 8 до 10 атм.
Норма компрессии в цилиндрах любого двигателя от 12 атм, за редким исключением.
На автомобилях эксплуатируются двигатели различной конфигурации, определяемой количеством клапанов и распределительных валов, геометрией впускного коллектора, установленной шатунно-поршневой группы. В соответствии с этим рассчитывается его конкретная степень сжатия — это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.
Чем выше степень сжатия, тем выше значение компрессии. У бензиновых двигателей степень сжатия находится в пределах 8 — 12 единиц, что указывают в технической документации конкретного автомобиля. Теоретически определить какой должна быть компрессия в цилиндрах для конкретного двигателя не сложно. Достаточно величину степени сжатия умножить на коэффициент 1.3.
К примеру, степень сжатия в характеристиках автомобиля указывается равной 9,5 единиц, умножив 9,5 на коэффициент 1,3 получим расчетную величину равную 12,35 атм.
Приборы для проверки компрессии
Компрессометр — прибор, состоящий из манометра со шкалой, клапана сброса давления и наконечников. Наиболее удобным является гибкий шланг с резьбовым наконечником, в который установлен ниппель для предотвращения обратного выхода воздуха из прибора. Проверка компрессии в цилиндрах двигателя, предусматривающих в конструкции свечные колодцы, осуществляется вворачиванием гибкого шланга в резьбовое отверстие свечи, что исключает потери сжатого воздуха от неплотного прилегания жестких наконечников без резьбы.
Измерить компрессию в цилиндрах своими руками
Прежде всего необходимо установить по технической документации какой является нормальная компрессия бензинового двигателя конкретно к этому автомобилю и определиться с сложностью доступа к свечам зажигания. Если доступ требует разборки других узлов двигателя (дроссельный узел, впускной ресивер), препятствующих их выкручиванию и существует уверенность в их успешной разборке и сборке, то можно приступить к замеру.
Как мерить компрессию
Бытует мнение, чтобы правильно замерить компрессию в двигателе необходимо стартером провернуть коленчатый вал на два-три оборота. Такой метод приведет к неправильному определению неисправности и как следствие к неоправданным затратам на ремонт двигателя.
Проверку выполняют на разных режимах с целью широкого анализа состояния мотора:
- с закрытой дроссельной заслонкой;
- с полностью открытой заслонкой;
- с добавлением масла в цилиндр;
- на «холодном» двигателе.
Проверка с закрытой дроссельной заслонкой
Такой способ измерения нужен для определения малых дефектов двигателя, чувствительных при небольшом поступлении воздуха в цилиндры. Это может быть трещина на тарелке клапана, небольшой прогар кромки или отсутствие герметичности в паре седло-клапан. Поступление воздуха через закрытую дроссельную заслонку при замере компрессии ограничивается, и величина ее будет невысокой (от 10 до 11 атм). В связи с малым поступлением воздуха в цилиндры чувствительность на утечки повышается, вследствие чего результаты параметров давления занижаются.
Проверка с полностью открытой дроссельной заслонкой
Для определения сильных износов двс компрессию проверяют с полностью открытой дроссельной заслонкой, обеспечивая максимальное поступление воздуха в цилиндры. Увеличенное количество воздуха способствует росту давления, но также увеличиваются и утечки, но в сравнении с массой поступающего воздуха они настолько малы, что величина падения компрессии незначительна и достигает 12 — 13 атм. Если имеются «грубые» дефекты в двигателе, то снизиться до 8 — 9 атм. Возможные причины:
- поломка или залегание колец в канавках поршня;
- поломка днища поршня или прогар;
- сильный прогар тарелки клапана или деформация его оси;
- в следствии попадания инородных материалов возник задир стенки цилиндра;
- после ремонта двигателя с законченным ресурсом, связанного с заменой поршневых колец, не было принято во внимание овальность цилиндров и не производилась их расточка под другой размер поршня и колец.
Плохая компрессия в двигателе
Поведение автомобиля изменилось. Двигатель запускается не с первой прокрутки стартером или требует продолжительного вращения, а при минусовой температуре окружающей среды может вообще не запуститься. Если вывернуть свечи зажигания и осмотреть их визуально, то причина отказа в запуске становится ясной — свечи «мокрые» от переизбытка топлива, поступающего в цилиндры. Это симптомы плохой компрессии в двигателе.
Признаки
- двигатель завелся, после прогрева работает ровно на холостом ходу, но при движении ощущается потеря мощности;
- провалы при разгоне и увеличился расход топлива;
- работает с пропусками воспламенения — «троит».
Что делать, если выявлены вышеперечисленные признаки
Во избежание дальнейшего и скорого износа необходимо в кратчайшие сроки установить причины и выявить узлы, подлежащие ремонту.
По результатам замера компрессии возможны следующие показатели:
- высокая — больше 15;
- низкая — меньше 12;
- нет — 0.
Повышение компрессии в моторе видно по выхлопным газам — цвет становится сизо-белым и увеличивается расход масла. При разгоне появляется звон поршневых пальцев. Большая компрессия вызывает увеличение нагара на тарелках клапанов и направляющих, а на стенках камеры сгорания образуется слой кокса, уменьшающий объем камеры и соответственно изменяющий степень сжатия цилиндров.
Высокая компрессия постепенно вызывает детонационные стуки двигателя, разрушающие шатунно-поршневую группу.
Причина завышенной компрессии
Анализ ревизии двигателя показывает, что причина не одна. В таблице приведены причины повышенной компрессии в моторе:
| 1 | Перегрев двc |
| 2 | Низкокачественное масло |
| 3 | Не соответствующее масла |
| 4 | Присадки |
| 5 | Некорректная установка меток газораспределения |
| 6 | Несвоевременная замена маслосъемных сальников клапанов |
Причина низкой компрессии
Слабая компрессия выявляется при его запуске, особенно в холодную погоду, а также признаки обнаруживаются в потере динамики и увеличению расхода топлива.
Низкая компрессия увеличивает скорость износа двигателя, а если дефект в одном цилиндре, то холостой ход неустойчив, машина часто глохнет или занижает обороты холостого хода.
В таблице приведены основные причины:
| 1 | Перегрев |
| 2 | Тепловой зазор клапанов ниже допустимого уровня |
| 3 | Прогар или трещина на тарелке клапанов |
| 4 | Износ направляющих клапанов |
| 5 | Износ компрессионных колец поршня |
| 6 | Прогар прокладки головки блока цилиндров |
| 7 | Негерметичность пары седло-клапан |
Если нет компрессии в одном или более цилиндров, то двигатель очень плохо заводится, а заведенный тут же начинает работать несбалансированно, с сильными вибрациями и тряской.
Если же пропала компрессия одновременно во всех цилиндрах — двигатель не заведется. Одной из причин может быть обрыв ремня ГРМ на заведенном двигателе и столкновение поршня с клапанами. После удара клапана гнутся. Система газораспределения теряет герметичность, и сжимаемая топливовоздушная смесь с большой скоростью направляется в впускной и выпускной коллекторы.
Также пропадает компрессия в одном из цилиндров из-за сильного прожига тарелки клапана. Есть примеры, когда от 40 до 50% площади тарелки клапана оплавлено и компрессия равна нулю. Это легко определить и без компрессометра. Достаточно завернуть в этот цилиндр свечу и при прокрутке стартером коленчатый вал будет вращаться легко и однородно, не выделяя такты сжатия.
При замере компрессии желательно наблюдать за стрелкой измерителя давления (манометра) и следить за динамикой его нарастания. По скорости нарастания компрессии можно косвенно определить в какой группе деталей сильный износ. Если на первом такте манометр показывает низкую компрессию (3-5 атм), а при последующих тактах скорость нарастания давления увеличивается, то с большой вероятностью можно установить, что изношены поршневые кольца. В качестве перепроверки показаний можно применить метод искусственного создания масляной пленки на стенке цилиндров, добавив через свечное отверстие 5-10 мл масла. Если с добавленным маслом компрессия резко увеличится на первом же такте и установится номинальной, то можно уже конкретно утверждать об износе копрессионных колец. В случае измерения в двух соседних цилиндрах и получении низкого результата без масла и с маслом, можно сделать заключение о дефекте в прокладке головки блока цилиндров.
Возможен и другой вариант, когда достигается на первом такте 6-9 атм и на последующих тактах стрелка манометра зависает в этом же положении. При такой ситуации предполагается отсутствие герметичности клапана или прокладки ГБЦ. Более точно установить причину можно другими диагностическими приборами, такие как пневмотестер или электронный осциллограф.
Почему нет компрессии в двигателе
Возникают и такие ситуации, когда двигатель отремонтировали и установили новую поршневую группу, произвели расточку цилиндров, притерли клапана к седлам. Иными словами, ремонт произведен строго по технологической карте. Произвели замер компрессии, а давление в цилиндрах отсутствует.
После проведенного ремонта гидрокомпенсаторы могут оказывать давление на стержни клапанов, вследствие чего они могут быть открыты. Через определенное время гидрокомпенсатор заполнится маслом, и начнет функционировать.
Допустимая компрессия в карбюраторном двигателе
Допустимое давление в карбюраторном двигателе при использовании бензина Аи-76 (низко октановый бензин) около 8 — 10 атм, а при использовании высокооктанового бензина 11-12 атм.
Оценка результатов измерений
Получение корректных данных является залогом точного определения неисправности.
Одинаковые значения, полученные при измерении, свидетельствуют об однородном состоянии деталей газораспределительного механизма и одинаковой степени износа шатунно-поршневой группы.
В случае падения давления в одном из цилиндров на величину 1 атм, в сравнении с другими цилиндрами, необходимо применить другие методы диагностики с целью установления точной причины.
Восстановление компрессии
Восстановить возможно, если не поврежден газораспределительный механизм на ГБЦ. Может возникнуть залегание поршневых колец. В этом случае повысить давление можно без разборки двигателя. Для этого нужно купить жидкость для растворения кокса и на горячем двигателе провести процедуру «раскоксовки». Цена процедуры минимальная, в сравнении с разборкой мотора. Чтобы оценить восстановление жидкостью для удаления кокса с поршневых колец замеряют до и после «раскоксовки». В большинстве случаев такой способ временно восстанавливает мотор.
Существует также способ, заливки масла в цилиндры перед запуском двигателя. Позволяет поднять компрессию исключительно для запуска двигателя, особенно в холодную погоду. Суть метода заключается в принудительном создании масляной пленки на стенках цилиндров, которая кратковременно блокирует утечки газов в картер двигателя.
Проверка на снятом ДВС
В гаражных условиях померить компрессию возможно, подключив клеммы стартера к аккумулятору. Но необходимо учесть, что температура будет равна окружающей.
Источник