Компрессия двигателя — очень важный параметр, от которого зависит эффективность работы силового агрегата, его мощность, «приемистость» и другие характеристики. Измерение компрессии является одним из важнейших этапов диагностики двигателя. Проводить измерение можно с помощью специального прибора — компрессометра, о котором рассказано в представленной статье.
Роль компрессии в работе двигателя
Качество работы двигателя внутреннего сгорания зависит от множества параметров, которые делают вклад в достижение различных параметров: мощности двигателя, числа оборотов, расхода топлива, приемистости и т.д. Одной из важнейших характеристик является компрессия двигателя, которая, однако, важна не сама по себе, а скорее играет «сервисную» функцию, помогая определить техническое состояние цилиндро-поршневой группы и оценить правильность регулировок различных систем мотора.
Компрессия двигателя — это давление топливно-воздушной смеси в камере сгорания на завершающем этапе такта сжатия (то есть, еще до момента воспламенения горючей смеси). Очень важно понимать, что это именно давление смеси воздуха и паров топлива, а не давление отработанных газов, которые толкают поршень вниз, передавая ему свою энергию. О чем говорит компрессия?
Прежде, чем говорить о диагностических функциях компрессии двигателя, нужно понять, какую роль она играет в работе мотора. Как известно, в цилиндр двигателя подается строго определенное количество топлива и воздуха, в результате чего образуется оптимальная по составу горючая смесь, которая при сгорании выделяют максимальное количество энергии. Эффективно мотор работает только тогда, когда подобрано оптимальное соотношение топлива и воздуха, и каждый водитель знает, чем чревато обеднение или излишнее обогащение топливной смеси — работа двигателя в обоих случаях ухудшается.
Однако необходимо понимать, что оптимального состава можно достичь только в случае достаточной герметичности камеры сгорания. Также герметичность цилиндра гарантирует и максимально эффективное преобразование энергии отработанных газов, которые толкают поршень. В реальности этого достичь нельзя, и цилиндр любого двигателя не абсолютно герметичен — воздух и отработанные газы прорываются через компрессионные кольца на поршне, через щели между клапанами и их седлами, через отверстия для свечей и форсунок, а также через трещины и иные повреждения цилиндра и поршня.
Таким образом, даже в лучшем двигателе имеет место утечка газов, а это значит, что перед воспламенением сжатая горючая смесь может иметь состав, отличный от оптимального. Это влечет за собой ухудшение работы двигателя, причем качество работы может отличаться от такта к такту (за счет изменения объема утечек вследствие движения колец, вращения клапанов вокруг оси и т.д.).
Компрессия двигателя как раз дает понять, насколько эффективно работает двигатель. С помощью измерения компрессии можно определить сразу несколько основных параметров и показателей двигателя внутреннего сгорания:
- Состояние деталей цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма (в том числе компрессионных колец, зеркала цилиндра, клапанов, наличие повреждений головки и ГБЦ и т.д.). Однако конкретную причину утечек воздуха определить так невозможно — нужно проводить более тщательную проверку, а иногда разборку двигателя и осмотр;
- Верность установки фаз газораспределения;
- Сопротивление потоку воздуха на впускном коллекторе;
- Сопротивление выхлопным газам в выпускном тракте;
- Скорость вращения коленчатого вала.
В первую очередь измерение компрессии дает информацию о состоянии деталей ЦПГ и ГРМ, все остальное оказывает на компрессию меньшее влияние. Однако если в моторе стоят новые поршневые кольца и клапана притерты, то с помощью измерения компрессии можно обнаружить засорение выхлопной системы, непроходимость воздушного фильтра и даже ухудшенную работу стартера.
Интересно отметить, что компрессия — параметр не самый простой и однозначный. Она по понятным причинам различна для бензиновых и дизельных двигателей, но и у разных моделей моторов одного типа компрессия тоже не всегда одинакова. Хотя для оценки работы двигателя в условиях гаража достаточно знать усредненные данные о компрессии различных двигателей:
- Бензиновые ДВС — нормальная компрессия лежит в пределах 9,5-10 атмосфер;
- Дизельные ДВС — нормальная компрессия лежит в пределах 28-30 атмосфер.
Однако это — минимальные значения, при которых обеспечивается нормальная работа двигателя. Лучше, когда компрессия выше 10 атмосфер для бензиновых моторов, и выше 30-32 атмосфер для дизельных моторов. Если компрессия ниже 9,5 атмосфер для бензинового ДВС, и 28 атмосфер для дизельного ДВС, то можно делать выводы о наличии проблем с ЦПГ или ГРМ, и смело загонять автомобиль на сервис (либо проводить ремонт собственными силами, что доступно только опытным автомобилистам).
Как проверить компрессию? Для этого существуют специальные приборы — компрессометры.
Типы, устройство и принцип работы компрессометра
Компрессометр (нередко можно увидеть другое название — компрессиметр) — прибор для измерения компрессии в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания. На сегодняшний день существует два основных типов компрессометров:
- Механические компрессометры, построенные на основе обычных стрелочных манометров;
- Электронные компрессометры.
Наибольшее распространение среди автолюбителей получили компрессометры на основе стрелочных манометров — это наиболее простые по устройству и недорогие приборы, которые может себе позволить практически каждый автовледелец. Электронные компрессометры — приборы более сложные и дорогие, и используется они, в основном, для профессиональной диагностики.
Механический компрессометр имеет довольно простое устройство. Его основу составляет манометр, к которому подведена металлическая или гибкая трубка, заканчивающаяся запорным клапаном. Измерение компрессии возможно благодаря именно этому клапану — он обеспечивает «запоминание» манометром пиковых показателей давления, которые в цилиндре наблюдаются только десятые доли секунды.
Работает компрессометр просто: при подключении прибора к цилиндру (через свечное отверстие или отверстие для форсунки) давление горючей смеси через открытый запорный клапан подается на манометр, а моменты падения давления (при движении поршня к НМТ) клапан закрывается, сохраняя давление в трубке компрессометра. Это дает возможность оценивать давление, которое возникает в камере сгорания на очень короткий промежуток времени. После проведения измерения давление в трубке сбрасывается нажатием на кнопку, и стрелка манометра устанавливается на нулевое деление шкалы.
Механические компрессометры делятся на несколько видов по назначению, способу подключения к двигателю и устройству трубки.
По назначению:
- Компрессометры для бензиновых двигателей;
- Компрессометры для дизельных двигателей.
Отличие этих приборов заключается в максимальном давлении, которое они способны измерить. Компрессометры для дизельных моторов могут измерять давление до 40 атмосфер, для бензиновых — до 16 атмосфер.
По способу подключения к двигателю компрессометры делятся на два типа:
- Прижимные;
- Резьбовые.
Прижимные компрессометры оснащаются конической насадкой из резины, которая вставляется в отверстие для свечи или форсунки, и просто прижимается руками — так удается быстро и без лишних действий провести измерение, хотя это связано со значительными физическими нагрузками. Также прижимной прибор очень чувствителен к правильности установки, он может давать утечки и приводить к неверным измерениям. Наконец, прижимной компрессометр невозможно использовать без ассистента, который будет либо держать прибор, либо вращать стартер ключом зажигания.
Резьбовой компрессометр в этом плане более надежен, он оснащается резьбовой насадкой, которая вкручивается в отверстие свечи или форсунки. Прибор этого типа просто вворачивается в отверстие, после чего водитель проворачивает стартер ключом зажигания, и затем смотрит на результаты измерений. Пользоваться резьбовым компрессометром можно в одиночку, что и делает его привлекательным для автолюбителей.
По устройству трубки компрессометры делятся на несколько видов:
- С жесткой металлической трубкой;
- С гибкой резиновой трубкой;
- С комбинированной трубкой.
Жесткая трубка наиболее удобна для прижимных компрессометров, так как она дает возможность надежно удерживать прибор во время измерения. Гибкая трубка очень удобна тем, что она позволяет работать даже в труднодоступных местах без демонтажа мешающего в проведении измерения оборудования двигателя. Комбинированные трубки состоят из короткого металлического участка и более длинной гибкой трубки, что представляет определенное удобство.
Наконец, компрессометры могут оснащаться трубкой различной длины, причем многие производители приборы с увеличенной трубкой называют удлиненными.
Отдельно нужно сказать о градуировке манометра и принятых условных обозначениях. Все манометры могут быть отградуированы в МПа (0,1 МПа примерно равен одной атмосфере), кгс/см2 (один кгс/см2 равен одной атмосфере), в барах (1 бар приблизительно равен атмосфере) либо непосредственно в атмосферах. В компрессометрах зарубежного производства чаще всего используется градуировка в psi (фунт-сила на квадратный дюйм), одна psi примерно равна 0,07 атмосферы.
Но для удобства манометр почти всех компрессометров разделен на два цветных сегмента: слева расположен красный сегмент, нахождение стрелки в нем говорит о слишком низкой компрессии; справа расположен зеленый сегмент, нахождение стрелки в нем говорит о том, что компрессия в пределах нормы. В большинстве случаев этого более чем достаточно для общей оценки состояния двигателя.
Комплектация компрессометров
Сегодня рынок предлагает огромное количество компрессометров, которые условно можно разделить на несколько типов по комплектации:
- Компрессометры минимальной комплектации;
- Компрессометры расширенной комплектации;
- Комплекты компрессометров для проведения измерений в бензиновых и дизельных двигателях.
Минимальную комплектацию имеют наиболее простые прижимные компрессометры — обычно в упаковке находится только сам прибор без каких-либо аксессуаров, но иногда встречаются и комплекты с одним-двумя переходниками. Также в минимальной комплектации поставляются и резьбовые компрессометры, но они почти всегда имеют переходники для измерения в двигателях с различной резьбой под свечи и форсунки.
Расширенную комплектацию могут иметь любые приборы, обычно в такую комплектацию входят различные адаптеры, удлинители (жесткие и гибкие) и т.д.
Отдельную категорию составляют наборы компрессометров для измерения компрессии в бензиновых и дизельных двигателях. Так как диапазоны давлений в этих типах ДВС совершенно разные и нигде не пересекаются, то один и тот же манометр для них не подходит. Поэтому в комплекты обязательно входит два манометра (для бензиновых моторов и дизелей), а также множество переходников, трубок и других аксессуаров.
Простому автолюбителю лучше всего подойдут приборы в минимальной или расширенной комплектации, а комплекты для разных типов двигателей стоит выбирать тем, кто постоянно работает с моторами различных типов.
Порядок работы с компрессометром
Работа с компрессометром не слишком сложна, хотя имеет свои особенности и тонкости. Измерение компрессии в бензиновых и дизельных двигателях несколько отличается, поэтому опишем их отдельно.
Измерение компрессии в бензиновых моторах проводится в следующем порядке:
- Прогреть двигатель (недопустимо проводить измерение на холодном моторе);
- Демонтировать свечи зажигания, отсоединить высоковольтные провода от катушки зажигания;
- Установить компрессометр в отверстие одного из цилиндров;
- На протяжении 5-10 секунд прокручивать стартером коленвал двигателя;
- Произвести снятие показаний с прибора;
- Повторить для остальных цилиндров.
Очень важно, чтобы во время измерений аккумуляторная батарея была полностью заряжена, в противном случае показания будут неверными.
Измерение компрессии в дизельном двигателе проводится аналогично, но с некоторыми исключениями:
- Прогреть двигатель до рабочей температуры (вообще, температура мотора не должна быть ниже 30°C);
- Отключить подачу топлива на форсунки (для разных типов моторов необходимо выполнить разные действия — отсоединить разъемы клапанов, отключить насос, дозатор и т.д.);
- Обесточить свечи накаливания (если они есть);
- В двигателях со свечами накаливания — выкрутить свечи, вкрутить компрессометр в отверстие свечи одного из цилиндров;
- В двигателях без свечей накаливания — выкрутить форсунки, компрессометр вкручивать в их отверстия;
- На протяжении 5-10 секунд стартером проворачивать коленчатый вал двигателя, либо проворачивать до тех пор, пока показания компрессометра перестанут увеличиваться;
- Повторить измерение для остальных цилиндров.
По результатам измерений можно делать выводы о состоянии двигателя. Но в первую очередь нужно смотреть не на значение компрессии, а на разность компрессии в цилиндрах. Для бензиновых двигателей разница компрессии в цилиндрах может составлять 0,5-1 атмосферу, для дизельных — 2,5-3 атмосферы. Если в каком-то цилиндре компрессия значительно ниже, чем в остальных, нужно принять меры для устранения утечек.
Также очень важно отслеживать (если это возможно) динамику роста показаний манометра во время измерения. Например, если сначала компрессия увеличилась, но затем ее рост прекратился и не достиг нормального уровня, то это может свидетельствовать о наличии серьезных утечек в связи с повреждениями клапанов, наличием трещин в цилиндрах или поршнях, и т.д. Если при первых оборотах прибор показывает слишком низкую компрессию, которая затем медленно растет, то это говорит о плохом состоянии поршневых колец, а также об износе поршня или стенок цилиндра.
Какие выводы можно делать по результатам измерений компрессии? Низкая компрессия свидетельствует об износе деталей ЦПГ и ГРМ, однако такая же ситуация также может говорить о неисправности стартера (не развивает достаточных оборотов), засорении выхлопной трубы или воздушного фильтра. Если проверка всех этих компонентов не выявляет неисправности, то нужно разбирать двигатель, производить осмотр и предпринимать те или иные действия. Обычно проблема решается заменой поршневых колец или клапанов, но иногда приходится предпринимать и более серьезные меры — производить замену поршней с последующей расточкой цилиндров. Если же вы не уверены в возможности восстановить нормальную компрессию двигателя, то лучше всего обратиться к специалистам.
Периодическая проверка компрессии двигателя — простой и надежный способ экспресс-диагностики силового агрегата в условиях гаража. Имея в руках простой компрессометр, можно легко определить причины ухудшения работы двигателя и предпринять меры для устранения проблемы. И эта диагностика доступна каждому автомобилисту.
