Компрессия в двигателе это: Какая компрессия должна быть в двигателе и как ее проверить?

Компрессия и степень сжатия двигателя автомобиля

Кто изучает устройство автомобиля, встречает непонятные термины из области работы двигателя. Расскажем что такое компрессия и степень сжатия мотора, их определения. Рассмотрим работу мотора с изменяемой степенью сжатия.

Что такое степень сжатия

Это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. На бензиновом моторе, в зависимости от конкретной задачи, степень сжатия может серьезно варьироваться, достигая величин в 8 до 12. На дизельных двигателях из-за их конструктивных особенностей она намного больше и оставляет от 14 до 18 единиц. Для бензиновых двигателей, чем выше степень сжатия — тем выше удельная мощность. Но если её сильно увеличить, то может снизится ресурс и возрастает риск проблем с мотором при заправке некачественным топливом.

Что такое компрессия двигателя

Это максимальное давление воздуха в камере сгорания в конце такта сжатия.

Компрессия это давление в цилиндре. Поэтому она зависит от степени сжатия (величина давления в меньшем объеме всегда будет больше, т.е. при увеличении степень сжатия компрессия растет). По величине компрессии можно предварительно судить о состоянии двигателя. При этом важно правильно провести процедуру замера компрессии.

При снижении уровня компрессии необходимо выяснить причину. Это могут быть поршневые кольца или проблемы в клапанном механизме, выяснить это можно так. В проблемные цилиндры с помощью шприца вводят 15-20 грамм моторного масла. Процедуру замера повторяют. Если показания манометра выросли — причина падения в поршневых кольцах, если остались на прежнем уровне — в клапанах.

Двигатели с изменяемой степенью сжатия

Японские производители улучшили эффективность традиционного двигателя за счет поднятия степени сжатия до 14:1, что ранее было просто невозможно. Они заявляют, что с данной степенью сжатия могут работать, как бензиновый, так и дизельный двигатели, причем на обычном 95-ом бензине. Как это возможно? Один из недостатков бензиновых моторов с искровым зажиганием — относительно невысокая степень сжатия. Если ее поднять с нынешних 10:1 до 12,5:1, то эффективность использования теплоты сгоревшего топлива возрастет процентов на шесть. Но чем сильнее сжимаем поршнем воздух с парами бензина, тем выше риск взрывного неконтролируемого самовоспламенения смеси — это детонация, страшный враг двигателя: ударные нагрузки, перегрев, разрушение поршней и колец.

Не зря степень сжатия бензиновых агрегатов редко поднимается выше 11:1.

На самом деле все дело в снижении средней температуры цикла. Чем «холоднее» горючая смесь в камере сгорания, тем сильнее ее можно сжать без риска возникновения детонации. Думаете, японцы решили охлаждать всасываемый воздух? Нет, они занялись системой выпуска.

Этот прием давно известен по гоночным моторам — «настроенные» выпускные каналы по схеме 4-2-1, в которых порции выхлопных газов из всех четырех цилиндров не «толкаются» друг с другом, а строго поочередно вылетают в атмосферу. При чем здесь температура цикла? «Настроенный» выпуск за счет газодинамического наддува улучшает продувку цилиндров — в них остается меньше горячих отработавших газов, которые неизбежно подмешиваются к свежему воздуху на такте впуска и поднимают температуру в конце такта сжатия. Как уверяют, если долю выхлопа снизить с обычных 8% до 4%, то степень сжатия можно безболезненно поднять на три единицы. А за счет охлаждения воздуха при распыле бензина прямо в цилиндр — сжатие можно увеличить еще на единичку.

Чтобы реализовать продвинутый газообмен, пришлось раскошелиться на фазовращатели на обоих распредвалах — и впускном, и выпускном. А вдобавок с помощью компьютерного моделирования придумать еще кучу всяких ухищрений. К примеру, чтобы улучшить «термоизоляцию» камеры сгорания, диаметр цилиндра пришлось уменьшить с нынешних 87,5 мм до 83,5 мм, соответственно увеличив ход поршня.

Длинноходность способствует увеличению крутящего момента на низких оборотах, вдобавок тягу «на низах» улучшают непосредственный впрыск и увеличение степени сжатия — и возникает эффект, который именуют downspeeding. Мол, мотор настолько хорошо тянет «внизу», что среднестатистические обороты при езде снижаются на 15% — это дает эффект по части снижения расхода бензина и выбросов СО₂ по сравнению с турбомотором с уменьшенным до 1,4 л рабочим объемом.

Что такое компрессия и степень сжатия

При диагностике автомобиля перед покупкой опытные автовладельцы практически всегда советуют новичкам проверить компрессию. А еще существует степень сжатия – казалось бы, схожий термин, ведь компрессия – это и есть сжатие. На самом деле это совершенно разные вещи. Давайте разберемся, что есть что, а заодно поймем, что и как нужно проверять при покупке машины.

Что такое степень сжатия?

Начнем со степени сжатия. Как мы помним, поршень в цилиндре при работе двигателя движется вверх-вниз, имея две так называемых мертвых точки, верхнюю и нижнюю. Так вот, степень сжатия – это отношение между двумя объемами: полным объемом цилиндра, когда поршень находится в нижней мертвой точке, и объемом камеры сжатия, когда поршень находится в верхней мертвой точке. То есть степень сжатия – это математическое отношение, которое показывает, во сколько раз топливовоздушная смесь (или воздух, если речь о дизеле) сжимается в цилиндре при работе мотора.

Степень сжатия – одна из базовых характеристик любого двигателя, и закладывается она на стадии проектирования. У бензиновых моторов она ниже, чем у дизельных: в среднем от 8:1 до 12:1 у первых и от 14:1 до 23:1 у вторых. Дело в том, что работа дизельного мотора предполагает самостоятельное воспламенение топливовоздушной смеси от сжатия, а в бензиновом моторе смесь в каждом такте поджигается свечой зажигания. Однако в целом по мере развития технологий двигателестроения степень сжатия в моторах росла. Причина проста: повышение степени сжатия позволяет увеличить КПД мотора, получая больше мощности при том же рабочем объеме и расходе топлива. Собственно, с ростом степени сжатия связано и применение более высокооктановых бензинов.

Таким образом, степень сжатия – это конструктивная характеристика двигателя, и она не меняется по мере его износа и старения. Степень сжатия не нужно «проверять» при покупке, а знать ее нужно в основном для того, чтобы знать, какой бензин лучше заливать в бак купленной машины.

Что такое компрессия?

Если степень сжатия – параметр математический и неизменный, то компрессия – характеристика изменяемая. Компрессия – это давление, создаваемое в цилиндре в конце такта сжатия, когда поршень идет от нижней мертвой точки к верхней, сжимая воздух или топливовоздушную смесь. Давление в цилиндре в момент, когда поршень достиг верхней мертвой точки – это и есть компрессия. Можно подумать, что компрессия фактически должна быть равна степени сжатия – ведь она тоже показывает разницу давления в цилиндре при двух положениях поршня – верхнем и нижнем. Однако на самом деле компрессия оказывается значительно выше. Ведь воздух при резком сжатии нагревается, что означает увеличение давления. А еще он нагревается от горячих стенок цилиндра, ведь рабочая температура двигателя гораздо выше температуры окружающей среды. Таким образом, компрессия, конечно, зависит от степени сжатия, но не равна ей. И именно компрессию замеряют при диагностике двигателя, чтобы оценить его техническое состояние.

Как замеряют компрессию?

Замер компрессии проводится с учетом перечисленных выше условий: на полностью прогретом двигателе и при полностью открытой дроссельной заслонке, отвечающей за подачу воздуха в цилиндр. Разумеется, горение топлива для замера компрессии не нужно, в цилиндре сжимается только воздух. Так что подачу топлива отключают, а свечу зажигания (или накаливания, если речь идет о дизеле) выкручивают, а на ее место вкручивают шлаг компрессометра. Компрессометр – это прибор для измерения компрессии. Он фактически представляет собой манометр, подключаемый трубкой к цилиндру и оснащенный обратным клапаном, чтобы не сбрасывать измеренное давление.

Зачем измерять компрессию?

Замер компрессии позволяет оценить исправность и техническое состояние двигателя. Во-первых, после замера можно сравнить соответствие полученного результата заводским параметрам – то есть оценить компрессию в имеющемся двигателе по сравнению с новым. Во-вторых, низкий показатель компрессии означает наличие проблем с мотором, ведь он сигнализирует о том, что воздух «утекает» из камеры сгорания, а при работе мотора из нее будут прорываться раскаленные газы. Причин может быть довольно много: поршневые кольца, повреждения седел клапанов и самих клапанов, негерметичность прокладки ГБЦ и даже трещина в самом поршне. Ну а в-третьих, важна не только сама величина компрессии, но и ее равномерность во всех цилиндрах двигателя. Если компрессия в одном или нескольких цилиндрах ниже, чем в других, это говорит о неравномерном износе и наличии проблем.

Таким образом, замер компрессии – одна из простых, но эффективных методик оценки исправности и общего технического состояния двигателя. Он позволяет быстро отсеять заведомо «мертвые» моторы, имеющие проблемы с цилиндропоршевой группой, клапанами и так далее. Поэтому замер компрессии можно и нужно проводить при диагностике практически любого автомобиля перед покупкой.

Компрессия в двигателе автомобиля: что это, как измерить и какая норма

Уже при первых проблемах с двигателем — затруднённый пуск, повышение расхода масла — рекомендуется проверять техническое состояние поршней. Зная, какая компрессия должна быть в двигателе, можно не ехать в сервис. Достаточно иметь диагностический прибор и уметь проводить расчёты.

Что такое компрессия?

Это давление (не путать с артериальным), создаваемое поршнем в конце такта сжатия. Но никак не степень сжатия — разница объёмов пространства цилиндра при противоположных состояниях поршня или безразмерный коэффициент. Степень сжатия — показатель практически неизменный, меняется только после проведения тюнинга ДВС или расточки цилиндров.

Компрессия — это давление, создаваемое поршнями мотора при вращении коленвала маховиком на оборотах 200-300 в минуту. По мере износа поршневой группы, показатель меняется. Поэтому его и используют для точной диагностики двигателя внутреннего сгорания. Замеряется он в барах, мегапикселях, кгс/см ². Но, чаще измеряют в атмосферах. Для нахождения проблемной зоны, значение фиксируют во всех цилиндрах и затем сопоставляют с оптимальной величиной.

Причины снижения

Причины снижения компрессии:

• износ поршневой группы двигателя, с увеличением зазоров и прочими дефектами;
• подгорание тарелок клапанов, неплотно сидящих в сёдлах и пропускающих газы;
• прогар или подвисание клапанов, что не позволяет создавать нужное давление;
• цилиндр имеет задиры на поверхностях, ведущие к утечке газов.

По величине значения можно в полной мере судить о картине, царящей внутри мотора.

Нормы компрессии

Для определения критической изношенности цилиндро-поршневой группы нужно сверять стандартный показатель с имеющейся величиной. Естественно, идеальным он не может быть, тем более, на моторах со старым устройством. Различают 3 приемлемых значений, при которых работа движка считается удовлетворительной:

• для старых карбюраторных моторов с низкой степенью сжатия — до 9,9 атмосфер;
• для инжекторов — 10,8 атмосфер;
• для дизелей — до 29.7 атмосфер.

Такой разброс значений легко объяснить разностью степени сжатия. На старых силовых агрегатах она априори низкая — редко превышает 8,5 единиц. На DIESEL этот показатель, наоборот, высокий из-за малых размеров камеры сгорания — доходит до 24 единиц. И только на современных бензиновых инжекторных моторах компрессия равна 9 или максимум 11 единицам.

Принято считать, что компрессия прямо связана со степенью сжатия. Если знать последнюю величину, которая всегда представлена в технических документах на автомобиль, определить компрессию не составит труда. Достаточно умножить коэффициент сжатия на 1,4 или 1,5. Но желательно всё-таки использовать те значения, которые приведены в официальных источниках.

На двигателе Ваз-2106 показатель компрессии равен 11 кгс/см², а на уже на Ваз-2110 — 13 кгс/см ². Дизельный BHDA или BHDB, устанавливаемый на Ford Focus, отличается более высоким значением — 18 кгс/см ². На Mitsubishi ASX с движками 1.6, 1.8 и 2.0 литра, этот показатель варьируется в пределах 12-13 кгс/см ².

Как проводят измерение?

Компрессия обязана замеряться на двигателях, набравших свою рабочую температуру. Аккумулятор должен быть хорошо заряжен, проблемы со стартером и другими электрическими узлами — отсутствовать. Иначе замеры нельзя считать правильными.

Измерения следует проводить с помощью специального диагностического прибора. В его состав помимо стрелочного манометра со шкалой 0-4 МПа должно входить:

• гибкий шланг с резьбовым наконечником для вкручивания в свечное гнездо;
• обратный клапан, обеспечивающий герметизацию во время 5-10 тактов накачивания максимального давления;
• ручник — нужен для сброса воздуха, чтобы обнулить показания;
• переходники под различные резьбовые номера — поскольку дизельные агрегаты мерятся через разные отверстия для форсунок или свечей накала.

Можно также использовать простейший вариант прибора — обычный манометр с клапаном и конусообразной резиновой фурмой. Но в процессе измерения его надо вручную придерживать на свечном отверстии, так как шланг не вкручивается. Да и показатель, который он выдаст в таких условиях, нельзя считать оптимально верным. Куда правильнее использовать, пусть и дорогой, но профессиональный инвентарь.

Наиболее точные результаты получаются на прогретом двигателе. Ниже приводится подробный алгоритм действий:

• запустить силовой агрегат, довести рабочую температуру до 80 градусов Цельсия;
• скинуть бронепровода, вывернуть свечи зажигания, на дизеле — форсунки;
• обесточить топливный насос, вытащив нужный предохранитель;
• вкрутить насадку манометра в отверстие от первой свечи;
• открыть дроссель, выжав педаль акселератора, и завернуть стартер несколько раз — 7-8;
• снять показания с прибора;
• повторить процедуру на всех цилиндрах.

На дизельных силовых установках можно исключить попадание горючего в масляный картер, отключив электронное управление форсунками. На моторах с механической топливоподачей это делается с помощью рычага отсечки, который взаимодействует с ТНВД.

Безупречными можно считать результаты, которые не отличаются между всеми цилиндрами более чем на 1 бар. Это означает, что поршневая группа и клапаны находятся в исправном состоянии. Если отличия существенные — 2-3 бара и больше — повторите процедуру, но с залитым в проблемные свечные отверстия 5 миллилитрами автола. Повышение значения скажет о том, что неисправна поршневая группа, ведь смазка уплотняет прилегание колец. Если ничего не изменится — прогорел клапан. Наконец, при показаниях ниже нормы во всех цилиндрах, капитальный ремонт неизбежен. Здесь уже никакие тесты с маслом не помогут — мотор придётся разбирать.

Известен также способ проверки с закрытой дроссельной заслонкой, но эффективен он лишь для выявления малых дефектов силового агрегата. Такой вариант поможет определить трещины на клапанной тарелке, отсутствие герметичности и прогар кромки.

Как часто проверять?

Как правило, специалисты рекомендуют проводить данную процедуру одновременно с заменой свечей зажигания — каждые 30-40 тыс. км. Таким образом, обеспечиваются и профилактические цели.

Однако двигатель нуждается во внеплановом проведении замера, если наблюдаются такие признаки:

• увеличился расход масла до 150 мл/1000 километров;
• затруднился пуск по утрам и в холодные дни;
• появился сизый дым из глушителя;
• ухудшился режим нейтрального хода — мотор частенько трясёт, он глохнет.

Все эти симптомы могут указывать и на другие неполадки. К примеру, нестабильный ХХ является характерным признаком неисправной системы зажигания. Поэтому перед измерениями всё это надо устранять. Иначе показатели будут неточными, а ремонт и затраты — лишними.

Восстановить компрессию агрегата можно, если нет повреждений ГРМ и показатель снижен из-за закоксовки. Нужно купить специальную жидкость и провести раскоксовку на горячем моторе. Обычно в Москве такую процедуру проводят по сниженным ценам.

Компрессия в двигателе внутреннего сгорания

Компрессия и степень сжатия – совсем не одно и то же. Незадачливые автовладельцы часто путают эти характеристики – видимо, их сбивают похожие цифры. На самом деле степень сжатия отражает, во сколько раз уменьшается объем цилиндра во время хода поршня от нижней к верхней мертвой точке. Иными словами степень сжатия – это отношение максимального объема цилиндра к минимальному. Степень сжатия может быть равной, например, десяти (10). В свою очередь под компрессией подразумевается давление воздуха в ВМТ, которое выражается в барах (атмосферах или паскалях). В бензиновых двигателях минимально допустимой компрессией считается 10 бар.

Температура воздуха при сжатии поднимается, что может привести к росту давления в исправном цилиндре до 13 бар. Однако, утечка воздуха через изношенные кольца и клапаны, может свести компрессию на нет. При значительном падении компрессии двигатель перестает заводиться, поскольку в цилиндрах невозможно создать условия для воспламенения топливовоздушной смеси.

Причиной отсутствия нормальной компрессии могут быть не только изношенные кольца и клапаны. Последние даже в исправном состоянии должны быть правильно отрегулированы. Если зазор меньше нормы, то клапан не будет полностью закрываться и через него произойдет утечка воздуха.

В бензиновых моторах нормальная компрессия находится в пределах 12-14 бар. Различия в цилиндрах в норме не превышают 1 бар. Однако если в одном из цилиндров компрессия ниже на 6-7 бар, то двигатель начинает троить на низких оборотах. При анализе выхлопных газов наблюдается повышенное содержание несгоревших углеводородов, СО и О2 и низкий показатель СО2.

При повышении оборотов в определенный момент неработающий цилиндр подключается, однако его реальный вклад в крутящий момент ничтожен. К тому же, вибрация никуда не девается, поскольку крутящий момент неравномерен. В современных моторах при падении компрессии в цилиндре электроника отключает его форсунку, дабы защитить нейтрализатор несгоревшего топлива от критического перегрева. Разумеется, при отключении нескольких цилиндров мотор перестанет работать.

Для дизелей компрессия не менее важна. При ее недостатке распыленная солярка попросту не воспламенится, т.к. не будет достигнута необходимая для этого температура сжатого воздуха. Чем меньше компрессия, тем труднее запускается холодный дизель. Чтобы дизельный автомобиль заводился зимой, давление в его цилиндрах должно составлять не менее 20-25 бар. Есть моторы, у которых данное требование еще выше.

Замер компрессии в дизельном двигателе имеет свои особенности. ТНВД необходимо отключить, чтобы перекрыть подачу топлива в цилиндры. Прибор для измерения давления необходимо вводить через отверстия свечей накаливания или форсунки. При этом наконечник прибора необходимо обязательно вкрутить, поскольку рукой давление 30-35 бар не удержать.

Косвенные признаки недостаточной компрессии

Чтобы понять, что давление в цилиндрах недостаточно, не обязательно производить замеры компрессии. Если на низких оборотах двигатель работает вяло и неустойчиво, а на высоких как бы «просыпается», то это явный признак плохой компрессии. При этом из выхлопной трубы, как правило, валит сизый дым – еще один признак.

Изношенные маслосъемные кольца плохо справляются со своей функцией, но на высоких оборотах масло, которое они пропускают, уплотняет зазоры компрессионных колец, в результате чего компрессия возрастает. Однако так продолжается, пока свечи не забросает маслом. Данное явление позволяет оценить износ колец, залив в цилиндры 5-10 мл моторного масла. Если после этого давление увеличится на 6-8 бар, то виноваты кольца. Проводя такой тест, необходимо учитывать, что компрессия может повыситься и за счет временного уменьшения объема камеры сгорания на эти самые 5-10 мл масла. В таком случае степень сжатия увеличивается, а вместе с ней и реальное давление в цилиндре.

При увеличении компрессии во время «масляного теста» только на 1-2 бара или если она вообще останется без изменений, то это весьма тревожный сигнал. В худшем случае это может означать наличие дыры в поршне, и тогда путь один – капремонт!

Если при обычном замере компрессии давление в одном из цилиндров поднимается заметно медленнее и оказывается на 3-5 бар ниже нормы, то есть вероятность прогорания прокладки между блоком и головкой.

А бывает, что компрессию удается повысить простой промывкой инжектора сольвентом. Это говорит о том, что мотор эксплуатировался на низкокачественном топливе, и многие его детали покрылись нагаром.

Статьи — Компрессия в двигателе – теория и практика | Xenon812.ru

Одним из наиболее важных показателей функционирования ДВС является компрессия в цилиндрах, или наибольшее давление при холостой работе – создаваемое поршнем в верхней точке по окончанию такта сжатия. Данный показатель индивидуален для каждого мотора, но есть общие моменты, которым стоит уделить внимание. Компрессия является диагностическим фактором позволяющим оценить работоспособность мотора и состояние его поршневой группы.

Сразу следует сказать о том, что малоопытные автомобилисты часто путают компрессию и степень сжатия. Это разные показатели, хотя и связанные между собой. Степень сжатия – это неизменная величина указанная производителем и представляющая отношение объёмов цилиндра и камеры сгорания. Компрессия напрямую зависит от степени сжатия, но изменяется со временем из-за износа поршневой группы и требует периодического контроля со стороны автовладельца.

Высокая компрессия – это защита картера от попадания газа, сокращение расхода масла и топлива, повышение мощности и КПД мотора. Низкая компрессия – это прямая дорога в магазин автозапчастей, падение динамики и увеличенный расход ГСМ.

Компрессия двигателя определяется по формуле: Компрессия = Степень сжатия умноженная на коэффициент. Как уже говорили выше – степень сжатия указывается производителем. Коэффициент же зависит от типа двигателя. Так, для четырехтактного бензинового мотора с искровым зажиганием он равен 1,2 – 1,3. Но можно и не считать по формуле, а воспользоваться специальными таблицами.

В дизельном двигателе показатель компрессии намного выше, чем в бензиновых ДВС из-за специфики зажигания горючей смеси – воспламенение при сильном давлении, примерно в 35 кг/см2. Окончательный показатель компрессии зависит от разных факторов, в том числе температуры окружающей среды и состояния двигателя. Но очевидный вывод – чем больше износ поршней, тем сложнее завести дизельный двигатель. В среднем, можно ориентироваться на следующие показатели зависимости возможности запуска дизельного ДВС:

• компрессия 40 кг/см2 – двигатель заводится при температуре -35°С;
• 36 кг/см2 – возможен запуск при -30°С;
• 32 кг/см2 – запуск при -25°С;
• 25-28 кг/см2 – нормальный запуск при плюсовой температуре и отрицательной до -15°С;
• 22-23 кг/см2 – на морозе можно завести только не остывший двигатель, нормальный запуск при положительной температуре;
• менее 18 кг/см2 – двигатель не запустится даже в разогретом состоянии.

Все это справедливо лишь при соответствующем типе топлива и исправности других систем.

Компрессия замеряется на каждом цилиндре при разогретом до рабочей температуры двигателе, снятом воздушном фильтре и открытой дроссельной заслонке. Компрессометр вставляется в отверстие от выкрученной свечи и производят замер. Обычно данные отличаются от заявленных производителем, но до 10% расхождение считается допустимым. Если снижение заметно в одном цилиндре, достаточно произвести чистку камеры сгорания и замены изношенных запчастей. При снижении во всех цилиндрах возможно нарушении герметичности камеры сгорания или иные причины, вплоть до износа поршневой группы. В любом случае, факт снижения компрессии требует принятия неотложных мер для восстановления работоспособности двигателя.

Для автолюбителей в Интернет-магазине Detali812.ru представлен большой выбор запчастей и систем освещения для ремонта и тюнинга авто. Вы можете найти детали по оригинальному VIN-коду, воспользоваться поиском по модели и году выпуска или задать вопрос нашим специалистам. У нас всегда вас ожидают приятные цены, скидки и качественный сервис с быстрой доставкой заказа в любой регион страны.

Какая компрессия говорит о проблемах в моторе?

Фото: drive2.ru

Многие автомобилисты знают, что для диагностики состояния двигателя в машине необходимо измерить компрессию – то есть давление в цилиндре, когда поршень достигает верхней мёртвой точки. Но вот какие значения можно считать нормальными, а какие говорят о проблемах?

Проверка при покупке

Чаще всего разговоры о компрессии в моторе заходят при покупке автомобиля, когда необходимо тщательно проверить двигатель. И это правильно, ведь если купить машину без проверки, то можно нарваться на капитальный ремонт двигателя, что обойдётся в немалую сумму. Также о компрессии вспоминают владельцы старых автомобилей, чьи двигатели имеют довольно большой износ.

Как проверяют компрессию?

Для измерения давления в цилиндрах двигателя используют специальное устройство – компрессометр. Это такой шланг с манометром на одном конце и штуцером для соединения с мотором с другой. Его подключают вместо выкрученной из блока свечи зажигания, после чего стартером прокручивают мотор и замеряют давление, создаваемое поршнем в цилиндре. Принято считать, что хорошая компрессия должна находиться на уровне 14 кгс/см, а плохая будет ниже 10 кгс/см.

Фото: avto-zed.com

Но на самом деле это ошибочное суждение. В реальности при измерении компрессии важно намерить максимальное значение в двигателе, а скорее понять разницу в давлении между цилиндрами. На проблемных моторах один или несколько цилиндров будут выдавать значительно меньшую компрессию, чем остальные. Для старых моторов, с пробегом под 150-200 тысяч километров, значение уровня компрессии обычно находится в пределах от 9,5 до 10,5 кгс/см. На более новых машинах значение должно быть больше, в районе 12-14 кгс/см.

Если при проверке оказалось, что какой-то цилиндр создаёт слишком малое давление, то это может говорить о закоксованности и каких-то других проблемах. Чтобы выяснить более точно, используют такое устройство, как эндоскоп, с его помощью можно осмотреть цилиндр и поршень не разбирая мотор.

При использовании любых материалов необходима активная ссылка на DRIVENN.RU

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.

Что такое сжатие двигателя и как оно проверяется?

Для работы любого двигателя, будь то бензиновый или дизельный, требуется компрессия. Процесс сжатия ограничивает и сжимает смесь воздуха и топлива в небольшом объеме в области цилиндра двигателя. Этот процесс сжимает все молекулы под очень высоким давлением. Поскольку у бензинового двигателя есть свеча зажигания, достаточно умеренного сжатия, требующего около 140-160 фунтов на квадратный дюйм (PSI). В зависимости от размера и области применения для некоторых двигателей может потребоваться более высокая степень сжатия, например 220 фунтов на квадратный дюйм.Производитель указывает точный коэффициент сжатия. Процесс сжатия топливовоздушной смеси и ее воспламенение — это то, что производит необходимую мощность для управления транспортным средством.

Если бензиновый двигатель сжимает топливовоздушную смесь до очень высокого значения, это приводит к преждевременному воспламенению или детонации. Это может быть очень разрушительным и вызвать повреждение внутренних частей двигателя. В случае дизельных двигателей свеча зажигания отсутствует, и сам процесс сжатия приводит к воспламенению дизельного топлива.В результате компрессия, требуемая в дизельном двигателе, очень высока, обычно около 350 фунтов на квадратный дюйм или более. Это делает дизельный двигатель намного тяжелее и громче по сравнению с бензиновым.

Когда следует проверять компрессию в автомобиле?

Вообще говоря, если ваш двигатель работает неровно или не производит достаточной мощности, вы должны подозревать компрессию. Технические специалисты и производители также считают, что каждый раз, когда выполняется настройка в рамках профилактического обслуживания, двигатель должен проходить испытание на компрессию.При испытании на сжатие внутренние неисправности двигателя, например, из-за неисправных клапанов, чрезмерного накопления углерода, изношенных поршневых колец, могут быть обнаружены намного раньше, чем они могут вызвать непоправимый ущерб. Зная об этих проблемах, владелец получает выгоду, так как может принять осознанное решение о продаже автомобиля или вложении средств в ремонт.

Как проверяется компрессия двигателя?

Транспортные средства требуют различных способов проверки компрессии. Дизельные двигатели требуют специального оборудования и сложной настройки.Тестировать бензиновый двигатель гораздо проще. Есть два основных способа проверки компрессии бензинового двигателя:

Метод 1: Процесс включает использование ручного ручного манометра

• Испытание должно проводиться только на правильно прогретом двигателе; холодный двигатель даст ошибочные результаты. Поэтому перед началом проверки убедитесь, что масло достаточно прогрелось.

• Отключите катушку или модуль зажигания.

• Снимайте по одной свече зажигания и вставляйте прибор для проверки компрессии в отверстие в этом цилиндре.

• Дайте двигателю получить достаточный воздухозаборник, удерживая дроссельную заслонку в полностью открытом положении.

• Дайте двигателю непрерывно проворачиваться, по крайней мере, на пять-десять полных оборотов, так как это позволит получить точные показания на тестере компрессии.

• Запишите показания каждого цилиндра. Отсутствие проблемы не указывается, если какие-либо из показаний отличаются в пределах или до 10% друг от друга. Никаких дополнительных испытаний может потребоваться, и сжатие можно считать оптимальным.

• При отклонении более 10% для полной диагностики проблемы может потребоваться специализированное испытательное оборудование.

Метод 2: Этот метод основан на использовании электронного анализатора двигателя. Анализатор вызывает «закорочение» одного цилиндра за раз при работающем двигателе и вычисляет падение оборотов. После того, как все цилиндры были измерены, результаты показывают, какие цилиндры работают больше всего, а какие меньше всего. Цилиндры с более высоким сжатием работают тяжелее, чем цилиндры с более низким сжатием.

Для тех, кто тестирует сжатие самостоятельно, проще метод 1 или ручной тест сжатия.

Каковы последствия слишком низкого или слишком высокого сжатия?

Если вы обнаружили, что компрессия в вашем автомобиле слишком высокая или слишком низкая, рекомендуется проконсультироваться с профессиональным техником. Современные автомобили очень сложны, и ремонт, основанный на тестах, сделанных своими руками, может быть катастрофическим. Тем не менее, следующее дает общее представление о причинах отклонения компрессии от нормы:

Последовательное низкое сжатие во всех цилиндрах

Это может произойти из-за промытых топливом цилиндров, когда в двигатель подается слишком много топлива и все масло смывается со стенок цилиндра.Масло создает эффект уплотнения между кольцевыми узлами поршня и стенками цилиндров блока цилиндров. Когда этот тонкий слой масла смывается, компрессия двигателя выходит в картер. Двигатели с проблемой переполнения обычно показывают такое поведение.

Низкая компрессия во всех цилиндрах также может быть вызвана износом поршневых колец и стенок цилиндров. Может показаться, что двигатель работает нормально, но не производит достаточной мощности и выпускает небольшое количество голубоватого дыма.

Используйте небольшую банку с маслом и залейте небольшое количество масла в каждый цилиндр.Повторите испытание на сжатие. Если сжатие резко улучшается, значит, вы обнаружили одну или обе проблемы, перечисленные выше. Однако, если нет никаких изменений в результатах испытания на сжатие, двигатель может столкнуться с проблемой синхронизации между коленчатым валом и распределительным валом двигателя. Возможно, вам потребуется проверить цепь или ремень привода ГРМ на правильность «синхронизации».

Низкое или нулевое показание в одном цилиндре

В этом случае высока вероятность внутреннего повреждения двигателя, такого как сломанный шатун, негерметичный или сломанный клапан, сломанная пружина клапана, погнутый толкатель или чрезмерный износ распределительного вала.

Низкие или нулевые показания в двух соседних цилиндрах

Это обычно случается, если прокладка головки блока цилиндров повреждена или повреждена. Другая возможность — сломанный распределительный вал в области, которая управляет клапанами двух соседних цилиндров.

Высокое показание в одном или нескольких цилиндрах

Высокие показатели компрессии обычно наблюдаются на двигателях с чрезмерным накоплением углерода. Возможно, придется снять головки цилиндров и физически удалить нагар. Углерод прикрепляется к цилиндрической части головки и верхним частям поршней.В тяжелых случаях может потребоваться химическое обезуглероживание двигателя.

границ | Двигатели с воспламенением от сжатия — революционная технология, покорившая цивилизованные границы по всему миру от промышленной революции до XXI века

Введение и краткая история двигателей с воспламенением от сжатия

С тех пор, как Рудольф Дизель изобрел двигатель внутреннего сгорания, который в конечном итоге будет носить его имя, воспламенение от сжатия использовалось как эффективное и действенное средство инициирования сгорания в двигателях.Дизель использовал растительные масла, чтобы изобрести свой новый двигатель, поскольку в то время не было нефтяной инфраструктуры для топлива. Высокая степень сжатия для создания давления и температуры, необходимых для самовоспламенения, была отличительной чертой двигателя с воспламенением от сжатия. Также требовался механизм прямого впрыска топлива в камеру сгорания. Со временем инфраструктура нефтяных дистиллятов стала доступной для таких видов топлива, как бензин (для поддержки двигателей с искровым зажиганием), керосин и мазут (для отопления домов) и, конечно же, для дизельного топлива (Heywood, 1988).

Преимущества использования воспламенения от сжатия и прямого впрыска топлива в камеру сгорания проявились в течение следующих нескольких десятилетий его развития. Двигатель с воспламенением от сжатия по своей природе нуждается в высокой степени сжатия, чтобы создать необходимые условия для самовоспламенения. Высокая степень сжатия — одна из характеристик конструкции, повышающих эффективность. Кроме того, воспламенение от сжатия не требовало дросселирования для регулирования выходной мощности двигателя. Непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания обеспечивал высокое сопротивление детонации, что ограничивало степень сжатия и, в конечном итоге, эффективность двигателей с искровым зажиганием.Дополнительным преимуществом является то, что без ограничения детонации двигатели с воспламенением от сжатия могут иметь значительное повышение давления на впуске за счет турбонаддува, что дополнительно увеличивает эффективность и удельную мощность.

Попутно возникло и преодолено множество технологических препятствий, таких как возможность изготовления поршней и головок цилиндров, которые могли бы надежно достичь высоких степеней сжатия, необходимых для самовоспламенения дизельного топлива, форкамеры, которые могли бы использовать имеющиеся форсунки с относительно низким давлением в камеру сгорания с высокой степенью сжатия, новую технологию впрыска топлива под очень высоким давлением, чтобы исключить необходимость в форкамерах и обеспечить прямой впрыск в камеру сгорания, и, наконец, электронные органы управления и исполнительные механизмы для обеспечения гораздо более точной подачи топлива, воздуха , а также меры по контролю за выбросами, чтобы соответствовать строгим требованиям регулирования выбросов.

Текущее состояние двигателей с воспламенением от сжатия

Двигатели с воспламенением от сжатия используются в различных коммерческих и потребительских приложениях по всему миру, приводя в действие такие устройства, как большие корабли, локомотивы, грузовые автомобили, строительное и сельскохозяйственное оборудование, генераторы и даже автомобили. Почти исключительно в этих приложениях для сжигания используется дизельное топливо. Дизельный двигатель полагается на легкость самовоспламенения топлива, которую инженеры-химики называют цетановым числом / индексом — эмпирически полученный показатель, который описывает легкость самовоспламенения топлива.Биодизели также используются во многих областях, особенно в сельских районах и в развивающихся странах. Биодизельное топливо обычно производится из растительных масел, которые были химически обработаны для удаления продуктов глицерина, в результате чего остается метиловый (или этиловый) эфир жирной кислоты (FAME). Биодизельное топливо пытается имитировать свойства дизельного топлива, и, хотя они могут использоваться как чистый заменитель топлива, они обычно используются в качестве агента для смешивания с нефтяным дизельным топливом.

Существует два основных подхода к двигателю с воспламенением от сжатия — двухтактный и четырехтактный.Очень большие двигатели CI (в частности, для кораблей и локомотивов) обычно бывают двухтактными, в первую очередь потому, что частота вращения двигателя ограничена низкими оборотами в минуту (RPM). Двухтактные двигатели CI должны иметь внешний источник подачи воздуха, такой как турбонагнетатель или нагнетатель (или их гибрид в некоторых случаях), потому что воздух нагнетается в цилиндр через отверстия в гильзе цилиндра. На рисунке 1 показана эта конфигурация. Выхлоп выводится либо через другой набор отверстий (версия с искровым зажиганием), либо через тарельчатые клапаны в головке цилиндров (см. Рисунок 1).Отверстия для впуска воздуха в гильзе цилиндра открываются, когда поршень опускается ниже их во время рабочего хода, позволяя охлажденному воздуху под давлением поступать в цилиндр. Когда поршень направляется к НМТ в рабочем такте, выпускные клапаны в головке блока цилиндров начинают открываться, и горячий выхлоп начинает покидать цилиндр через установленные сверху выпускные клапаны. По мере того, как поршень продолжает двигаться в направлении НМТ, впускные отверстия в гильзе цилиндра открываются, позволяя свежему воздуху попадать в цилиндр, что вытесняет последние выхлопные газы из верхних выпускных клапанов.Этот процесс продувки продолжается до тех пор, пока выпускные клапаны не закроются (где-то около положения поршня в НМТ). Впускные отверстия все еще открыты, поэтому свежий воздух продолжает поступать в цилиндр от нагнетателя до тех пор, пока поршень не пройдет через верхнюю часть впускных отверстий на гильзе, задерживая воздух в цилиндре. Затем этот воздух нагревается и сжимается до тех пор, пока поршень не окажется около ВМТ. Топливная форсунка создает струю под высоким давлением в горячий сжатый воздух, вызывая самовоспламенение и возгорание. Затем цикл начинается заново.

С другой стороны, четырехтактный двигатель с воспламенением от сжатия работает, нагнетая воздух из впускного коллектора в цилиндр во время такта впуска, от ВМТ до НМТ (см. Рисунок 2), затем впускные клапаны закрываются, и поршень затем движется обратно в направлении ВМТ при сжатии воздуха до повышенной температуры и давления. Форсунка распыляет топливо в камеру сгорания, происходит возгорание, и поршень под высоким давлением выталкивается вниз из-за сгорания в так называемом рабочем ходе.Наконец, выпускные клапаны открываются, и поршень возвращается в ВМТ и вытесняет продукты сгорания отработавших газов в такте выпуска. Затем цикл повторяется отсюда.

Независимо от того, является ли двигатель двухтактным или четырехтактным, цель состоит в том, чтобы создать воздух с высоким давлением и высокой температурой ближе к концу компрессионной части цикла. Впрыскиваемое топливо затем подвергается воздействию воздуха под высоким давлением и высокой температурой и очень быстро самовоспламеняется. Задержка между впрыском топлива и самовоспламенением называется задержкой зажигания, которая обычно составляет несколько углов поворота коленчатого вала.Топливо продолжает впрыскиваться в виде струи, которая имеет зону реакции на периферии струи, и реакция контролируется диффузией воздуха в зону реакции в сочетании с диффузией топлива наружу в зону реакции. Этот процесс диффузии происходит за миллисекунды, в то время как фактические реакции происходят в микросекундном масштабе времени, поэтому жидкостная механика диффузии контролирует скорость реакции.

Значительные усилия были потрачены на изучение путей повышения эффективности, характеристик выбросов, надежности и выходной мощности двигателей CI.Производственные компании, университеты и исследовательские лаборатории предоставили свой опыт, оборудование и средства для развития технологий двигателей с непрерывным взаимодействием. Некоторые из этих достижений включают в себя прямой впрыск (DI) для устранения необходимости в форкамерах и уменьшения теплопередачи, оптическую диагностику для изучения образования загрязняющих веществ в цилиндрах, расширенные возможности вычислительного моделирования для прогнозирования и оптимизации характеристик двигателя CI, значительные усилия для понимания химического состава топлива состав для адаптации работы двигателя CI к местным видам топлива.Поскольку инженеры и ученые продолжают применять свои знания в фундаментальных исследованиях технологии двигателей с непрерывной интеграцией, нет никаких сомнений в том, что будут достигнуты дополнительные достижения.

Чем модуль CI отличается от модуля SI?

Есть несколько причин, по которым двигатели CI так популярны в коммерческих и промышленных приложениях. Одна из важных причин заключается в том, что собственная топливная эффективность двигателей CI выше, чем у двигателей SI. Характер воспламенения от сжатия обеспечивает несколько важных факторов, обеспечивающих высокую топливную эффективность.Одним из факторов является высокая степень сжатия (Gill et al., 1954). Поскольку двигатели CI зависят от топлива, впрыскиваемого в цилиндр, и смешивания этого топлива с воздухом, детонация двигателя предотвращается. Детонация в двигателе — одно из основных ограничений более высокой степени сжатия в двигателях SI. Второй фактор — это устраненная необходимость в дросселировании двигателя для регулирования выходной мощности. Опять же, поскольку топливо непосредственно впрыскивается и смешивается в камере сгорания, мощность двигателя CI можно регулировать, просто регулируя количество впрыскиваемого топлива, в отличие от двигателей SI, где топливо и воздух предварительно смешаны и по существу однородны при постоянной смеси. соотношение (Heisler, 1999).Это означает, что для поддержания постоянного отношения смеси, если топливо уменьшается, воздух также должен быть уменьшен в той же пропорции. Это управление воздухом осуществляется с помощью дроссельной заслонки или ограничения всасывания, и это создает значительные газообменные или «насосные» потери. Третий фактор — теплопередача. Двигатели CI могут работать на обедненной смеси, что означает, что двигатель потребляет все топливо, но не весь кислород, присутствующий в камере сгорания. Это приводит к более низким температурам в цилиндрах и, как следствие, к меньшему отведению тепла охлаждающей жидкости двигателя и выхлопу двигателя, а также к повышению эффективности.В качестве дополнительного преимущества гамма, или отношение удельных теплоемкостей C _p / C _v выше для двигателей с обедненным горением, чем для двигателей, которые работают со стехиометрией. Меньшая часть тепловой энергии, генерируемой реакциями горения, теряется в состояниях возбуждения более крупных трехатомных частиц (пар CO ₂ и H ₂ O). Это означает, что больше тепловой энергии доступно для повышения давления и температуры рабочей жидкости, что и создает работу, которую можно извлечь (Foster, 2013).

Однако у механизма CI есть и несколько недостатков, о которых стоит упомянуть. Двигатель CI должен быть спроектирован так, чтобы быть очень прочным, чтобы выдерживать повышенные давления и температуры, создаваемые высокой степенью сжатия и повышенным давлением на впуске. Это позволяет создавать двигатели с высокой инерцией вращения и, следовательно, ограничивать максимальную скорость вращения двигателя. Это также увеличивает стоимость, поскольку все оборудование должно быть очень прочным. Еще один недостаток двигателей CI — это характер выбросов.Использование сгорания с контролируемой диффузией означает, что между топливом и воздухом существует значительное расслоение, в отличие от однородности смесей бензин / воздух в двигателях SI. Эта стратификация создает твердые частицы (ТЧ) и оксиды азота (NO _x ). Было обнаружено, что эти нежелательные продукты сгорания ХИ опасны для здоровья и окружающей среды. По сути, традиционный двигатель CI не имеет проблемы с эффективностью, у него есть проблема с выбросами.

А как насчет биотоплива?

Большая часть текущих и прогнозируемых работ по двигателям CI, по-видимому, сосредоточена на использовании альтернативных видов топлива или даже нескольких видов топлива, чтобы сохранить высокий КПД (возможно, даже улучшить его), но при этом значительно снизить уровень вредных выбросов и производство парниковых газов. Биотопливо — один из популярных подходов, особенно в развивающихся странах, для решения проблемы выбросов парниковых газов и снижения стоимости импорта нефти.Биотопливо обычно производится из какого-либо типа растительного масла и химически обрабатывается для создания продукта, во многих отношениях имитирующего нефтяное дизельное топливо. Таким образом использовалось несколько видов сырья, в зависимости от местных условий выращивания и культур, которые в этих условиях хорошо растут. Соевые бобы, рапс, масла семян пальмы, ятрофы и каранджи, а также многие другие перерабатываются в качестве топлива. Как правило, биотопливо этого типа делится на категории: масла, полученные из съедобных растений, и масла, полученные из непищевых растений.С химической точки зрения топливо, получаемое из съедобных растений, легче и дешевле перерабатывать в топливо. Однако это также может создать проблему «продовольствия или топлива» для местной экономики. Непищевое биотопливо растительного происхождения сложнее и дороже в переработке, но, как правило, позволяет избежать трудностей, связанных с «едой или топливом». Одна из проблем традиционного биодизельного топлива заключается в том, что само топливо содержит кислород как часть своей структуры. Это кислородсодержащее топливо будет иметь значительно меньшее энергосодержание по сравнению с нефтяным дизельным топливом.Снижение содержания энергии обычно составляет порядка 7-8% по объему по сравнению с дизельным топливом. Это приводит к большему расходу топлива при том же количестве доставляемой энергии. Более поздняя работа была проведена в отношении топлива, полученного из водорослей или водорослей, которое может дать гораздо больший урожай, чем традиционное биотопливо (Frashure et al., 2009). Другой недавней темой исследований является создание «возобновляемого» дизельного топлива путем гидротермальной или другой обработки материала биомассы для извлечения длинноцепочечных углеводородов, подобных нефтяному дизельному топливу (Aatola et al., 2008). Возобновляемое дизельное топливо не склонно к насыщению кислородом, поэтому энергосодержание, как правило, такое же, как и у нефтяного дизельного топлива. Тем не менее, другой подход к созданию дизельного топлива как из возобновляемых, так и из невозобновляемых источников использует процесс под названием Фишера-Тропша (FT), названный так в честь немецких изобретателей этого процесса в 1930-х годах. Топливо FT получают из метана, газифицированного угля или газифицированной биомассы для создания длинноцепочечных углеводородов, подходящих для использования в качестве топлива. Для этого типа топлива используется несколько аббревиатур, в зависимости от исходного сырья.Газ в жидкость (GTL), уголь в жидкость (CTL) и биомасса в жидкость (BTL) — лишь некоторые из этих сокращений. В процессе FT создается дизельное топливо довольно высокого качества — с высоким цетановым числом, низкой вязкостью, без серы и с высоким содержанием энергии — но этот процесс также сложен и дорог, по крайней мере, в настоящее время (Agarwal, 2004).

Что такое современные двигатели CI?

Двигатели

CI используются во всем мире как источники движущей и стационарной энергии. По мере того как страны с развивающейся экономикой, такие как Индия и Китай, наращивают свой спрос на транспорт и электроэнергию для удовлетворения экономического спроса, возникают серьезные вопросы относительно будущего двигателей с непрерывной интеграцией в условиях все более строгого экологического регулирования, регулирования парниковых газов и спроса на ископаемое топливо. .Существуют ли стратегии, которые позволят движку CI развиваться для удовлетворения нынешних и будущих требований рынка?

Используя традиционное дизельное топливо, инженеры добились некоторых впечатляющих успехов в повышении эффективности и сокращении выбросов за счет использования передовых технологий впрыска, таких как насосы высокого давления Common Rail, топливные форсунки с пьезоприводом, усовершенствованное турбомашинное оборудование и утилизация отработанного тепла (термоэлектричество и т. Д.), и почти полное удаление серы из дизельного топлива. Теперь можно гораздо точнее дозировать топливо в камеру сгорания, чтобы обеспечить более плавное сгорание и меньшее загрязнение окружающей среды.Использование рециркуляции выхлопных газов (EGR) позволило инженерам снизить концентрацию кислорода во всасываемом воздухе, обеспечивая более низкие пиковые температуры сгорания со значительным снижением NO _x . Достижения в области доочистки, такие как дизельные сажевые фильтры (DPF), катализаторы deNO _x (как селективное каталитическое восстановление, так и ловушка обедненной смеси) и катализаторы окисления дизельного топлива (DOC), в настоящее время используются в современных двигателях CI.

Текущие усовершенствованные работы по сгоранию открыли захватывающие возможности для повышения эффективности двигателя с ХИ, а также для значительного улучшения характеристик выбросов.По мере продвижения исследований было показано, что возможно улучшение некоторого предварительного смешивания топлива и воздуха при сохранении способности контролировать выходную мощность за счет подачи топлива (без дросселирования) и сохранять высокую степень сжатия. Для достижения этих целей использовались различные стратегии. Одним из них является использование двойного топлива, широко известного как воспламенение от сжатия с контролируемой реактивностью (RCCI). В RCCI топливо с низкой реакционной способностью (такое как бензин, этанол или подобное) вводится в камеру сгорания в качестве основного источника энергии и очень небольшое количество топлива с высокой реакционной способностью (например, дизельное топливо, биодизель и т. Д.).). Это не только обеспечивает возможность работы двигателя на обедненной смеси, что снижает пиковые температуры сгорания и повышает эффективность, но также обеспечивает стратегию положительного зажигания, позволяющую избежать пропусков зажигания и сохранить высокую надежность. RCCI в исследовательских двигателях продемонстрировал возможность достижения очень высокого уровня эффективности (в первую очередь благодаря еще большему снижению теплопередачи, чем при традиционном дизельном сгорании) и надежности управления. Основным недостатком RCCI является требование наличия двух форсунок на цилиндр (по одному для каждого вида топлива) и требование либо нести два отдельных топлива, либо нести добавку, повышающую реактивность, для топлива с низкой реактивностью (Curran et al., 2013).

Еще одна захватывающая возможность в мире двигателей CI — это использование топлива с довольно низкой реакционной способностью (бензин, нафта и т. некоторый уровень предварительного смешивания при сохранении достаточной стратификации для обеспечения контроля нагрузки (Kalghatgi et al., 2007). Воспламенение от сжатия бензина (GCI) или воспламенение от сжатия с частичным предварительным смешиванием (PPCI) пытается достичь той же цели, что и использование двойного топлива в RCCI, но для этого путем точного расслоения одного топлива.Этот контроль воспламенения может быть довольно сложным по сравнению с RCCI, поскольку он зависит от постоянно меняющихся местных характеристик смешивания топлива и воздуха, а не от положительного добавления топлива с высокой реактивностью в определенное время. Преимущество состоит в том, что требуется только одно топливо и одна форсунка на цилиндр.

В каждом из случаев для RCCI и PPCI цель состоит в том, чтобы обеспечить достаточное предварительное смешивание для того, чтобы уровни ТЧ были низкими, и работать в режиме обедненного или разбавленного сгорания, чтобы поддерживать пиковые температуры сгорания ниже 2000K, избегая термического NO _x производство.Устойчивость этих новых подходов к горению и воспламенению является проблемой, к которой обращаются несколько исследовательских организаций по всему миру (Johansson et al., 2014; Sellnau et al., 2014).

Что ждет в будущем двигатели CI?

По состоянию на 2015 год двигатели CI занимают доминирующее положение на рынках коммерческих автомобилей и внедорожников. По мере того как во всем мире все больше нормативных требований применяется к выбросам парниковых газов и качеству воздуха, двигатели CI будут продолжать развиваться, чтобы соответствовать этим требованиям.Комбинация высокой плотности энергии жидкого топлива в сочетании с высокой удельной мощностью двигателей с непрерывным включением и очень низкой стоимостью производства будет по-прежнему делать двигатели с постоянной производительностью и далее популярным решением для двигательной и стационарной выработки энергии. В этой области продолжаются захватывающие исследования по повышению эффективности, сокращению выбросов, совершенствованию технологии очистки выхлопных газов, и был достигнут огромный прогресс. Однако необходим еще больший прогресс, поскольку население мира превышает 7 миллиардов человек, а спрос на электроэнергию в развивающихся странах стремительно растет.То, как мы решим транспортные и энергетические проблемы в следующие несколько десятилетий, задаст тон нашей способности как общества поддерживать как пригодную для жилья среду, так и уровень жизни, приемлемый для постоянно растущего населения во всем мире.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Представленная рукопись была создана UChicago Argonne, LLC, оператором Аргоннской национальной лаборатории («Аргонн»).Аргонн, лаборатория Управления науки Министерства энергетики США, работает в соответствии с Контрактом № DE-AC02-06Ch21357. Правительство США сохраняет для себя и других лиц, действующих от его имени, оплаченную неисключительную, безотзывную всемирную лицензию, указанную в указанной статье, на воспроизведение, подготовку производных работ, распространение копий среди публики, а также публичное исполнение и публичное отображение, посредством или от имени правительства. Это не влияет на права других лиц на повторную публикацию и распространение на условиях CC-BY (creativecommons.org). Автор хотел бы выразить признательность за финансовую поддержку Управлению автомобильных технологий Министерства энергетики США, Программа усовершенствованного сгорания двигателей, управляемая г-ном Гурпритом Сингхом.

Список литературы

Атола, Х., Ларми, М., Сарджоваара, Т., и Микконен, С. (2008). Гидроочищенное растительное масло (HVO) в качестве возобновляемого дизельного топлива: компромисс между NOx, выбросами твердых частиц и расходом топлива в двигателе большой мощности . Технический документ SAE 2008-01-2500.Варрендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров.

Google Scholar

Агарвал, А. К. (2004). Разработка и характеристика биодизеля из непищевых растительных масел индийского происхождения . SAE 2004-28-0079. Варрендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров.

Google Scholar

Курран, С., Хансон, Р., Вагнер, Р., и Райтц, Р. (2013). Картирование КПД и выбросов RCCI в двигателе малой мощности .Технический документ SAE 2013-01-0289. Варрендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров.

Google Scholar

Frashure, D., Kramlich, J., and Mescher, A. (2009). Технико-экономический анализ промышленной добычи масла из водорослей . Технический документ SAE 2009-01-3235. Варрендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров.

Google Scholar

Гилл П., Смит Дж. И Зиурис Э. (1954). Основы двигателей внутреннего сгорания , 4-е изд.Аннаполис, доктор медицины: Военно-морской институт США.

Google Scholar

Хейслер, Х. (1999). Транспортные средства и двигатели , 2-е изд. Варрендейл, Пенсильвания: SAE International.

Google Scholar

Хейвуд, Дж. (1988). Основы двигателя внутреннего сгорания . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill Inc.

Google Scholar

Калгатги, Г. Т., Рисберг, П., и Ангстрем, Х. Э. (2007). Частично предварительно смешанное самовоспламенение бензина для достижения низкого уровня дыма и низкого уровня выбросов NOx при высокой нагрузке в двигателе с воспламенением от сжатия и сравнение с дизельным топливом .Технический документ SAE 2007-01-0006. Варрендейл, Пенсильвания: Общество автомобильных инженеров.

Google Scholar

Селльнау М., Фостер М., Хойер К., Мур В., Синнамон Дж. И Хустед Х. (2014). Разработка бензинового двигателя с прямым впрыском и воспламенением от сжатия (GDCI). SAE Int. J. Engines 7, 835–851. DOI: 10.4271 / 2014-01-1300

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Диагностика двигателя: испытание на утечку и сжатие

Цель вашего двигателя — сжать топливо и воздух, а затем воспламенить их, создавая тепловую энергию, которая затем вызывает механическое движение.Если ваш двигатель не может должным образом сжимать воздух и топливо, он не может вырабатывать мощность, необходимую для нормальной работы. Когда двигатель не может сдержать давление, которое он пытается создать, он выходит куда-то, кроме предназначенного — и туда, где его быть не должно.

В современных двигателях есть хорошие компьютеры, которые могут определять, когда цилиндр не работает должным образом, но для наших старых двигателей способ проверить и увидеть, правильно ли сжимается двигатель, — это проверка компрессии и проверка утечки.Тестер сжатия является более распространенным из двух, и обычно вы можете арендовать его в программе предоставления инструмента на время местного магазина автозапчастей. Тестер утечки встречается реже, и вам нужно получить хороший, чтобы правильно провести тест. Испытание на сжатие предназначено для определения того, какое давление создает двигатель, а испытание на утечку измеряет его способность удерживать давление.

Просмотреть все 14 фото

Компрессия двигателя
Атмосферное давление на уровне моря составляет приблизительно 14,7 фунта на квадратный дюйм. Цилиндр со степенью сжатия 9: 1 сжимает топливно-воздушную смесь примерно до 132 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря (9×14.7 = 132,3). После воспламенения смеси давление в цилиндре может возрасти до 1000 фунтов на квадратный дюйм или более. Чтобы добиться этого, ваш двигатель полагается на определенные элементы, которые помогают удерживать давление в цилиндре до тех пор, пока оно не может быть вытолкнуто из выпускного клапана: поршневые кольца, клапаны, седла, уплотнения клапанов и прокладки головки цилиндров. Ни один двигатель не может изолировать сжатие на 100 процентов, но когда двигатель нагревается до температуры, он должен уплотняться очень хорошо.

Испытание на сжатие
Испытание на сжатие заключается в прокручивании двигателя через его циклы с тестером компрессии вместо свечи зажигания в цилиндре.Когда двигатель создает давление, манометр будет двигаться и удерживать наивысшую точку, считываемую манометром. Выполните измерения для всех цилиндров, а затем сравните показания друг с другом. У исправного двигателя разница между показаниями не превышает 10 процентов.

Испытание «горячее / холодное»: двигатель, который был нагрет до определенной температуры, будет лучше герметизирован и даст более точные показания для нормального диапазона температур двигателя; однако холодный двигатель подскажет вам худший сценарий, потому что металл не расширился.Кроме того, показания компрессии двигателя могут варьироваться в зависимости от высоты и других факторов, поэтому более важно сравнивать цилиндры друг с другом, а не предполагаемое число компрессии.

Если вы обнаружите, что один или несколько цилиндров находятся ниже 10-процентного диапазона других, слейте немного масла в цилиндры и попробуйте снова. Если давление значительно повышается, проблема может заключаться в износе поршневых колец. Если при повторном испытании давление не повышается, проблема может быть в клапанах или прокладках головки.

Посмотреть все 14 фотографий Компрессионные манометры довольно распространены и обычно доступны по программе аренды инструмента в некоторых магазинах автозапчастей. Они нагнетают и удерживают максимально достижимое давление при проворачивании двигателя.

Тест на утечку
Тест на утечку измеряет, насколько хорошо цилиндр герметичен. Это делается путем подачи сжатого воздуха (около 100 фунтов на квадратный дюйм) в цилиндр в ВМТ и затем измерения того, сколько уходит из уплотнений (они всегда будут). Это осуществляется двумя датчиками на тестере утечки — см. Фотографии для получения дополнительной информации о том, как использовать тестер.

Как и в случае с тестом на сжатие, вы хотите, чтобы числа находились в пределах определенного процента друг от друга. Тест на утечку также может помочь вам определить проблему перед тем, как разобрать двигатель, послушав воздух, выходящий из цилиндра. Как только цилиндр накачан, послушайте, выходит ли воздух из цилиндра и откуда исходит звук. Вот список того, на что следует обращать внимание:

Воздух, выходящий из PCV, дорожной вытяжной трубы, масляного щупа или масляной крышки: указывает на то, что поршневые кольца в этом цилиндре изношены и давление выходит за их пределы, или что сам цилиндр порезан или поврежден.

Пузырьки или давление в охлаждающей жидкости: указывает на повреждение прокладки головки блока цилиндров, на деформацию или трещину головки блока цилиндров.

Шипение или свист на впуске: указывает на то, что седло впускного клапана не сидит должным образом или имеется погнутый клапан.

Шипение или свист из выпускного отверстия или коллектора: указывает на изношенное седло выпускного отверстия или погнутый клапан.

Звуки из цилиндра, смежного с тем, который вы тестируете: указывает на плохую прокладку головки или деформированную головку.

Если вы обнаружите, что цилиндры создают и удерживают сжатие, это дает вам понять, что проблемы с мощностью являются одной из трех основных вещей, необходимых для выработки энергии: топливо, воздух или искра. Обычно это намного дешевле, чем проблема в одном из цилиндров, которая обычно приводит к разборке и восстановлению. Тесты на сжатие и утечку могут сказать вам о состоянии двигателя изнутри без компьютера и без разборки.

Посмотреть все 14 фото Тестеры на утечку встречаются реже и дороже.Тестер утечки нагнетает сжатый воздух в цилиндр, а затем считывает, насколько быстро цилиндр теряет давление в процентах от потока. См. Все 14 фотографий Тестер сжатия вставляется в отверстие свечи зажигания для каждого из цилиндров, подлежащих испытанию. Для достижения наилучших результатов проверьте двигатель при рабочей температуре. См. Все 14 фотографий. Отсоедините провод катушки от распределителя, чтобы двигатель не загорелся во время проверки. См. Все 14 фотографий. Отключите впрыск топлива, вытащив предохранитель топливного насоса, или в случае Fox- кузов авто, вытащить реле бензонасоса.Он расположен под сиденьем со стороны водителя на автомобилях 1992 года и ранее и на опоре стойки амортизатора со стороны пассажира на автомобилях 93-х годов (показано здесь). См. Все 14 фотографий. Дистанционный стартер поможет, если вы один, чтобы вы могли провернуть двигатель. и одновременно проверьте манометр. См. все 14 фотографий Проверните двигатель до тех пор, пока давление не достигнет максимума, а затем запишите давление и перейдите к следующему цилиндру. См. все 14 фотографий После того, как все цилиндры были проверены, проверьте свои показания. Они должны быть в пределах 10 процентов друг от друга.См. Все 14 фотографий. Если один или несколько цилиндров выходит за пределы диапазона других, нанесите пару капель моторного масла в цилиндр и проведите повторную проверку. Если давление повысится, у вас может возникнуть проблема с кольцом. Если он не изменится, проблема может быть в клапанах. См. Все 14 фото Перед выполнением теста на утечку нагрейте двигатель до температуры и установите время на цилиндре, который вы собираетесь проверять, на ВМТ. Я начинаю с цилиндра № 1 и читаю последовательность зажигания. Большинство инструкций по эксплуатации покажут вам положение ВМТ для всех цилиндров в секции регулировки зазора коромысел.Посмотреть все 14 фотографий Когда цилиндр находится в ВМТ, откройте регулятор клапана манометра и накачайте цилиндр. Манометр справа покажет вам процент утечки, происходящей в двигателе. Если двигатель протекает слишком сильно, прислушайтесь к выходу воздуха; Это расскажет вам, в чем проблема двигателя. Посмотреть все 14 фото Хорошие, новые клапаны установлены в головке блока цилиндров. Большинство двигателей до каталитического нейтрализатора имели мягкие седла клапанов, и клапаны опускались намного быстрее, чем более поздние двигатели с закаленными седлами клапанов, и это приводило к потере компрессии.Посмотреть все 14 фотографий Экстремальная ситуация с клапанами: мягкие седла пострадали от предварительного взрыва и коррозии, и, очевидно, они не выдержат никакого давления.

Следуйте за Justice Cook в Instagram: @justicexcook

Фотография Дэйва Стриблинга

Просмотреть все 14 фотографий

Как проверить компрессию двигателя — Блог AMSOIL

Компрессия двигателя = мощность двигателя. Простое уравнение может понять даже мы, не инженеры. В этом посте мы рассмотрим, как проверить компрессию двигателя.

Что такое компрессия двигателя?

Однако сначала давайте определимся с нашими терминами.

Компрессия двигателя относится к давлению, которое ваш двигатель создает внутри цилиндров во время работы.

То, сколько давления производит двигатель и насколько хорошо он преобразует это давление в полезную работу, влияет на эффективность и мощность вашего двигателя.

Как все это работает, и как износ и отложения могут со временем разрушить сжатие (то есть мощность в лошадиных силах) — это интересные темы, о которых вы можете подробнее узнать здесь.Но сегодня мы говорим о том, как проверить компрессию двигателя.

В этом примере я использовал свою Toyota Corolla 1998 года выпуска. Не смейся. Я заплатил за это наличными, и он работает гладко, как швейная машинка. Я также обратился за помощью к Пату Бурграффу, одному из техников нашей механической лаборатории.

Посмотрите видео или пошаговые инструкции, чтобы узнать, как проверить компрессию двигателя.

Необходимое время: 30 минут.

Как проверить компрессию двигателя

1. Убедитесь, что автомобиль не заводится, когда вы проворачиваете его выше

   Для проверки компрессии вам нужно провернуть двигатель на несколько оборотов, и вы не хотите, чтобы он сработал в процессе.Снимите предохранители топливного насоса и системы впрыска топлива, чтобы газ не попадал в цилиндры при каждом запуске двигателя. Затем отсоедините блоки катушек. Имейте в виду, что процесс для вашего автомобиля может отличаться от изображения здесь.

2. Потяните за свечи зажигания

   Пометьте провода свечи, чтобы вы вернули их в правильное положение. В противном случае ваш автомобиль не заведется, когда вы закончите. Вверните манометр в отверстие свечи зажигания. Будьте осторожны, не перекручивайте резьбу.Вы можете купить тестер сжатия менее чем за 50 долларов в большинстве магазинов автозапчастей.

3. Проверните двигатель

   Попросите помощника провернуть двигатель 5-10 раз или до тех пор, пока стрелка манометра не перестанет вращаться. Отметьте psi и перейдите к следующему цилиндру.

4. Запишите результаты

   Запишите результаты для каждого цилиндра, чтобы вы могли сравнить и определить, слишком ли низкая компрессия в одном цилиндре.

Что считается «нормальным» сжатием двигателя?

Здесь все становится неясным.«Хорошая» компрессия зависит от двигателя. К сожалению, двигатели не имеют надлежащей компрессии с внешней стороны.

Но хорошее практическое правило гласит, что каждый цилиндр в механически исправном двигателе должен иметь сжатие 130 фунтов на квадратный дюйм или выше.

Хотя я видел, как некоторые люди утверждали, что 100 фунтов на квадратный дюйм достаточно, редукторы и другие источники, с которыми я консультировался, считают это слишком низким.

Кроме того, вам нужна последовательность от одного показания к другому.

Опять же, хорошее эмпирическое правило — не более 10 процентов отклонения между любым из цилиндров.

Нельзя сказать, что отклонение одного цилиндра на 15 или 20 процентов означает, что ваш двигатель не работает. Но хороший, исправный двигатель должен демонстрировать минимальные отклонения.

Моя верная Corolla прошла тест, давая давление в каждом цилиндре от 165 до 175 фунтов на квадратный дюйм.

Быстрая проверка, если в одном из цилиндров низкая компрессия

Если один цилиндр имеет низкую степень сжатия, попробуйте налить около чайной ложки масла в отверстие свечи зажигания и повторно протестируйте .Если компрессия увеличивается, вероятно, кольца застряли или изношены. Масло действует как уплотнение и помогает закрыть зазор между кольцами и стенкой цилиндра, через который цилиндр теряет давление.

Если это не помогает, возможно, клапаны или их уплотнения изношены.

Если вы подозреваете, что кольца застряли, попробуйте промывку двигателя, предназначенную для удаления отложений, такую ​​как промывка двигателя и трансмиссии AMSOIL.

Вы также можете попробовать присадку к топливу, которая очищает поршни, например AMSOIL P.я.

Слово мудрым: вы можете зажечь индикатор проверки двигателя, выполняя этот тест, как это сделал я. Тем не менее, проехав несколько миль, он сработал сам.

Обновлено. Первоначально опубликовано 13 марта 2017 г.

Двигатель с воспламенением от сжатия — обзор

Топливо с воспламенением от сжатия

Двигатель с воспламенением от сжатия обычно работает на дизельном топливе, а в последнее время — на биодизельном топливе. Некоторые желательные рабочие характеристики дизельного топлива включают в себя (1) высокое тепловыделение при сгорании, (2) летучесть, которая сохраняет его в жидком состоянии до тех пор, пока температура не станет значительно выше точки кипения воды, (3) быстрое воспламенение от сжатия (без искры). ), когда степень сжатия составляет примерно 15 к одному или выше, и (4) образование тонкого однородного тумана при прокачке топлива через топливные форсунки в каждом цилиндре.

Характеристики дизельного топлива почти противоположны характеристикам бензина. Бензин легко испаряется в воздух и не воспламеняется при сжатии в цилиндре двигателя. Воздух сжимается в цилиндре дизельного двигателя перед впрыском топлива, поэтому предварительного зажигания быть не может. Дизельное топливо испаряется, когда мелкие частицы тумана из топливных форсунок воспламеняются в горячем сжатом воздухе. Топливо также смазывает топливный насос форсунки. Цетановое число дизельного топлива характеризует склонность топлива к воспламенению.Стандарты США для дизельного топлива требуют минимального цетанового числа 40. Механическое различие между дизельным двигателем и бензиновым двигателем заключается в том, что свечи зажигания заменяются топливными форсунками.

Наливать бензин в бак для дизельного топлива и наоборот — не лучшая идея. Многие заправочные станции продают оба вида топлива. Сопло на бензонасосе больше, чем на дизельном топливном насосе. Отверстие под крышкой топливного бака на топливном баке дизельного топлива меньше, чем топливная форсунка для бензина, поэтому вы не можете заправить дизельный бак бензином.Однако форсунка для дизельного топлива будет заполнять топливный бак топливом , поэтому покупатель будьте осторожны!

При разработке альтернативных видов топлива ученый / инженер в области топлива сначала переводит физические свойства, такие как летучесть и легкость воспламенения, в молекулярные свойства, такие как размер и форма молекул. Создание топлива становится управляемой задачей, поскольку молекулы в основном содержат атомы углерода, водорода и кислорода, за некоторыми исключениями.

Небольшие молекулы, содержащие десять или меньше атомов углерода, более летучие и образуют бензин, искровое топливо.Слово октан в «октановой шкале» — это химическое название молекулы из восьми атомов углерода, которая содержится в бензине. Это хорошая репрезентативная молекула для бензина. Чистому изооктану присваивается октановое число 100, и оно использовалось для определения эмпирической октановой шкалы в 1930 году.

Дизельное топливо содержит молекулы с восемью или более атомами углерода и менее летучие, чем бензин. У них есть цетановое число, которое характеризует хорошие топлива с воспламенением от сжатия. Слово цетан в «цетановой шкале» — это название молекулы из 16 атомов углерода, которая представляет «хорошее» дизельное топливо.Молекулы с атомами углерода, расположенными в прямые цепи, имеют высокое цетановое число и являются лучшим топливом для двигателей с воспламенением от сжатия. Молекулы, в которых атомы углерода образуют кольца (бензол или толуол) или разветвленные цепи (например, изооктан), как правило, лучше подходят для искрового зажигания.

Сегодня нефтеперерабатывающие заводы используют перегруппировку молекул (каталитический риформинг) для получения от шести до восьми атомов углерода с разветвленной конфигурацией. Это увеличивает долю бензина, производимого на баррель сырой нефти, и бензин имеет более высокое октановое число, чем может быть получено простой перегонкой.Спецификации дизельного топлива легче достичь с помощью простых процессов нефтепереработки, поэтому для производства дизельного топлива требуется небольшой молекулярный дизайн. Дизельное топливо представляет собой смесь различных потоков нефтеперерабатывающих заводов, которые направляются в резервуар для смешивания и смешиваются для получения нужной летучести и цетанового числа, чтобы получилось «хорошее» дизельное топливо.

Испытания дизельного двигателя на сжатие | Cenexperts

Компрессия в дизельном двигателе имеет важное значение для эффективной работы. А когда сжатие отсутствует, это может привести к повреждению.Вот почему крайне важно знать, правильная ли компрессия вашего двигателя.

С помощью простого теста на компрессию дизельного двигателя можно обнаружить проблемы с компрессией до того, как они усугубятся. Вот информация об этих тестах и ​​о том, как решить, пора ли их проводить.

Когда нужно сдавать тест на компрессию двигателя?

Тесты на компрессию дизельного двигателя

не являются профилактической мерой, они проводятся, если у вас возникли проблемы с вашей машиной. Если ваш автомобиль работает неэффективно или испытывает сочетание перечисленных ниже проблем, рассмотрите возможность проверки компрессии дизельного двигателя.

• Проблемы с запуском, не связанные с погодой или температурой наружного воздуха
• Низкая экономия топлива или повышенный расход масла
• Синий дым
• Необъяснимая потеря мощности
• Чрезмерное давление в картере

ПОДРОБНЕЕ : 3 ПРОБЛЕМЫ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ, КОТОРЫЕ МОГУТ НЕ БЫТЬ ТО, ЧЕМ ВЫ ДУМАЕТЕ

Как проходят испытания на компрессию дизельных двигателей?

В дизельном двигателе поршни движутся вертикально, всасывая воздух.Это движение создает тепло, необходимое для воспламенения топлива, что в конечном итоге приводит в действие двигатель.

Когда вы приносите свой автомобиль для проверки на компрессию, механик помещает манометр в каждый из цилиндров, чтобы определить, какое давление создает двигатель при его переворачивании.

Как правило, каждый цилиндр должен иметь давление от 300 до 500 фунтов на квадратный дюйм, а все цилиндры в одном двигателе должны иметь размеры в пределах 10 процентов друг от друга. Если компрессия в двигателе слишком низкая, слишком высокая или слишком сильно отклоняется от одного цилиндра к другому, вы, вероятно, имеете внутреннее повреждение вашего двигателя.

ПОДРОБНЕЕ : КАК СОХРАНИТЬ БОЛЬШОЙ ПАРК НА ДОРОГЕ

Дизельные двигатели требуют надлежащего сжатия для обеспечения высокой производительности. Использование таких превосходных продуктов, как Cenex® PREMIUM DIESEL FUEL и ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, поможет защитить двигатели и обеспечить здоровые уровни сжатия. Чтобы узнать больше, свяжитесь с МЕСТОПОЛОЖЕНИЕМ CENEX РЯДОМ С ВАМИ.

Как увеличить степень сжатия двигателя для увеличения мощности

Такт впуска двигателя начинается с поршня в верхней части своего хода.Когда поршень движется вниз, он создает в цилиндре низкое давление или частичный вакуум. Наружное давление воздуха заставляет воздушно-топливную смесь и впрыск через открытый впускной клапан.

Чтобы увеличить степень сжатия, вы должны понимать особенности автомобиля, а также то, как различные части действуют для включения двигателя. Я надеюсь, что это руководство и краткая статья помогут вам узнать, как улучшить степень сжатия и мощность автомобиля и автомобильного двигателя.

Как начинается ход сжатия

Такт сжатия начинается с реверсирования поршня и его движения вверх при закрытых впускных и выпускных клапанах.

Таким образом, поршень нагнетает топливно-воздушную смесь в камеру сгорания, сжимая смесь примерно до 150 фунтов на квадратный дюйм (psi).

Процесс рабочего хода

Рабочий ход — это рабочий ход, который приводит в движение автомобиль. Когда поршень приближается к верхней точке своего хода, искра перескакивает через зазор в свече зажигания и автоматически воспламеняет сжатый заряд.

Горящая воздушно-топливная смесь расширяется, увеличивая давление сжатия и толкая поршень вниз.Вырабатываемая мощность передается на коленчатый вал, через трансмиссию, карданный вал и дифференциал на колеса.

Ход выпуска и принцип работы поршней

Такт выпуска начинается, когда поршень снова движется вверх и выпускной клапан открывается. Плунжер выталкивает сгоревшие газы из цилиндра в выхлопную систему.

Четырехтактный цикл повторяется более тысячи раз в минуту на скоростях движения по шоссе.

Каждый цилиндр находится на разных стадиях своего четырехтактного цикла, что обеспечивает плавный поток импульсов мощности.

Конкурс компрессии четырехтактных двигателей

Для того, чтобы двигатель развивал полную мощность, он должен соответствовать спецификациям производителя по компрессии. Цилиндр не должен иметь протечек. Утечка может происходить через поршневые кольца, впускные или выпускные клапаны и прокладку головки блока цилиндров.

Двигатель с утечкой в ​​одном или нескольких цилиндрах может грубо работать на холостом ходу из-за неравномерного рабочего хода. В действие вступают многие факторы, участвующие в испытании на сжатие, такие как прокладка головки и другие части машины.

Он также пострадает от снижения мощности и экономии топлива (см. Раздел о впрыске топлива и влиянии сжатия). Сильная утечка через поршневые кольца может привести к попаданию масла в камеру сгорания и загрязнению свечей зажигания.

Потеря динамической степени сжатия и мощности: когда и как

Поддержание давления внутри цилиндра двигателю автомобиля зависит от трех факторов:

Клапаны: Они плотно прилегают к головке блока цилиндров;

Прокладки: Они расположены между головкой и блоком.

Поршневые кольца: Поршневые кольца расширяются между стенкой цилиндра и поршнем.

Если одна из этих аварий выйдет из строя, ваш двигатель потеряет энергию или перестанет работать. Если клапан изгибается, он не может прижаться к головке.

И, если прокладка выйдет из строя, она сбросит давление, и если кольца выйдут из строя. Кроме того, он приложит силу к нижней части двигателя и позволит автомобильному двигателю дать сбой.

Когда более одного цилиндра начинают терять сжатие, результатом является отказ питания, вибрация и остановка двигателя.

Отказ любого из этих поршней, прокладок и деталей клапана также может привести к попаданию масла или охлаждающей жидкости в цилиндр, что также вызовет проблемы с двигателем.

Профессионал может проверить двигатель автомобиля и будет иметь различные инструменты для проверки компрессии двигателя.

Статическая / динамическая степень сжатия в цилиндрах многое говорит о том, что происходит в автомобильном двигателе / ​​двигателе, не разбирая все это целиком.

Проверка степени сжатия и мощности

Проверка автомобиля на предмет сжатия — это первый шаг в настройке двигателя.Вам понадобится тестер компрессии — просто манометр или мощный барометр — для измерения давления в камере сгорания через отверстия для свечей зажигания.

1

^st Шаг: достижение нормальной рабочей температуры двигателя

Для проверки компрессии дайте двигателю поработать, пока он не достигнет нормальной рабочей температуры. Заглушите двигатель. Снимите кабели свечей зажигания со свечей.

Сначала пронумеруйте каждый кабель небольшим количеством малярной ленты, чтобы вы могли заменить их в правильном порядке.

Весь процесс имеет некоторое сходство с испытанием автомобильного компрессора кондиционера, потому что две системы работают с системой сжатия.

2

^nd Шаг: Удаление проводов и кабелей

Свечи зажигания расположены на концах сильно изолированных кабелей зажигания (четыре, шесть или восемь в зависимости от количества цилиндров).

Источник: autozone.com

Снимите их правильно, скручивая резиновые сапоги и одновременно потянув их. Если просто потянуть за провод, можно сломать хрупкий углеродный проводник внутри.Если проводник обрывается, это значительно затрудняет прохождение электричества к свече зажигания.

3

^rd Этап: снятие вилок

Отключив провода, наденьте торцевой ключ на каждую свечу и ослабьте его на один оборот. Принадлежности для розеток могут быть полезны, если ваши крышки труднодоступны.

Шарнирная, со смещением рукоятка в сочетании с коротким удлинителем и свечной головкой подходит для большинства автомобилей, джипов и гоночных двигателей. Не перекручивайте розетку вбок, так как это оказывает давление на хрупкую керамическую изоляцию вилки.

Для безопасного выполнения работы вы можете использовать инструменты Wera или Wiha, которые позволят вам делать все правильно.

4-й этап: замена кабеля

Замените кабели на ослабленных свечах зажигания, запустите двигатель автомобиля или гоночного двигателя и дайте ему поработать на высоких холостых оборотах, чтобы удалить отслоившийся нагар вокруг оснований свечи.

Если позволить оставаться в цилиндрах, частицы углерода могут застрять под седлом клапана и дать ложное низкое значение компрессии.

5

^th Этап: переключение двигателя на статическую степень сжатия и динамическую

Затем выключите двигатель, снова отсоедините кабели свечей зажигания и снимите все свечи.При снятии и установке свечи зажигания все свечи зажигания должны быть выключены.

Высоковольтный провод между катушкой и распределителем следует заземлить во время испытания. Это обеспечит высокую степень сжатия. Его легко найти, даже если вы с ним не знакомы — проследите путь вдоль проводов свечи зажигания до того места, где они все сходятся у крышки распределителя.

Высоковольтный кабель, выходящий из центра крышки распределителя, является проводом катушки. Вытащите его и прикоснитесь металлическим наконечником к какой-нибудь чистой металлической части двигателя.

Заземление катушки защищает вас от поражения электрическим током, если ваша рука коснется провода свечи зажигания, а также защищает изоляцию катушки от возможного повреждения из-за накопления высокого напряжения.

Вот несколько советов по тестированию на сжатие двигателя:

1. Осторожно снимите резиновый чехол, закрывающий каждую заглушку; никогда не дергайте за кабель.
2. Очистите выемку перед снятием свечи зажигания; это предотвращает попадание грязи в цилиндры.
3. Чтобы ускорить извлечение свечи зажигания, соедините гнездо свечи зажигания с амортизатором (справа) с храповым механизмом (внизу).
4. Сохраняйте снятые заглушки в правильном порядке с помощью какого-либо типа держателя.
5. Установите свечи зажигания с помощью динамометрического ключа или ключа с храповым механизмом; не перетягивайте.
6. Выполните испытание прокладки головки на сжатие, чтобы узнать, каково состояние, и проверить, нет ли утечки.
7. Завершите установку, заменив резиновый чехол. Убедитесь, что каждый ботинок полностью вставлен. Тестируешь сжатие. В противном случае показания не будут точными, если дроссельная заслонка не будет удерживаться открытой.

7-й этап: работа с тестером сжатия

Некоторые тестеры сжатия удерживаются рукой в ​​отверстии для пробки. Другие ввинчиваются. Если отверстия для пробок легко доступны, почти любой тестер будет работать, если они расположены на дне трубок, как на некоторых двигателях Chrysler, вам нужен адаптируемый тестер.

Если вы установили в свой автомобиль турбокомпрессор, вам следует составить список, чтобы проверить повышенную мощность с помощью тестера.

Если в вашем тестере компрессии есть переходники, которые подходят к отверстиям для свечей зажигания, ввинтите соответствующий переходник в первую или переднюю свечу зажигания рядного двигателя и вернитесь обратно.

На V-образном двигателе сначала сделайте левый передний цилиндр, а затем вернитесь назад вдоль левого ряда цилиндров. Затем проверьте баллоны и участки прокладки головки блока цилиндров с правой стороны автомобиля спереди назад.

Убедитесь, что тормоз включен, а коробка передач находится в нейтральном или парковочном положении. Если в вашем тестере компрессии есть переключатель дистанционного управления для запуска двигателя, используйте его.

Итак, как насчет правильного использования?

Зажимы тестера должны быть подсоединены к плюсовому полюсу аккумуляторной батареи и малой клемме на соленоиде стартера.(Положительный полюс аккумуляторной батареи больше отрицательного, и иногда он имеет маркировку

Подключите тестер сжатия и проверните двигатель, сделав четыре такта сжатия с более высокими степенями сжатия; показания давления должны быстро расти. Чтобы найти соленоид, следуйте за кабелем аккумулятора, идущим от плюсового полюса аккумулятора; он ведет к соленоиду.

8

^th Шаг: проверка мощности стартера

При отсутствии пульта дистанционного управления попросите помощника поработать выключателем стартера за вас.Перед каждым запуском убедитесь, что все части вашего тела и одежды свободны от вентилятора, шкивов и ремней.

Проверните, пока тестер не пройдет четыре полных хода сжатия. Таким образом, ваша машина увеличит мощность и крутящий момент двигателя.

Клапан внутри тестера удерживает сжатие до тех пор, пока вы его не прочитаете и не отпустите. Повторите испытание на сжатие для всех цилиндров, записав показания.

Общие сведения о показаниях компрессии: пример и результат

Если показания шестого хода для всех цилиндров находятся в пределах указанного диапазона для вашего автомобиля и не отличаются более чем на указанную величину, с компрессией все в порядке.

Предположим, что давление сжатия для вашего двигателя определено от 125 до 155 фунтов на квадратный дюйм (psi) с максимальным отклонением между цилиндрами 25 psi. 1 -135 фунтов на квадратный дюйм

2–130 фунтов на квадратный дюйм

3–130 фунтов на квадратный дюйм

4–135 фунтов на квадратный дюйм

Давление всех цилиндров близко друг к другу, и ни один из них не ниже минимального указанного давления.

2

^nd Показание компрессии

Но вы бы знали, что у вас серьезные проблемы с дыханием в двигателе, если бы показания выглядели следующим образом: Цилиндр

• 1-155 psi
• 2-125 psi
• 3–150 psi
• 4-155 psi

Хотя давление в цилиндре номер два не ниже указанного, оно находится ниже допустимого диапазона давлений. Что-то не так с его дыханием.

3

^rd Показание сжатия

Вот еще один пример двигателя, который не выдержал испытания на сжатие:

Цилиндр

• 1-130 фунтов на кв. Дюйм
• 2-115 фунтов на кв. 130 фунтов на квадратный дюйм
• 4–120 фунтов на квадратный дюйм

В этом случае различия между цилиндрами находятся в пределах диапазона допуска, но два цилиндра, номер два и четыре, падают ниже минимального указанного давления.Скорее всего, двигатель довольно хорошо проехал по километрам и требует значительных доработок.

Считывание мощности и компрессии автомобильных двигателей

Считывание компрессии в процессе ее наращивания может сказать вам кое-что о том, что требуется для ремонта двигателя. Конденсация, которая снижается на первом такте и образуется при следующих тактах, но никогда не достигает нормы, как правило, указывает на негерметичность поршневого кольца.

Чтобы перепроверить, введите столовую ложку моторного масла в цилиндр через отверстие для свечи зажигания, несколько раз проверните двигатель, чтобы масло растеклось, и повторите попытку.Сальники поршневых колец. Значительно более высокое второе показание подтверждает неисправность поршневого кольца.

Слабое сжатие на первом ходу, которое остается небольшим, означает утечку клапана. Показания не сильно изменятся при тестировании с маслом в цилиндре.

Если вы получаете низкие показания на двух соседних цилиндрах, подозреваете, что между ними есть утечка через прокладку головки цилиндров, выполните проверку всех цилиндров и запишите показания. Сравните эти цифры друг с другом и со спецификациями.

Давление намного выше указанного указывает на скопление нагара в цилиндрах.Это уменьшает полезный объем цилиндров, заставляя смесь сжиматься в меньшее пространство, чем предполагалось.