В этой статье мы рассмотрим компрессию. Итак, компрессия, в широком смысле слова, является величиной давления, которое создается в цилиндрах мотора в конце такта сжатия. Данный параметр в весьма широких пределах зависит от различных условий, при которых замеряют его, и от технического, а точнее исправного состояния мотора в значительной степени. Именно в связи с этим компрессия «взята на вооружение» как диагностический фактор, который позволяет объективно оценивать исправность мотора.
Режимы и методы измерения должны быть всегда одинаковыми, как и для любых оценочных показателей. Они для компрессии означают, что мотор должен быть прогрет до своей рабочей температуры, и при полностью открытой дроссельной заслонке. Далее, при наличии исправных свечей во всех цилиндрах, исправном состоянии стартера, полностью заряженном аккумуляторе.
Рассмотрим компрессометры — приборы, которые применяются для данной цели. Существует множество их моделей, однако они в своей сущности друг от друга отличаются лишь конструктивными различиями. Конструкция компрессометра, как правило, в своём составе имеет наконечник, который в свечное отверстие вставляется, обратный клапан на входе и манометр. Наконечники могут быть соединены с манометром посредством шланги или металлической трубки. В наконечнике компрессометра клапан существует для того, чтобы при замере стрелка манометра фиксировалась на отметке наибольшего давления, который возникает в цилиндре. Часто на СТО применяется более сложная аппаратура, где устанавливается самописец вместо стрелочного манометра, который фиксирует значение измеряемого давления на специально предназначенном бланке, либо табло цифровоке.
Как при замере компрессии же оцениваются результаты? Отечественные производителями в инструкционных материалах приводятся минимально допустимые значения компрессии, которые необходимы при беспроблемной эксплуатации автомобиля. Однако это не является единственным условием. Разница между цилиндрами по величине компрессии должна быть минимальной – и это очень важно! Данные одинаковых или примерных близких значений говорит о равноценном состоянии узлов, деталей и о степени изношенности цилиндров. Рассмотрим это на примере: компрессометр в одном из цилиндров двигателя зафиксировал значение10,2 кгс/см2, в то время, как в остальных — 11,7—11,9 кгс/см2. Хотя в каждом цилиндре данные абсолютной величины компрессии находятся в допустимых пределах, но, несмотря на это, их перепад — это сигнал о том, что существует какая-та неисправность. И в связи с этим в техническом регламенте допускается в цилиндрах разница между наибольшей и наименьшей величинами значения компрессии не более, чем один кгс/см2.
Однако мы и рассмотрим случай, при котором компрессия в одном или нескольких цилиндрах не соответствует значениям, рекомендованные заводским требованием. И где и как следует искать причину?
Самый хорошо известный и простой способ: через свечное отверстие вливается в «подозреваемый» цилиндр примерно одна столовая ложка моторного масла, и опять замеряется компрессия. Если заметно увеличилось значения давления, то это говорит о недостаточной герметичности поршневых колец, а если нет, то этот дефект вызван иными причинами (например, это может быть негерметичность клапанов, или прокладки под ГБЦ, прогар или трещина в камере сгорания – точнее её стенках, или в днище поршня и т.д.).
Если существует возможность устранить неисправность собственноручно, то будет целесообразно проведения более подробного обследования, благодаря которому можно установить причину «упавшей» компрессии максимально конкретно. Для этого необходимо лишь создать простое приспособление. Для этого необходима свеча зажигания, вышедшая из строя. Из неё, выбивается изолятор, и приваривается (можно прочно припаять) стальной вентиль, взятый от негодной автомобильной или мотоциклетной камеры, к металлическому корпусу. Поршень обследуемого цилиндра устанавливается в положение, соответствующему моменту зажигания, в свечное отверстие вворачивается изготовленный переходник, и к нему присоединяется шланг шинного насоса. Далее, предварительно удалив пробки маслозаливной горловины и радиатора, попросить помощника в цилиндр накачивать воздух, и на слух определять, каким способом происходит из камеры сгорания его утечка. Если воздух попадает в выхлопную систему, то выпускной клапан негерметичен, а если во всасывающий коллектор, то впускной клапан. Воздух, если имеется неплотность прокладки ГБЦ, может попасть в рубашку системы охлаждения, и об этом дадут знать пузырьки в верхнем бачке радиатора. Как определяется недостаточная герметичность поршневых колец? Часто она может быть обнаружена по шипению воздуха, которое прослушивается через маслозаливную горловину. Благодаря данному способу проверки, выявить характер дефекта становится более точно, каков объём предстоящих работ и предотвратить лишнюю разборку двигателя.
До этого момента речь шла о компрессии в связи с определением дефектов, багов и их устранения.
Однако следует знать – что не менее важно, на исправном моторе от чего зависит компрессия, и какие факторы могут влиять на значение её величины.
И ясно, что самым очевидным фактором является степень сжатия в моторе. Чем её значение выше, тем после такта сжатия и выше давление в цилиндре.
Простота данной зависимости нередко может стать причиной ошибочного вывода, о том, что величина компрессии должна быть равняться степени сжатия численно.
Рассмотрим, из-за чего может появиться дополнительное давление? Она фактически может различаться.
Будет уместно вспомнить, что степень сжатия является чисто конструктивным параметром, который показывает соотношение геометрических показателей, таких как полный объём цилиндра над поршнем в нижней мертвой точке (сокр. НМТ) и объем в камере сгорания над поршнем, который в верхней мертвой точке (сокр. ВМТ).
А что насчёт сжатия реального газа во время перемещения поршня в ВМТ из НМТ, то здесь в вступают дело законы термодинамики.
Затрачивается энергия на сжатие газа (то есть рабочая смесь или воздух), которой вызывается повышение его температуры (например, вспомним нагревание шланга у шинного насоса), и это, влечёт за собой, в свою очередь в конце такта сжатия увеличение давления в камере сгорания. Этому дополнительно способствует нагревание газа от камеры сгорания и стенок цилиндра, которые уже прогреты к тому времени примерно до девяносто ° С, в то время как у всасываемого воздуха, разумеется наружная температура. Тепловые процессы на самом же деле, безусловно, гораздо сложнее, чем здесь сказано об этом, однако суть в том, что именно от рассмотренных здесь явлений, которые происходят в строго определенный момент времени, зависит фактическая величина давления во время сжатии. Как отсюда следуют, при замере компрессии важно выдерживать заданный тепловой режим мотора и частоту вращения его коленвала.
Существует и другой фактор, который на результаты замера компрессии оказывает практическое влияние. Говоря простым языком можно принять, что цилиндр перед тактом сжатия заполнен газом, который обладает всегда одинаковым давлением, почти атмосферным. А что если оно будет пониженным? В этом случае, разумеется, и конечный результат давления окажется более низким. Заполнение цилиндров происходит во время такта всасывания, в момент, когда создается в нем разрежение и порция воздуха попадает через весь впускной тракт, то есть воздушный фильтр и впускной коллектор. И здесь чем меньше создаётся сопротивление газовому потоку, тем больше перед сжатием будет наполнение цилиндра. Отсюда прост — грязный забитый пылью воздушный фильтр может стать искажения результатов замера, причём серьёзно, даже если положения открытой воздушной и дроссельной заслонок при этом будут, как требуется.
Также существует конструктивный фактор, из-за чего моторы разных моделей по своей компрессии могут друг от друга отличаться, несмотря на то, что у них одинаковая степень сжатия. Считается, что в цилиндре сжатие начинает происходить сразу, как только поршень начинает своё движение от НМТ вверх. Это возможно лишь в том случае, если впускной клапан, через которое во время предыдущего такта происходит заполнение цилиндра, уже закрыт полностью. Правда, на современных моделях двигателей впускной клапан значительно позже закрывается, когда к ВМТ поршнем уже пройдена часть её пути. Величина данного «запаздывания », которая выражена в углах поворота коленвала, лежит в диапазоне 40°-70°.
Данное конструктивное решение гарантирует получение максимально высокой мощности, когда коленвал достигает своих больших оборотов, так как, когда начинается такт сжатия, то давление в цилиндре пока невелико, и поток топливной смеси продолжает попадать в цилиндры по инерции и тем самым производится его дозарядка. На малых же оборотах иная картина, когда инерционность и скорость потока смеси ещё малы. Когда коленчатый вал работает при небольшой частоте вращения, которая в начале работы достигается стартером, поршень к моменту закрытия впускных клапанов успевает часть газа вытолкнуть во впускной тракт обратно, которая заполняет цилиндры, и сжатие фактически начинается лишь после того, как клапана закрыты.
Это означает, что у двигателя каждой конкретной модели свои индивидуальные особенности, которые зависят ещё и от работы фаз газораспределения. У каждого мотора в реальной жизни от параметров фаз могут быть заметные отклонения, которые изначально были конструкторами заложены. Причина этого кроется в износе деталей и узлов привода и нарушении их регулировок. И из этого следует, что необходимо на практике учитывать сей фактор.
Напоследок ещё раз следует подчеркнуть роль компрессии: она позволяет объективно и хорошо оценить «состояние здоровья» мотора, и при этом не требует сложной аппаратуры для этого. Регулярная проверка компрессии, как на СТО, так и самостоятельно — должна стать привычкой и правилом. Тогда благодаря этому можно держать двигатель в исправным состоянии. И, вдобавок к этому, это способствует экономии топлива, масла и средств на текущий ремонт.
