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

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.

Как правильно замерить компрессию

Чтобы измерить компрессию, необходимо вместо свечи (зажигания или накала) установить компрессометр. Этот прибор представляет собой манометр, соединенный шлангом со штуцером и обратным клапаном. При вращении коленчатого вала двигателя в шланг нагнетается воздух до тех пор, пока давление в шланге не сравняется с максимальным давлением в цилиндре. Его значение зафиксирует манометр.

При измерениях компрессии надо соблюдать важные правила. Во-первых, двигатель должен быть «теплым». Подача топлива должна быть отключена. Можно, например, отключить бензонасос, форсунки или использовать другие способы, препятствующие попаданию большого количества топлива в цилиндры. Во-вторых, необходимо вывернуть все свечи. Выборочный демонтаж свечей, практикуемый на некоторых СТО, недопустим, так как увеличивает сопротивление вращению и произвольно снижает обороты при прокрутке двигателя стартером. В-третьих, аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена, а стартер – исправен.

Компрессию измеряют как с открытой, так и с закрытой дроссельной заслонкой. При этом каждый из способов дает свои результаты и позволяет определять свои дефекты. Так, когда заслонка закрыта, в цилиндры, очевидно, поступит мало воздуха, поэтому компрессия будет низкой и составит около 0,6-0,8 МПа. Утечки воздуха в этом случае сравнимы с его поступлением в цилиндр. Вследствие этого компрессия становится особо чувствительной к утечкам – даже при малых неплотностях ее значение падает в несколько раз.

При измерении компрессии с открытой заслонкой картина будет иной. Большое количество поступившего воздуха и рост давления в цилиндре, конечно, способствуют увеличению утечек. Однако они заведомо меньше подачи воздуха. Вследствие этого компрессия падает не столь значительно (приблизительно до 0,8-0,9). Поэтому замер компрессии с открытой заслонкой лучше подходит для определения более «грубых» дефектов двигателя, таких как: поломки поршней, закоксовывание колец, прогары клапанов, задиры поверхности цилиндров.

В обоих способах измерения желательно учитывать динамику нарастания давления – это поможет установить истинный характер неисправности с большей вероятностью. Так, если на первом такте величина давления, измеряемая компрессометром, низкая (0,3-0,4), а при последующих тактах резко возрастает, – это косвенно свидетельствует об износе поршневых колец. В таком случае заливка в цилиндр небольшого количества масла сразу увеличит не только давление на первом такте, но и компрессию.

Самым распространенным прибором для проверки компрессии является упомянутый выше компрессометр. В отличие от незамысловатых отечественных конструкций иностранные фирмы выпускают целые наборы с комплектом переходников (адаптеров), позволяющих проводить измерения на автомобилях любых марок и моделей.

Быстро и эффективно измеряют компрессию современные мотор тестеры. Эти приборы фиксируют фактически не давление, а амплитуду пульсации электрического тока, потребляемого стартером во время прокрутки. Ведь чем выше давление в цилиндре, тем больше затраты мощности стартера на вращение коленвала. Тем самым удается одновременно измерить компрессию во всех цилиндрах всего за несколько оборотов, не прибегая к выворачиванию свечей, что особенно важно для многоцилиндровых двигателей.

Недостаток измерения мотор-тестером заключается в том, что получаемые результаты выражаются в относительных единицах, например, в процентах к цилиндру, работающему лучше. Лишь самые дорогие мотортестеры способны измерять абсолютную величину компрессии в каждом цилиндре, но это возможно только на основе большого числа статистических данных по конкретной модели двигателя и их сопоставления с действительным давлением в цилиндре.

Основное правило, которое следует помнить: в большинстве случаев результаты замеров компрессии являются относительными. Это значит, что в первую очередь необходимо опираться на разницу в значениях компрессии у различных цилиндров, а не на саму ее абсолютную величину.

Низкая компрессия в двигателе

Общее падение показаний – не самое страшное. На самом деле низкая компрессия – это, конечно, не совсем хорошо. Свидетельствует о целом ряде проблем, которые может иметь двигатель. Свидетельствует также о том, что степень изношенности определенных деталей на бензиновых двигателях достигла уровня, когда следует уже подумать как минимум о замене сальников и уплотнительных колец поршней. Однако не так страшен случай, когда пропала компрессия в двигателе (значит, где-то что-то пропускает, и это что-то можно заменить новым, те же сальники и кольца, например). Если давление (компрессия) отсутствует на одном цилиндре – это гораздо хуже и затратнее.

Как проверить компрессию без компрессометра?

Если существуют претензии к работе мотора, подозрения на потерю его мощности, а при этом под рукой компрессометра нет, то провести несложную самостоятельную диагностику все равно можно. Точных цифр показаний измерения компрессии вы не получите, но общая картина состояния мотора будет вам видна.

Старый шоферский способ довольно прост.

Следует поочередно вывернуть каждую свечу зажигания, а вместо нее в свечное отверстие вставить банальный бумажный кляп. Именно — бумажный. Делается он из смятой газеты — не из мокрой или промасленной тряпки-ветоши, а именно из сухой газеты.

Когда вы проворачиваете коленчатый вал, бумажный пыж буквально выстреливает вверх из свечного отверстия цилиндра. Причем — с очень громким хлопком, но только в том случае, если с компрессией данного цилиндра все в порядке. Если герметичность нарушена, если прогорели клапаны (или клапан), если залегли поршневые кольца или разрушились перегородки на поршне, то хлопок будет не таким выразительным, или его вовсе не будет. Именно этот цилиндр и нуждается в «лечении». То есть — в ремонте.

Ненормальные показатели

Как вы, наверное могли догадаться – это когда в одном из четырех цилиндров давление значительно отличается от остальных, например в одном – 5,0, а в других 9,5 атм. ДА и двигатель будет работать не стабильно. Бывают ненормальные показатели и в двух и даже в трех-четырех «горшках». Но это уже говорит о том, что ваш двигатель почти умер, и его нужно капиталить!

Так почему же такое бывает — когда в одном давление намного меньше чем в остальных? Причин этому может быть несколько, все из моего опыта, однако практически всегда нужно снимать головку блока:

1) Пробита прокладка. Такое бывает очень часто, когда пробивает прокладку между блоком и головкой блока – просто меняем.

2) Не затянута головка. Это продолжение первой причины – если неправильно затянуть головку, то прокладка также может пропускать давление.

Это самые простые причины, но они самые распространенные – например, такое часто было на моих новых купленных «ВАЗах», в частности на ВАЗ 2114 и у друга на ВАЗ 2110. Так что в первую очередь лезем туда, на новых «нашемарках» – проблема будет именно в этом на 80%. Дальше идут проблемы посложнее.

1) Пропускают уплотнительные кольца. Такое бывает от износа, либо от того что они сломались. Однако если у вас давление упало в одном из цилиндров, то значит, скорее всего — сломаны. Ремонт сложный, нужно разбирать сам блок вытаскивать поршни.

2) Закоксовались кольца. Решил вынести в отдельный пункт – от некачественного моторного масла, кольца могут закоксоваться.

Просто масло подгорает в местах соприкосновения и запечатывает кольца на одном месте – хотя это не правильно, кольца не ходят по своим проточкам, а вытачивается только одна сторона, что приводит к быстрому износу – правда таким образом давление упадет во всех 4 цилиндрах. Потому как масло смазывает все 4 штуки.

3) Износ стенки блока. Такое редко – но бывает, то есть кольцо тут не причем, а страдают именно стенки, о которые они трутся. Скорее всего, это некачественный материал.

4) Перегрев двигателя. При перегреве, теряется герметичность колец и стенок блока, они начинают пропускать как давление, так и моторное масло. Косвенный признак – синий дым из выхлопной трубы при работе.

5) Прогорел – сломался сам поршень. В таких случаях компрессия может упасть просто в «ноль».

Иногда прогорает сам поршень, это может быть как небольшой «прогар» скажет сбоку, а также и очень большой – например, посередине. Также бывает поршень ломается, например от встречи с клапаном при обрыве ремня ГРМ – опять теряем атмосферы.

6) Клапана. Тут очень много причин. Это и неправильная регулировка. И прогар клапана, бывает — горит один, поэтому компрессия будет разниться именно в одном цилиндре. Также его может сломать при обрыве ГРМ.

Это основные причины, по которым значения будут отличаться именно в одном горшке из всех четырех.

Как увеличить мощность?

Увеличивают мощность двигателя за счет степени сжатия топливной смеси. Эта величина показывает отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Представим цилиндр в разрезе. Поршень ходит вверх и вниз. Когда он останавливается в верхней точке, то над ним остается свободное пространство объемом V1, где должно находиться сжатое под высоким давлением топливо и воздух, которые затем подрывается искрой.

Под силой расширяющихся газов поршень движется вниз и совершает работу. Когда он достигает нижней мертвой точки, то открывается второй объем V2, в который вновь впрыскивается смесь и начинается новый цикл сжатия.

Степень сжатия — это отношение V2/V1, то есть таким простым способом рассчитывается, во сколько раз сжимается воздушно-топливная смесь при движении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. Чем больше сжимается топливо, тем выше КПД.

К примеру, если старый 6-цилиндровый 3-литровый мотор со степенью сжатия 5 развивает мощность в 100 л. с., то при степени сжатия 11 он показывает уже 130 л. с. Причем при неизменном расходе горючего.

Как правильно и с помощью чего проверять компрессию?

Основное диагностическое оборудование, с помощью которого измеряется компрессия, называется компрессометром. Имеет вид прибора с обратным клапаном, соединительным шлангом и специальным штуцером. Замеры проводятся следующим образом: при вращении коленвала в шланг нагнетается воздух до того момента, пока не выровняется давление в нём и цилиндре.

При измерении придерживайтесь следующих правил:

1. Запрещено проводить замеры на только что запущенный двигатель. Силовой агрегат должен поработать какое-то время. Затем следует остановить подачу топлива. Это можно сделать путём отключения топливонасоса.
2. Свечи зажигания должны быть выкручены. Обратите внимание, что необходимо провести демонтаж каждого устройства для воспламенения рабочей смеси.
3. Проводить измерения следует при исправном стартере и заряженном аккумуляторе.

Компрессия замеряется 2 способами – с открытой либо закрытой заслонкой дросселя. Каждый из них позволяет найти неисправности. Результаты проверок будут различаться. При закрытой заслонке наблюдается низкий уровень компрессии (около 0,7 МПа). Воздушные утечки сопоставимы по объёму с поступлением воздуха в топливный цилиндр. Поэтому проверка с закрытой дроссельной заслонкой даёт более точные результаты. Компрессия может снизиться даже при небольших утечках.

Тест с заслонкой, находящейся в открытом состоянии, даёт другой результат. Он будет составлять 0,8-0,9 МПа. В итоге наблюдается меньший объём утечек при возросшем поступлении воздуха.

Если сравнивать 2 способа, то проверка компрессии с закрытой заслонкой позволяет находить незначительные дефекты двигателя. Для выявления более серьёзных поломок (прогара клапанов, образования кокса на кольцах и т.д.) лучше воспользоваться вторым методом.

Важно наблюдать за динамикой увеличения давления. Если автовладелец внимателен и сосредоточен, то характер поломки станет легче определить. К примеру, на первом такте наблюдается низкая компрессия (около 0,4 МПа), а при последующих заметно её существенное увеличение. Такие результаты свидетельствуют об износе колец.

О тестерах

Тестер – ещё один инструмент для проведения замеров. Имеет другой принцип работы. В отличие от компрессометра фиксирует изменения пульсации тока, необходимого стартеру во время прокрутки. Благодаря этому прибору упрощается задача для владельцев авто с ДВС, имеющими много цилиндров. Узнать результаты можно за пару-тройку оборотов коленвала. При этом отсутствует необходимость в демонтаже свечей накаливания.

Главный изъян в работе тестеров заключается в отображении результатов в относительных единицах. К примеру, электронный прибор указывает разницу в работе одного цилиндра к другому в процентном отношении. Только самые функциональные и дорогие тестеры измеряют давление и показывают результат для каждого цилиндра.

От чего зависит компрессия

Цилиндр во время тактов сжатия/сгорания представляет собой замкнутую систему, состоящую из:

• поршня;
• поршневых колец;
• стенок цилиндра;
• прокладки головки блока цилиндров (ГБЦ);
• клапанов.

Повреждение любого из элементов, образующих эту замкнутую систему, приводит к снижению давления. Если поршень треснул, прогорел или получил другие повреждения, то выхлопные газы будут утекать, что негативно скажется на мощности и ресурсе мотора.

Чаще всего давление падает из-за изношенных или закоксованных колец.

Износ колец происходит из-за трения о стенки камер сгорания.Превышение температуры двигателя приводит к увеличению размера колец, когда их замок перестает справляться со своими обязанностями, они оставляют царапины на цилиндрах, уничтожая хонинговку. Неправильный состав топливовоздушной смеси, нарушение в работе систем зажигания или выпрыска топлива приводят к тому, что кольца покрывает слоем недогоревших смол, из-за чего они теряют подвижность и замок перестает работать. Кольцо застывает в максимальном размере, ведь замок забит смолой, поэтому не может уменьшиться. Во время пуска в холодном двигателе трение между кольцом и стенками цилиндра слишком велико, что приводит к их повреждению.

Образование нагара и лаковых отложений

Неоптимальный состав топливовоздушной смеси, ошибочно выставленный угол опережения зажигания или впрыска топлива и неправильные фазы газораспределения приводят к тому, что топливовоздушная смесь горит во время прохода через клапаны. Из-за этого притертая поверхность клапанов обгорает, теряет герметичность, что приводит к снижению давления, а затем к дальнейшему увеличению повреждений. При перегреве, долгой езде на малых оборотах и высших передачах, во время резкого старта или долгой работы мотора в режиме мощности, близкой к максимальной, возрастает вероятность прогорания или пробоя прокладки ГБЦ. Если повреждение прокладки соединило цилиндр и масляный или охлаждающий канал, то раскаленные газы попадают в соответствующую систему, резко снижают ресурс антифриза или масла, а охлаждающая жидкость и масло ухудшают сгорание топлива в цилиндрах.

Компрессия и диагностика двигателя

Проверка компрессии двигателя, а также некоторые косвенные признаки позволяют с высокой точностью определить не только повреждение мотора, но и определить, какая причина к этому привела. Замер должен быть произведен на холодном двигателе, для чего потребуется прибор под названием «компрессометр». Этот прибор продают в любом автомагазине.

Если замер показал разницу компрессии в цилиндрах свыше 0,5 атмосферы, требуется замена колец. Если замер показал снижение компрессии во всех цилиндрах на 0,5 атмосферы еще и на фоне падения мощности двигателя, увеличения расхода топлива или сизого дыма из трубы, то проблема в кольцах и маслосъемных колпачках. Если замер показал, что давление заметно ниже, чем должно быть (разница больше 3 атмосфер), а из выхлопной трубы идет сизый или белый дым, то сигнализация о пробитой прокладке ГБЦ.

Если замер показал падение компрессии ниже 6 атмосфер в одном или нескольких (не всех) цилиндрах, возможно проблема в прогоревшем клапане.

Если замер показал нормальную компрессию, а из выхлопной трубы идет темный (от едва заметного сизого до густого черного) дым, а также снижена мощность мотора или вырос расход топлива, проблема в неправильной работе свечей, форсунок или карбюратора. Если при этом падает уровень масла – проблема в повреждении маслосъемных колец или колпачков. Если вы знаете, какая причина привела к снижению компрессии, то сможете обойтись небольшим ремонтом. Если по результатам измерения компрессия во всех цилиндрах одинаковая и ниже, чем должна быть, добавьте в цилиндры 10–15 мл моторного масла. Повышение компрессии говорит о необходимости замены колец.

Восстановить возможно, если не поврежден газораспределительный механизм на ГБЦ. Может возникнуть залегание поршневых колец. В этом случае повысить давление можно без разборки двигателя. Для этого нужно купить жидкость для растворения кокса и на горячем двигателе провести процедуру «раскоксовки». Цена процедуры минимальная, в сравнении с разборкой мотора. Чтобы оценить восстановление жидкостью для удаления кокса с поршневых колец замеряют до и после «раскоксовки». В большинстве случаев такой способ временно восстанавливает мотор.

Существует также способ, заливки масла в цилиндры перед запуском двигателя. Позволяет поднять компрессию исключительно для запуска двигателя, особенно в холодную погоду. Суть метода заключается в принудительном создании масляной пленки на стенках цилиндров, которая кратковременно блокирует утечки газов в картер двигателя.