Эти слова часто слышны в гаражных курилках и ремзонах сервисных станций. Понятиями «компрессия» и «степень сжатия» легко жонглируют водители и инженеры. А всегда ли правильно употребляют эти термины? Что это вообще такое? Чем эти величины могут быть нам с Вами полезны?
Определимся с терминами
Компрессия – это значение максимального давления воздуха в камере сгорания неработающего двигателя, которое развивается в конце такта сжатия. В нынешнее время величина измеряется в Барах (бар), Атмосферах (ат, атм) и Паскалях (Па), а раньше – в килограммах силы на квадратный сантиметр (кг/см2) и фунтах на квадратный дюйм (psi, ksi). Измерение компрессии – очень эффективный способ исследования, а полученное её значение – важный диагностический показатель «здоровья» мотора.
Степень сжатия – сугубо инженерная, расчётная и безразмерная характеристика. Она является частным деления объёма цилиндра, когда поршень находится в нижней мёртвой точке (НМТ), и остаточного объёма цилиндра (в т.ч. и объёма камеры сгорания), когда поршень находится в верхней мёртвой точке (ВМТ). Другими словами, степень сжатия – в какое количество раз сжимается объём газа (включая топливо-воздушную смесь), попавшего в цилиндр двигателя во время рабочего хода поршня.
Компрессия зависит от степени сжатия, но не наоборот. Чем выше степень сжатия, тем выше давление, регистрируемое при измерении. Однако на величину этого давления влияет большое количество внешних факторов, изменяя и анализируя которые, с высокой вероятностью можно обнаружить источник проблем, либо убедиться в его отсутствии.
Значение степени сжатия (СЖ) обычному водителю может лишь очень примерно указать на используемое здесь октановое число бензина. Например:
- СЖ = 5.6 (двигателя ГАЗ-11 грузовика ГАЗ-51) – А-66;
- 5 («Волга» Газ-21) – А70-А72;
- 0 (МЗМА-408 «Москвичей» 403 и 408) – А72-А76;
- 5 (ВАЗ-2101) – АИ-92;
- 0 («атмосферный» двигатель EP6 легковых Mini One, Peugeot 308 и Citroen C4) – АИ-95;
- 0 и выше (Mazda Skyactive и т.п.) – АИ-98.
Если двигатель современной конструкции, то взаимосвязь между этими параметрами может отсутствовать благодаря «продвинутым» технологиям смешения, зажигания и сгорания топлива, как и компьютерному управлению, позволяющему менять настройки в широких пределах. Наличие турбонаддува подразумевает эксплуатацию на бензине с октановым числом не ниже АИ-95-98, а если «92-й» и упомянут в числе разрешённых, то только высококачественный, т.к. контрафактный станет для турбомотора смертельным ядом.
Как проверить компрессию в двигателе
При замерах обычно придерживаются следующего регламента: двигатель должен быть прогрет до рабочей температуры (не всегда), демонтирован воздушный фильтр и/или отсоединен блок дроссельной заслонки (если это возможно), либо дроссельная заслонка обязана быть полностью открытой, при наличии карбюратора – полностью открыта воздушная заслонка, вывернуты свечи зажигания (у дизелей – свечи накаливания) из всех цилиндров. Разумеется, для правильного проведения мероприятия, газораспределительный механизм обязан быть правильно отрегулирован (как минимум: метки находиться на своих местах, «перескоки» отсутствовать, а натяжители и их «башмаки» иметь нормальный износ) стартёр должен быть исправен, а АКБ – полностью заряжена.
Компрессометры – приборы для замера компрессии. Их конструктивное исполнение и дизайн могут сильно отличаться, как и цена – от «косаря» за простейшее изделие мануфактурного производства до сотни тысяч рублей за профессиональный диагностический прибор с множеством дополнительных функций. Но принцип действия у всех – один и тот же.
Обычно у компрессометров имеется наконечник, герметично присоединяемый к свечному отверстию и манометр «с памятью» и обратным клапаном. «Память» манометру нужна для фиксирования («запоминания») максимального давления, развиваемого в течение десятка оборотов коленчатого вала. После присоединения наконечника нужно повернуть ключ зажигания и с помощью стартёра дать мотору сделать около десятка оборотов. На циферблате (или дисплее) прибора мы увидим величину компрессии в данном цилиндре. «Для чистоты эксперимента» замеры необходимо провести 3-5 раз, после чего внести в таблицу среднее арифметическое значение.
А какая компрессия должна быть?
«Цифры показывают, как управляется мир» (Иоганн Вольфганг Гёте)
При измерении компрессии у разных марок и моделей двигателей мы получим разные значения у каждого из них. Это нормально, так как у них, как минимум, будет разная степень сжатия.
В качестве примера приведём несколько нормальных значений компрессии для разных моторов:
- Двигатель МЗМА-408 («Москвич-403-408») – 8.0 бар;
- Двигатель ВАЗ-2101 («Жигули-копейка») – 10.5 бар;
- Двигатель TU3JP (Citroen Berlingo First) – 11.3 бар;
- Двигатель EW10A (Peugeot 407) – 12.8 бар;
- Двигатель EP6C (Mini One) – 13.5 бар.
Эти цифры разрушают одно из опасных предубеждений, давно циркулирующих в водительских кругах, что значение компрессии численно как-то взаимосвязано со степенью сжатия мотора. Как видите – взаимосвязи нет: у одного двигателя со степенью сжатия 7.0 нормальная компрессия от 7.5 до 9.5 бар, а у другого, со СЖ = 11.0, диапазон «здоровой» компрессии от 12.0 до 14.0 бар.
Значение компрессии двигателя в течение его жизни и ресурса – меняется.
У «молодого», только что сошедшего с конвейера движка компрессия может составлять 8.0 – 10.0 бар, когда он «обкатался» и все его детали приработались друг к другу – 12.0 – 14.0 бар, а когда ресурс подходит к концу и на одометре более 200000 км пробега, компрессометр покажет 7.0 — 9.0 бар с тенденцией к дальнейшему снижению давления, что укажет на близкий к критическому износ цилиндро-поршневой группы, сёдел клапанов и их направляющих. Это – нормальные значения при естественном износе двигателя. Но основной задачей измерения компрессии является выявление «болезней» мотора на ранних стадиях.
Главный индикатор «здоровья» двигателя, содержащийся в ряду значений компрессии в каждом из цилиндров — их нахождение в узком диапазоне 2 бар. Иначе говоря: разница более 2 бар между наименьшим и наибольшим значениями компрессии среди цилиндров одного двигателя является критической и однозначно указывает на неисправность!
Также следует «бить тревогу», если, например: в трёх цилиндрах мотора компрессометр показал 12.3 — 12.6 бар, а в четвёртом – 11.5 бар. Такое «рассогласование» значений сигнализирует о наличии какого-то изъяна.
Если давление в конце такта сжатия одного из цилиндров двигателя явно ниже общего ряда значений, для «уточнения диагноза» и «выписки рецепта» воспользуемся знакомым ещё со времён «Побед» и «ЗиСов», простейшим методом: в «подозрительный» цилиндр через отверстие для свечи вливаем примерно 30-50 мл моторного масла, после чего, снова измеряем компрессию.
Если давление явно увеличилось – сигнал о том, что герметичность поршневых колец нарушена.
Если давление не изменилось – велика вероятность трещин в клапанах, прогоревшего поршня, выпавшего клапанного седла, нарушения герметичности прокладки ГБЦ, и т.п.
Компрессия может быть не только ниже, но и выше нормы.
Слишком высокое в одном из цилиндров относительно других давление говорит о повышенном количестве нагара на тарелках клапанов, днище поршня и стенках камеры сгорания. Это может быть следствием изношенных маслосъёмных колпачков и направляющих втулок клапанов, «залегших» поршневых колец и критического износа зеркала цилиндра.
Более глубокими причинами таких повреждений могут являться слишком большие пробеги между ТО, применение неподходящего или поддельного моторного масла, эксплуатация на низкосортном топливе, несвоевременная замена свечей зажигания, неправильно выставленные зазоры, использование дешёвых или контрафактных элементов системы зажигания и фильтров. Компрессия возрастает по причине того, что скопившиеся отложения уменьшают объём камеры сгорания, из-за чего увеличивается степень сжатия, а значит, и давление в конце такта сжатия.
Замер компрессии в двигателе: для профи и любителей
Изделие похожего назначения входит в состав «вооружения» профессиональных компрессометров. Однако дорогие приборы могут позволить себе далеко не все СТОА, а описываемое приспособление может создать даже обычный гаражный автолюбитель.
Конструкция изделия элементарна:
- штуцер резьбовой под шланг около 14 мм или фитинг с подходящей к свечному отверстию резьбой;
- шланг резиновый с внутренним диаметром 14 мм длиной около 3-4 метров;
- вентиль с резиновым корпусом для бескамерных шин легковых автомобилей;
- винтовые хомуты подходящего диаметра;
- электрический насос для накачивания автомобильных шин (чем мощнее и производительнее – тем лучше).
В одном из старых журналов «За рулём» для похожего изделия предлагалось взять металлический корпус вышедшей из строя свечи зажигания с извлечённым изолятором центрального электрода, и приварить (или припаять) к нему нужного диаметра стальную трубку, превратив в штуцер.
Приспособление собирается следующим образом … Штуцер (фитинг) присоединяется к шлангу и соединение фиксируется хомутом. От резинового корпуса вентиля острым ножом отрезается грибовидная «шляпка». Получившийся штуцер диаметром около 15 мм вставляется в противоположную часть шланга и соединение фиксируется хомутом. Штуцер герметично вкручивается в свечное отверстие ГБЦ исследуемого цилиндра. Вентиль присоединяется к насосу. Приспособление готово к работе.
Как это работает (после измерения компрессии) … Поршень исследуемого цилиндра устанавливается в положение, соответствующее моменту зажигания, когда все клапаны закрыты. Отворачивается пробка расширительного бачка системы охлаждения и вынимается масляный щуп. Если двигатель не имеет масляного щупа, то отвинчивается крышка маслозаливной горловины. Включается электрический насос. Если такового под рукой не оказалось, можно воспользоваться ножным шинным насосом и прибегнуть к услугам помощника. Воздух начинает нагнетаться в цилиндр двигателя. После этого на слух определяется источник утечек давления из камеры сгорания:
- Если шипение нагнетаемого воздуха исходит из выхлопной трубы, то вероятная проблема – негерметичность, трещина или прогар выпускного клапана;
- Если свист воздуха раздаётся из впускного коллектора, проблемы имеют впускные клапаны;
- Если воздух выходит из патрубка масляного щупа, что можно проверить мыльной водой или воздушным шариком – от негерметичности поршневых колец до прогоревшего поршня;
- Если в расширительном бачке видна «газировка» (выделение пузырьков), а при накрытии горловины ладонью ощущается давление воздуха изнутри – воздух поступает в рубашку охлаждения двигателя через прогоревшую прокладку ГБЦ.
Предложенное приспособление и проверка двигателя с его помощью помогают с большой долей точности выявить характер неисправности, не прибегая к «располовиниванию» двигателя.
В качестве эпилога к рассказу о компрессии, хочется заострить Ваше внимание на большой пользе этой характеристики: получив её значение, появляется отличная возможность продиагностировать двигатель без использования дорогого высокотехнологичного оборудования и сложной деликатной разборки мотора. Периодическое измерение компрессии на СТОА или своими силами, очень полезно не только в плане обеспечения долгой безбедной жизни двигателя и всего автомобиля, но и для экономии финансовых средств владельца, и самого главного – его нервов.
