Диагностика двигателя... Всякий раз, когда произносится эта фраза, лица профессионалов авторемонта приобретают выражение многозначительной таинственности. Бледный вид и бегающие глаза автовладельцев говорят о пробуждении совсем иных чувств: растерянности и беспомощности, имевших в своей основе недостаток информации и знаний о предмете. Сорвем же покров неизвестности и прольем свет на данную тему.

Признаки снижения компрессии
  • затрудненный пуск двигателя
  • неустойчивая работа на всех режимах
  • не работают один или несколько цилиндров
  • хлопки во впускной или выпускной тракт
  • увеличение расхода топлива
  • повышение давления в патрубках системы охлаждения

     

Причины, приводящие к изменению компрессии
  • неправильная регулировка клапанов, повреждение гидрокомпенсаторов тепловых зазоров
  • износ направляющих втулок, деформация стержня клапана
  • прогорание клапана
  • сквозная трещина в головке блока цилиндров
  • коробление посадочной поверхности головки блока
  • прогораниепрокладки головки блока
  • износ стенок цилиндра и компрессионных колец
  • закоксовывание или разрушение поршневых колец
  • сквозное прогорание или частичное разрушение поршня
  • нагар на стенках камеры сгорания и днище поршня

1 - утечки через детали ГРМ (прослушиваются в районе впускного и выпускного коллекторов и маслозаливной горловины); 2 - утечки по плоскости разъема головки и блока цилиндров (вызывают бурление охлаждающей жидкости); 3 - утечки через детали ЦПГ (прослушиваются в районе трубки масляного щупа и пробки для слива масла)

Очевидный недостаток неинструментальной диагностики заключается в том, что чаще всего она позволяет получить лишь общую, поверхностную картину. Ремонтировать двигатель нужно не в общем, а вполне конкретно. Уточнить причину неисправностей без применения диагностических приборов очень сложно. В ряде случаев заменить их может лишь большой практический опыт и интуиция. Мы предлагаем сделать ставку не на них, а на современную измерительную технику, которая вкупе со знаниями позволяет буквально творить чудеса. 

 

 

Для начала

 

 

 

Двигатель автомобиля представляет собой совокупность большого числа механизмов и систем. Что бы заставило ожить груду хитроумного железа, если бы не было системы питания, искрообразования, электронного управления и других? Работоспособность двигателя зависит от их исправного и слаженного взаимодействия. Поэтому при диагностировании обычно проверяют как выходные характеристики двигателя в целом, так и основные параметры каждой из систем, что и называют комплексной диагностикой. Тема эта настолько обширна, что одолеть ее одним махом невозможно. Начнем, как принято, от печки, то есть с самого двигателя. Опуская подробности, скажем, что он состоит из кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и цилиндро-поршневой группы (ЦПГ), объединенных в единый блок, имеющий, помимо прочего, "голову" с размещенным в ней газораспределительным механизмом (ГРМ). "Здоровье" этого "двигательного железа" должно интересовать нас прежде всего. Естественный износ или выход из строя деталей этих механизмов, как правило, приводят к необходимости ремонта двигателя. Существуют два параметра, измерение и анализ которых позволяют судить о состоянии двигателя. Это величина компрессии в цилиндрах и давление масла в системе смазки. Надеемся, что все нижесказанное будет являться тому доказательством.

Компрессия... Как много в этом звуке...

Те, кто имел какое-либо отношение к авторемонту, наверняка знают, что нет более заезженного и при этом беспроигрышного "прикола", чем озадачить молодого ученика поиском разводной киянки или ведра с компрессией, без которых двигатель решительно не желает заводиться. Мы не будем уподобляться шутникам. Изучив массу технической литературы, мы со всей ответственностью заявляем, что компрессия - это не чудодейственный эликсир, пригодный для транспортирования в ведре, а физическая величина, представляющая собой давление, создаваемое в цилиндре двигателя в конце такта сжатия, когда поршень находится в верхней мертвой точке. Чтобы двигатель работал исправно, не доставляя хлопот автовладельцу ни при запуске, ни при движении автомобиля на всех режимах, экономно расходуя топливо, топливную смесь необходимо сжимать перед воспламенением до определенного давления. Напомним, почему это так. Во-первых, при сжатии увеличивается плотность топливного "заряда". Молекулы горючего (бензина) и окислителя (воздуха), которым предстоит участвовать в реакции горения, сближаются. Во-вторых, термодинамические особенности процесса сжатия таковы, что температура топливной смеси возрастает до 400-500°С. Это приводит к тому, что еще до наступления момента искрообразования в топливном заряде начинают протекать так называемые предпламенные окислительные реакции, что облегчает процесс воспламенения, а горение смеси становится максимально стабильным и эффективным. Если смесь недостаточно сжата и разогрета, сделайте вывод сами. Следует отметить, что в технике так же, как и в жизни вообще, вредны излишество и чрезмерность. Так, увеличение компрессии и связанное с этим повышение температуры топливного заряда выше расчетного уровня может привести к детонационному, взрывному сгоранию топлива, перегреву и даже разрушению двигателя. Все сказанное имеет отношение к бензиновым двигателям. Компрессия играет не менее важную роль и в нелегкой судьбе дизелей. Стоит лишь вспомнить особенности рабочего цикла дизеля, в цилиндре которого сжимается чистый воздух. Впрыскиваемое в камеру сгорания дизельное топливо воспламеняется от контакта с воздухом, разогретым при сжатии до температуры 500-600°С. Если компрессия недостаточна - температура воздуха не достигнет температуры воспламенения дизельного топлива и все содержимое камеры сгорания без пользы "вылетит в трубу". Надеемся, теперь понятно, почему соответствие компрессии некоторому нормативному значению весьма важно для нормального функционирования двигателя. Именно поэтому в "Руководстве по техническому обслуживанию автомобиля", как правило, указывается величина компрессии, имеющая определенное значение для данного двигателя. Помимо эксплуатационного значения приводятся также величины допустимых предельных отклонений, так как, к великому сожалению, с течением времени наблюдаются как прогнозируемые, так и совершенно неожиданные изменения компрессии (как правило, в меньшую сторону). О падении компрессии свидетельствуют проблемы при пуске двигателя, неровная работа, ухудшение динамических характеристик автомобиля, увеличение расхода топлива. Самое время поговорить о том,

Куда девается компрессия?

Чтобы ответить на этот вопрос, предлагаем воспользоваться элементарной логикой. Как известно, степень сжатия является постоянной величиной для данного типа двигателя. Это означает, что поршень всякий раз всасывает в цилиндр двигателя одинаковый объем топливной смеси и, двигаясь к верхней мертвой точке, уменьшает его (сжимая содержимое цилиндра), в неизменное количество раз. В чем же причина того, что в результате сжатия не создается требуемого давления? Логично предположить, что так или иначе нарушается герметичность объема, в котором происходит сжатие, и процесс сопровождается утечками сжимаемого вещества. Это приводит к уменьшению первоначального количества смеси, падению ее давления и температуры перед воспламенением. Те же соображения справедливы в случае сжатия воздуха в цилиндре дизеля. Если припомнить, как устроены внутренности автомобильного двигателя, можно сообразить, каковы возможные пути утечки сжимаемого в цилиндре газообразного вещества (они наглядно показаны на рисунке). Видно, что сжимаемая смесь (или воздух) могут выходить из надпоршневого пространства по трем основным направлениям: - через детали ГРМ (впускные и выпускные клапаны); - по плоскости разъема блока цилиндров и головки блока, уплотняемой прокладкой; - через детали ЦПГ и места их сопряжения. Реже встречаются случаи, когда падение компрессии происходит из-за образования сквозных трещин в блоке цилиндров и головке блока. Причиной появления трещин являются термические напряжения, возникающие при перегреве. Попытка устранить его доливом холодного тосола в систему охлаждения "закипевшего двигателя" усугубляет ситуацию. Следует различать естественное уменьшение компрессии в результате износа деталей и механизмов двигателя при его длительной эксплуатации и изменения компрессии, вызванные аварийными ситуациями. В первом случае, как правило, происходит постепенное равномерное снижение компрессии во всех цилиндрах двигателя. Когда она уменьшается до нижнего допустимого уровня, приходит время задуматься о переборке двигателя. Более коварно неожиданное падение компрессии в одном или двух цилиндрах, что обычно свидетельствует о повреждении таких деталей двигателя, как клапана, прокладки головки блока, поршней, компрессионных колец. В этом случае ремонт нужно проводить незамедлительно. Поэтому чаще всего, когда речь идет о предельных отклонениях величины компрессии, в "Руководстве по ремонту" приводятся данные о неравномерности этого параметра по цилиндрам двигателя. Практика показывает, что предпосылок для уменьшения компрессии ниже допустимого уровня существует великое множество, но их уточнение или анализ причин возникновения не является предметом небольшой статьи. Поэтому мы приводим далеко не полный перечень наиболее распространенных. Тот факт, что по величине компрессии в цилиндре можно судить о техническом состоянии стольких деталей и механизмов двигателя, говорит, об ее исключительной важности как диагностического параметра. А если это так, то нужно уметь измерять компрессию и правильно интерпретировать результаты измерений.

 

ВМТ - верхняя мертвая точка; НМТ - нижняя мертвая точка; S - ход поршня; Vn - полный объем цилиндра; Vc - объем камеры сгорания; СС - степень сжатия
Геометрия и жизнь
Частенько даже бывалые специалисты путают такие понятия, как компрессия и степень сжатия, в то время как разница между ними изрядная (приблизительно, как между дедушкой и бабушкой). Внесем ясность. Компрессия - это физическая величина, имеющая размерность давления и измеряемая, соответственно, в Атм(осферах), Бар(ах), МПа(скалях) и так далее. В отличие от компрессии, степень сжатия - величина относительная, не имеющая ровным счетом никакой единицы измерения. Относительность степени сжатия проистекает из того, что она представляет собой отношение двух объемов - полного объема цилиндра (Vn) и объема камеры сгорания (Vc) - и показывает, во сколько раз уменьшается объем смеси или воздуха, находящихся в цилиндре, при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней. Поэтому желающие с полным основанием могут измерять степень сжатия в Раз(ах), хотя, строго говоря, измерять ее нет нужды. Это параметр конструктивный, раз и навсегда присущий данному типу двигателя и не изменяющийся в процессе эксплуатации. Если бы то же самое можно было сказать о компрессии! В технических характеристиках двигателя чаще всего указывают именно степень сжатия, которая отражает совершенство конструкции, степень форсированности, способность работать на современных, высокооктановых сортах топлива. Степень сжатия и компрессия связаны между собой. Из общих соображений понятно, что чем выше степень сжатия, тем больше должно быть давление, в результате этого сжатия создаваемое. Все было бы так просто, если бы не существовало таких факторов, как нагрев смеси и ее утечка из сжимаемого объема, что не позволяет сделать вывод о прямой зависимости этих параметров. Для грубой оценки величины компрессии (если такие данные вам отыскать не удалось) можно воспользоваться следующим, не совсем корректным методом. В этом случае нужно умножить значение степени сжатия на коэффициент, равный 1,3. Полученная цифра будет приблизительно равна нормальной для данного двигателя компрессии, выраженной в Атм или Бар. Иного применения в авторемонтной практике параметр "степень сжатия" на имеет. А вот компрессия - наоборот.

Нажми на кнопку - получишь результат

Чтобы ответить на принципиальный вопрос - есть компрессия или ее нет вовсе, не обязательно тратиться на приобретение приборов. Для этого можно использовать такие диагностические средства, как пробка от бутылки или собственный мозолистый палец. Если же вы захотите точно определить, до какого давления сжимается топливная смесь в цилиндре, вам не обойтись без компрессометра, компрессографа или мотор-тестера. Компрессометр представляет собой манометрическую головку, соединенную гибким шлангом с переходником или быстросъемным наконечником-адаптером для плотной стыковки с полостью камеры сгорания. Манометр снабжают обратным клапаном и клапаном сброса давления. Различают приборы для замера компрессии в бензиновых и дизельных двигателях. Они отличаются, во-первых, диапазоном измерений. Первые рассчитаны на измерение давления до 20 Атм, вторые - до 70 Атм. Во-вторых - способом соединения с полостью камеры сгорания. Компрессия в бензиновых двигателях измеряется через свечное отверстие, а в дизелях - через отверстие для форсунки или свечи предпускового подогрева (накаливания). Соответственно, в комплект бензиновых приборов входят адаптеры для подсоединения к свечным отверстиям, а дизельные комплектуются имитаторами форсунок и свечей накаливания. Для того чтобы сделать эти приборы универсальными, они снабжаются несколькими адаптерами разных типоразмеров для выполнения измерений в различных типах двигателей. Некоторые изготовители компрессометров предусматривают и то, что при отворачивании свечей зажигания велика вероятность повреждения резьбы свечного отверстия. Для исправления резьбы в набор входят метчики с наиболее распространенными размерами. Компрессографы рекомендуется использовать в тех случаях, когда по роду работы приходится часто выполнять замеры компрессии. Они отличаются от компрессометров тем, что результаты измерений фиксируются автоматически в графической форме на карточке, вставляемой в прибор. Относительное изменение компрессии по цилиндрам двигателя можно измерить мотор-тестером. Принцип измерения основан на осциллографировании тока, потребляемого стартером при проворачивании им коленчатого вала двигателя. Ток стартера тем больше, чем выше компрессия в цилиндре. Сравнение максимального тока стартера в момент, когда поршни в разных цилиндрах находятся в верхней мертвой точке, позволяет определить относительный уровень компрессии для каждого цилиндра. В большинстве случаев этого достаточно для выявления серьезных неполадок в двигателе.

А что дальше?

Чтобы грамотно организовать и выполнить предстоящий ремонт, недостаточно зафиксировать факт снижения компрессии. Как говорилось выше, причин, приводящих к этому, чрезвычайно много. Полезно уже на этапе диагностирования определить, из-за чего упало давление сжатия, то есть локализовать неисправность. При этом можно воспользоваться следующими соображениями. Если обнаружено равномерное уменьшение компрессии во всех цилиндрах, это говорит об износе ЦПГ или о неправильной регулировке клапанов. Для проверки можно залить в каждый из цилиндров небольшое количество (до 10 г) моторного масла. Здесь самое главное - не переборщить, особенно - при небольшом объеме камеры сгорания, что характерно для двигателей малого объема и дизелей. Избыток масла может привести к гидравлическому удару при прокручивании двигателя стартером. Если после этого компрессия временно восстановилась, виновница - ЦПГ. Чтобы исключить фактор зарегулированности клапанов, можно либо проверить их регулировку, либо временно "распустить" их, то есть увеличить тепловые зазоры. Безусловно, если отсутствуют гидравлические компенсаторы. Если компрессия исчезла в одном или двух цилиндрах, скорее всего произошла механическая поломка деталей, обеспечивающих герметичность камеры сгорания. Работа двигателя, сопровождающаяся хлопками во впускную и выхлопную системы, свидетельствует о повреждении клапанов. Если не работают два соседних цилиндра, часто это указывает на то, что между ними пробита прокладка головки блока. Повреждение прокладки может носить иной характер. При прогорании может соединяться объем камеры сгорания и канал системы охлаждения. При этом наблюдается перегрев двигателя, повышение давления в патрубках системы охлаждения, густой выхлоп белого цвета. Свеча зажигания в этом случае выглядит девственно чистой, так как тосол, попадающий в камеру сгорания, хорошо смывает нагар. Все вышесказанное - для любителей ребусов. Тем, кому при диагностировании механического состояния двигателя недосуг заниматься разгадыванием загадок, можно порекомендовать воспользоваться специально разработанным тестером для проверки степени герметичности цилиндра и определения направления утечек. Прибор работает следующим образом. Из прогретого до рабочей температуры двигателя выворачивают свечи и, подсоединив к испытуемому цилиндру магистраль тестера, выводят поршень в положение ВМТ. Подсоединяют тестер к магистрали сжатого воздуха. Прибор позволяет точно регулировать и измерять давление подаваемого в цилиндр воздуха. Одновременно с этим измеряется давление, создаваемое в самом цилиндре. По разности измеряемых величин делается вывод о степени герметичности цилиндра. Если результаты замера неутешительные, приступают к определению путей утечек давления. Для этого снимают воздушный фильтр, крышки маслозаливной горловины и расширительного бачка системы охлаждения, вынимают щуп контроля уровня масла. После этого подают в цилиндр сжатый воздух и, прослушивая двигатель в разных местах, по звуку истекающего воздуха определяют характер неисправности. Однако окончательный и абсолютно точный диагноз заболевания может быть поставлен только при вскрытии. В следующий раз мы поговорим о том, что может поведать о состоянии двигателя такой параметр, как давление масла.

 

 

Сейчас мы ее замерим, сейчас мы ее сравним
Для получения достоверных результатов процедуру измерения компрессии рекомендуется проводить следующим образом.Перед проведением измерений прогреть двигатель до рабочей температуры (температура охлаждающей жидкости около 80°С).Аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена. Рекомендуется проверить состояние воздушного фильтра. Если он сильно загрязнен, необходимо его заменить. Допускается временно отстыковать магистраль подачи воздуха от впускного коллектора.Отключить систему зажигания, для чего отстыковзть от прерывателя провод подачи низкого напряжения на катушку зажигания. Для двигателей с распределителем зажигания снять с катушки центральный высоковольтный провод и соединить его с "массой" автомобиля.Предотвратить подачу топлива. В двигателях с механическим бензонасосом отстыковать от него подающую топливную магистраль и заглушить. Если бензонасос электрический - обесточить реле бензонасоса.Очистив свечные ниши и сняв наконечники проводов, вывернуть все свечи зажигания.Установить рычаг переключения коробки передач в нейтральное положение к затянуть стояночный тормоз. В автомобилях с автоматической трансмиссией установить рычаг селектора в положение "Р".Несколько раз провернуть двигатель стартером для удаления из цилиндров остатков нагара и копоти.Подсоединить компрессометр к первому цилиндру. Помощнику следует при полностью выжатой педали газа провернуть двигатель стартером в течение 4-5 секунд, пока не установится максимальное показание на приборе, которое следует зафиксировать. Выжимать педаль газа необходимо для того, чтобы полностью открыть дроссельную заслонку, что уменьшает сопротивление впускного тракта.Поочередно проверить компрессию в остальных цилиндрах двигателя.Вернуть все в первоначальное положение.Таков порядок измерения компрессии в бензиновых двигателях. Аналогичная процедура для дизелей имеет свои особенности.Для отключения подачи топлива в дизельных двигателях нужно либо отжать вниз рычаг отсечки, расположенный на насосе высокого давления, либо обесточить электромагнитный клапан прекращения подачи топлива, расположенный на топливной магистрали.Подключение компрессометра к камере сгорания осуществляется через отверстия для вворачивания форсунок или свечей накаливания (в зависимости от удобства доступа или рекомендаций "Руководства по ремонту..."). Не забудьте о том, что необходимо использовать дизельный компрессометр с увеличенным пределом измерения.Для большинства дизелей нет необходимости выжимать педаль газа, поскольку дроссельная заслонка, как таковая, отсутствует. Исключение составляют двигатели, снабженные клапаном во впускном трубопроводе для создания разрежения, используемого для работы вакуумного усилителя тормозов и вакуумного регулятора.Если вы получили ответы на все вопросы, смело приступайте к работе.Если же у вас остались "белые пятна", можете принять участие в эксперименте по измерению компрессии.Совершенно случайно нам "подвернулся под руку" Mercedes 190 с четырехцилиндровым двигателем объемом 2,0 л, 1986 года выпуска. На одометре - 180000 км. Впрочем, претензий к автомобилю со стороны владельца не было и отдал он нам машину на растерзание скорее из любопытства.Замер компрессии был проведен в четком соответствии с рекомендациями. Результаты измерений несколько удивили, причем, обладателя автомобиля - приятно, нас - не очень (конечно, не потому, что мы желали неприятностей хозяину машины, а потому, что эти результаты не давали никаких оснований для теоретизирования). Несмотря на почтенный возраст, во всех цилиндрах был зафиксирован одинаковый результат -11,3 Бар при норме 8,5-12 Бар. Вот оно, знаменитое немецкое качество! Пока мы восхищенно цокали языками, хозяин "мерина" между прочим обронил, что машина всего два месяца, как прибыла из Швеции. Как говорится в таких случаях - предупреждать надо! В Швеции-то, оно понятно, все в порядке!1. Прогрели двигатель. Состояние воздушного фильтра казалось сомнительным, поэтому полностью сняли магистраль подачи воздуха вместе с фильтром. После этого отстыковали разъем низковольтной цепи питания катушки зажигания2. Двигатель автомобиля оснащен механическим бензонасосом. Для предотвращения подачи топлива сняли и заглушили подающий топливный патрубок3. Очистили свечные ниши и аккуратно вывернули все свечи зажигания. Это необходимо для того, чтобы "облегчить жизнь" стартера и увеличить частоту вращения коленчатого вала до необходимого уровня4. Оснастив измерительный патрубок компрессометра подходящей быстросъемной насадкой, приладили ее к свечному отверстию и, сжав рычажки на патрубке, надежно загерметизировали соединение. Поочередно замерили компрессию во всех цилиндрах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диагностика двигателя... Всякий раз, когда произносится эта фраза, лица профессионалов авторемонта приобретают выражение многозначительной таинственности. Бледный вид и бегающие глаза автовладельцев говорят о пробуждении совсем иных чувств: растерянности и беспомощности, имевших в своей основе недостаток информации и знаний о предмете. Сорвем же покров неизвестности и прольем свет на данную тему.

Признаки снижения компрессии
  • затрудненный пуск двигателя
  • неустойчивая работа на всех режимах
  • не работают один или несколько цилиндров
  • хлопки во впускной или выпускной тракт
  • увеличение расхода топлива
  • повышение давления в патрубках системы охлаждения

     

Причины, приводящие к изменению компрессии
  • неправильная регулировка клапанов, повреждение гидрокомпенсаторов тепловых зазоров
  • износ направляющих втулок, деформация стержня клапана
  • прогорание клапана
  • сквозная трещина в головке блока цилиндров
  • коробление посадочной поверхности головки блока
  • прогораниепрокладки головки блока
  • износ стенок цилиндра и компрессионных колец
  • закоксовывание или разрушение поршневых колец
  • сквозное прогорание или частичное разрушение поршня
  • нагар на стенках камеры сгорания и днище поршня

1 - утечки через детали ГРМ (прослушиваются в районе впускного и выпускного коллекторов и маслозаливной горловины); 2 - утечки по плоскости разъема головки и блока цилиндров (вызывают бурление охлаждающей жидкости); 3 - утечки через детали ЦПГ (прослушиваются в районе трубки масляного щупа и пробки для слива масла)

Очевидный недостаток неинструментальной диагностики заключается в том, что чаще всего она позволяет получить лишь общую, поверхностную картину. Ремонтировать двигатель нужно не в общем, а вполне конкретно. Уточнить причину неисправностей без применения диагностических приборов очень сложно. В ряде случаев заменить их может лишь большой практический опыт и интуиция. Мы предлагаем сделать ставку не на них, а на современную измерительную технику, которая вкупе со знаниями позволяет буквально творить чудеса. 

 

 

Для начала

 

 

 

Двигатель автомобиля представляет собой совокупность большого числа механизмов и систем. Что бы заставило ожить груду хитроумного железа, если бы не было системы питания, искрообразования, электронного управления и других? Работоспособность двигателя зависит от их исправного и слаженного взаимодействия. Поэтому при диагностировании обычно проверяют как выходные характеристики двигателя в целом, так и основные параметры каждой из систем, что и называют комплексной диагностикой. Тема эта настолько обширна, что одолеть ее одним махом невозможно. Начнем, как принято, от печки, то есть с самого двигателя. Опуская подробности, скажем, что он состоит из кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и цилиндро-поршневой группы (ЦПГ), объединенных в единый блок, имеющий, помимо прочего, "голову" с размещенным в ней газораспределительным механизмом (ГРМ). "Здоровье" этого "двигательного железа" должно интересовать нас прежде всего. Естественный износ или выход из строя деталей этих механизмов, как правило, приводят к необходимости ремонта двигателя. Существуют два параметра, измерение и анализ которых позволяют судить о состоянии двигателя. Это величина компрессии в цилиндрах и давление масла в системе смазки. Надеемся, что все нижесказанное будет являться тому доказательством.

Компрессия... Как много в этом звуке...

Те, кто имел какое-либо отношение к авторемонту, наверняка знают, что нет более заезженного и при этом беспроигрышного "прикола", чем озадачить молодого ученика поиском разводной киянки или ведра с компрессией, без которых двигатель решительно не желает заводиться. Мы не будем уподобляться шутникам. Изучив массу технической литературы, мы со всей ответственностью заявляем, что компрессия - это не чудодейственный эликсир, пригодный для транспортирования в ведре, а физическая величина, представляющая собой давление, создаваемое в цилиндре двигателя в конце такта сжатия, когда поршень находится в верхней мертвой точке. Чтобы двигатель работал исправно, не доставляя хлопот автовладельцу ни при запуске, ни при движении автомобиля на всех режимах, экономно расходуя топливо, топливную смесь необходимо сжимать перед воспламенением до определенного давления. Напомним, почему это так. Во-первых, при сжатии увеличивается плотность топливного "заряда". Молекулы горючего (бензина) и окислителя (воздуха), которым предстоит участвовать в реакции горения, сближаются. Во-вторых, термодинамические особенности процесса сжатия таковы, что температура топливной смеси возрастает до 400-500°С. Это приводит к тому, что еще до наступления момента искрообразования в топливном заряде начинают протекать так называемые предпламенные окислительные реакции, что облегчает процесс воспламенения, а горение смеси становится максимально стабильным и эффективным. Если смесь недостаточно сжата и разогрета, сделайте вывод сами. Следует отметить, что в технике так же, как и в жизни вообще, вредны излишество и чрезмерность. Так, увеличение компрессии и связанное с этим повышение температуры топливного заряда выше расчетного уровня может привести к детонационному, взрывному сгоранию топлива, перегреву и даже разрушению двигателя. Все сказанное имеет отношение к бензиновым двигателям. Компрессия играет не менее важную роль и в нелегкой судьбе дизелей. Стоит лишь вспомнить особенности рабочего цикла дизеля, в цилиндре которого сжимается чистый воздух. Впрыскиваемое в камеру сгорания дизельное топливо воспламеняется от контакта с воздухом, разогретым при сжатии до температуры 500-600°С. Если компрессия недостаточна - температура воздуха не достигнет температуры воспламенения дизельного топлива и все содержимое камеры сгорания без пользы "вылетит в трубу". Надеемся, теперь понятно, почему соответствие компрессии некоторому нормативному значению весьма важно для нормального функционирования двигателя. Именно поэтому в "Руководстве по техническому обслуживанию автомобиля", как правило, указывается величина компрессии, имеющая определенное значение для данного двигателя. Помимо эксплуатационного значения приводятся также величины допустимых предельных отклонений, так как, к великому сожалению, с течением времени наблюдаются как прогнозируемые, так и совершенно неожиданные изменения компрессии (как правило, в меньшую сторону). О падении компрессии свидетельствуют проблемы при пуске двигателя, неровная работа, ухудшение динамических характеристик автомобиля, увеличение расхода топлива. Самое время поговорить о том,

Куда девается компрессия?

Чтобы ответить на этот вопрос, предлагаем воспользоваться элементарной логикой. Как известно, степень сжатия является постоянной величиной для данного типа двигателя. Это означает, что поршень всякий раз всасывает в цилиндр двигателя одинаковый объем топливной смеси и, двигаясь к верхней мертвой точке, уменьшает его (сжимая содержимое цилиндра), в неизменное количество раз. В чем же причина того, что в результате сжатия не создается требуемого давления? Логично предположить, что так или иначе нарушается герметичность объема, в котором происходит сжатие, и процесс сопровождается утечками сжимаемого вещества. Это приводит к уменьшению первоначального количества смеси, падению ее давления и температуры перед воспламенением. Те же соображения справедливы в случае сжатия воздуха в цилиндре дизеля. Если припомнить, как устроены внутренности автомобильного двигателя, можно сообразить, каковы возможные пути утечки сжимаемого в цилиндре газообразного вещества (они наглядно показаны на рисунке). Видно, что сжимаемая смесь (или воздух) могут выходить из надпоршневого пространства по трем основным направлениям: - через детали ГРМ (впускные и выпускные клапаны); - по плоскости разъема блока цилиндров и головки блока, уплотняемой прокладкой; - через детали ЦПГ и места их сопряжения. Реже встречаются случаи, когда падение компрессии происходит из-за образования сквозных трещин в блоке цилиндров и головке блока. Причиной появления трещин являются термические напряжения, возникающие при перегреве. Попытка устранить его доливом холодного тосола в систему охлаждения "закипевшего двигателя" усугубляет ситуацию. Следует различать естественное уменьшение компрессии в результате износа деталей и механизмов двигателя при его длительной эксплуатации и изменения компрессии, вызванные аварийными ситуациями. В первом случае, как правило, происходит постепенное равномерное снижение компрессии во всех цилиндрах двигателя. Когда она уменьшается до нижнего допустимого уровня, приходит время задуматься о переборке двигателя. Более коварно неожиданное падение компрессии в одном или двух цилиндрах, что обычно свидетельствует о повреждении таких деталей двигателя, как клапана, прокладки головки блока, поршней, компрессионных колец. В этом случае ремонт нужно проводить незамедлительно. Поэтому чаще всего, когда речь идет о предельных отклонениях величины компрессии, в "Руководстве по ремонту" приводятся данные о неравномерности этого параметра по цилиндрам двигателя. Практика показывает, что предпосылок для уменьшения компрессии ниже допустимого уровня существует великое множество, но их уточнение или анализ причин возникновения не является предметом небольшой статьи. Поэтому мы приводим далеко не полный перечень наиболее распространенных. Тот факт, что по величине компрессии в цилиндре можно судить о техническом состоянии стольких деталей и механизмов двигателя, говорит, об ее исключительной важности как диагностического параметра. А если это так, то нужно уметь измерять компрессию и правильно интерпретировать результаты измерений.

 

ВМТ - верхняя мертвая точка; НМТ - нижняя мертвая точка; S - ход поршня; Vn - полный объем цилиндра; Vc - объем камеры сгорания; СС - степень сжатия
Геометрия и жизнь
Частенько даже бывалые специалисты путают такие понятия, как компрессия и степень сжатия, в то время как разница между ними изрядная (приблизительно, как между дедушкой и бабушкой). Внесем ясность. Компрессия - это физическая величина, имеющая размерность давления и измеряемая, соответственно, в Атм(осферах), Бар(ах), МПа(скалях) и так далее. В отличие от компрессии, степень сжатия - величина относительная, не имеющая ровным счетом никакой единицы измерения. Относительность степени сжатия проистекает из того, что она представляет собой отношение двух объемов - полного объема цилиндра (Vn) и объема камеры сгорания (Vc) - и показывает, во сколько раз уменьшается объем смеси или воздуха, находящихся в цилиндре, при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней. Поэтому желающие с полным основанием могут измерять степень сжатия в Раз(ах), хотя, строго говоря, измерять ее нет нужды. Это параметр конструктивный, раз и навсегда присущий данному типу двигателя и не изменяющийся в процессе эксплуатации. Если бы то же самое можно было сказать о компрессии! В технических характеристиках двигателя чаще всего указывают именно степень сжатия, которая отражает совершенство конструкции, степень форсированности, способность работать на современных, высокооктановых сортах топлива. Степень сжатия и компрессия связаны между собой. Из общих соображений понятно, что чем выше степень сжатия, тем больше должно быть давление, в результате этого сжатия создаваемое. Все было бы так просто, если бы не существовало таких факторов, как нагрев смеси и ее утечка из сжимаемого объема, что не позволяет сделать вывод о прямой зависимости этих параметров. Для грубой оценки величины компрессии (если такие данные вам отыскать не удалось) можно воспользоваться следующим, не совсем корректным методом. В этом случае нужно умножить значение степени сжатия на коэффициент, равный 1,3. Полученная цифра будет приблизительно равна нормальной для данного двигателя компрессии, выраженной в Атм или Бар. Иного применения в авторемонтной практике параметр "степень сжатия" на имеет. А вот компрессия - наоборот.

Нажми на кнопку - получишь результат

Чтобы ответить на принципиальный вопрос - есть компрессия или ее нет вовсе, не обязательно тратиться на приобретение приборов. Для этого можно использовать такие диагностические средства, как пробка от бутылки или собственный мозолистый палец. Если же вы захотите точно определить, до какого давления сжимается топливная смесь в цилиндре, вам не обойтись без компрессометра, компрессографа или мотор-тестера. Компрессометр представляет собой манометрическую головку, соединенную гибким шлангом с переходником или быстросъемным наконечником-адаптером для плотной стыковки с полостью камеры сгорания. Манометр снабжают обратным клапаном и клапаном сброса давления. Различают приборы для замера компрессии в бензиновых и дизельных двигателях. Они отличаются, во-первых, диапазоном измерений. Первые рассчитаны на измерение давления до 20 Атм, вторые - до 70 Атм. Во-вторых - способом соединения с полостью камеры сгорания. Компрессия в бензиновых двигателях измеряется через свечное отверстие, а в дизелях - через отверстие для форсунки или свечи предпускового подогрева (накаливания). Соответственно, в комплект бензиновых приборов входят адаптеры для подсоединения к свечным отверстиям, а дизельные комплектуются имитаторами форсунок и свечей накаливания. Для того чтобы сделать эти приборы универсальными, они снабжаются несколькими адаптерами разных типоразмеров для выполнения измерений в различных типах двигателей. Некоторые изготовители компрессометров предусматривают и то, что при отворачивании свечей зажигания велика вероятность повреждения резьбы свечного отверстия. Для исправления резьбы в набор входят метчики с наиболее распространенными размерами. Компрессографы рекомендуется использовать в тех случаях, когда по роду работы приходится часто выполнять замеры компрессии. Они отличаются от компрессометров тем, что результаты измерений фиксируются автоматически в графической форме на карточке, вставляемой в прибор. Относительное изменение компрессии по цилиндрам двигателя можно измерить мотор-тестером. Принцип измерения основан на осциллографировании тока, потребляемого стартером при проворачивании им коленчатого вала двигателя. Ток стартера тем больше, чем выше компрессия в цилиндре. Сравнение максимального тока стартера в момент, когда поршни в разных цилиндрах находятся в верхней мертвой точке, позволяет определить относительный уровень компрессии для каждого цилиндра. В большинстве случаев этого достаточно для выявления серьезных неполадок в двигателе.

А что дальше?

Чтобы грамотно организовать и выполнить предстоящий ремонт, недостаточно зафиксировать факт снижения компрессии. Как говорилось выше, причин, приводящих к этому, чрезвычайно много. Полезно уже на этапе диагностирования определить, из-за чего упало давление сжатия, то есть локализовать неисправность. При этом можно воспользоваться следующими соображениями. Если обнаружено равномерное уменьшение компрессии во всех цилиндрах, это говорит об износе ЦПГ или о неправильной регулировке клапанов. Для проверки можно залить в каждый из цилиндров небольшое количество (до 10 г) моторного масла. Здесь самое главное - не переборщить, особенно - при небольшом объеме камеры сгорания, что характерно для двигателей малого объема и дизелей. Избыток масла может привести к гидравлическому удару при прокручивании двигателя стартером. Если после этого компрессия временно восстановилась, виновница - ЦПГ. Чтобы исключить фактор зарегулированности клапанов, можно либо проверить их регулировку, либо временно "распустить" их, то есть увеличить тепловые зазоры. Безусловно, если отсутствуют гидравлические компенсаторы. Если компрессия исчезла в одном или двух цилиндрах, скорее всего произошла механическая поломка деталей, обеспечивающих герметичность камеры сгорания. Работа двигателя, сопровождающаяся хлопками во впускную и выхлопную системы, свидетельствует о повреждении клапанов. Если не работают два соседних цилиндра, часто это указывает на то, что между ними пробита прокладка головки блока. Повреждение прокладки может носить иной характер. При прогорании может соединяться объем камеры сгорания и канал системы охлаждения. При этом наблюдается перегрев двигателя, повышение давления в патрубках системы охлаждения, густой выхлоп белого цвета. Свеча зажигания в этом случае выглядит девственно чистой, так как тосол, попадающий в камеру сгорания, хорошо смывает нагар. Все вышесказанное - для любителей ребусов. Тем, кому при диагностировании механического состояния двигателя недосуг заниматься разгадыванием загадок, можно порекомендовать воспользоваться специально разработанным тестером для проверки степени герметичности цилиндра и определения направления утечек. Прибор работает следующим образом. Из прогретого до рабочей температуры двигателя выворачивают свечи и, подсоединив к испытуемому цилиндру магистраль тестера, выводят поршень в положение ВМТ. Подсоединяют тестер к магистрали сжатого воздуха. Прибор позволяет точно регулировать и измерять давление подаваемого в цилиндр воздуха. Одновременно с этим измеряется давление, создаваемое в самом цилиндре. По разности измеряемых величин делается вывод о степени герметичности цилиндра. Если результаты замера неутешительные, приступают к определению путей утечек давления. Для этого снимают воздушный фильтр, крышки маслозаливной горловины и расширительного бачка системы охлаждения, вынимают щуп контроля уровня масла. После этого подают в цилиндр сжатый воздух и, прослушивая двигатель в разных местах, по звуку истекающего воздуха определяют характер неисправности. Однако окончательный и абсолютно точный диагноз заболевания может быть поставлен только при вскрытии. В следующий раз мы поговорим о том, что может поведать о состоянии двигателя такой параметр, как давление масла.

 

 

Сейчас мы ее замерим, сейчас мы ее сравним
Для получения достоверных результатов процедуру измерения компрессии рекомендуется проводить следующим образом.Перед проведением измерений прогреть двигатель до рабочей температуры (температура охлаждающей жидкости около 80°С).Аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена. Рекомендуется проверить состояние воздушного фильтра. Если он сильно загрязнен, необходимо его заменить. Допускается временно отстыковать магистраль подачи воздуха от впускного коллектора.Отключить систему зажигания, для чего отстыковзть от прерывателя провод подачи низкого напряжения на катушку зажигания. Для двигателей с распределителем зажигания снять с катушки центральный высоковольтный провод и соединить его с "массой" автомобиля.Предотвратить подачу топлива. В двигателях с механическим бензонасосом отстыковать от него подающую топливную магистраль и заглушить. Если бензонасос электрический - обесточить реле бензонасоса.Очистив свечные ниши и сняв наконечники проводов, вывернуть все свечи зажигания.Установить рычаг переключения коробки передач в нейтральное положение к затянуть стояночный тормоз. В автомобилях с автоматической трансмиссией установить рычаг селектора в положение "Р".Несколько раз провернуть двигатель стартером для удаления из цилиндров остатков нагара и копоти.Подсоединить компрессометр к первому цилиндру. Помощнику следует при полностью выжатой педали газа провернуть двигатель стартером в течение 4-5 секунд, пока не установится максимальное показание на приборе, которое следует зафиксировать. Выжимать педаль газа необходимо для того, чтобы полностью открыть дроссельную заслонку, что уменьшает сопротивление впускного тракта.Поочередно проверить компрессию в остальных цилиндрах двигателя.Вернуть все в первоначальное положение.Таков порядок измерения компрессии в бензиновых двигателях. Аналогичная процедура для дизелей имеет свои особенности.Для отключения подачи топлива в дизельных двигателях нужно либо отжать вниз рычаг отсечки, расположенный на насосе высокого давления, либо обесточить электромагнитный клапан прекращения подачи топлива, расположенный на топливной магистрали.Подключение компрессометра к камере сгорания осуществляется через отверстия для вворачивания форсунок или свечей накаливания (в зависимости от удобства доступа или рекомендаций "Руководства по ремонту..."). Не забудьте о том, что необходимо использовать дизельный компрессометр с увеличенным пределом измерения.Для большинства дизелей нет необходимости выжимать педаль газа, поскольку дроссельная заслонка, как таковая, отсутствует. Исключение составляют двигатели, снабженные клапаном во впускном трубопроводе для создания разрежения, используемого для работы вакуумного усилителя тормозов и вакуумного регулятора.Если вы получили ответы на все вопросы, смело приступайте к работе.Если же у вас остались "белые пятна", можете принять участие в эксперименте по измерению компрессии.Совершенно случайно нам "подвернулся под руку" Mercedes 190 с четырехцилиндровым двигателем объемом 2,0 л, 1986 года выпуска. На одометре - 180000 км. Впрочем, претензий к автомобилю со стороны владельца не было и отдал он нам машину на растерзание скорее из любопытства.Замер компрессии был проведен в четком соответствии с рекомендациями. Результаты измерений несколько удивили, причем, обладателя автомобиля - приятно, нас - не очень (конечно, не потому, что мы желали неприятностей хозяину машины, а потому, что эти результаты не давали никаких оснований для теоретизирования). Несмотря на почтенный возраст, во всех цилиндрах был зафиксирован одинаковый результат -11,3 Бар при норме 8,5-12 Бар. Вот оно, знаменитое немецкое качество! Пока мы восхищенно цокали языками, хозяин "мерина" между прочим обронил, что машина всего два месяца, как прибыла из Швеции. Как говорится в таких случаях - предупреждать надо! В Швеции-то, оно понятно, все в порядке!1. Прогрели двигатель. Состояние воздушного фильтра казалось сомнительным, поэтому полностью сняли магистраль подачи воздуха вместе с фильтром. После этого отстыковали разъем низковольтной цепи питания катушки зажигания2. Двигатель автомобиля оснащен механическим бензонасосом. Для предотвращения подачи топлива сняли и заглушили подающий топливный патрубок3. Очистили свечные ниши и аккуратно вывернули все свечи зажигания. Это необходимо для того, чтобы "облегчить жизнь" стартера и увеличить частоту вращения коленчатого вала до необходимого уровня4. Оснастив измерительный патрубок компрессометра подходящей быстросъемной насадкой, приладили ее к свечному отверстию и, сжав рычажки на патрубке, надежно загерметизировали соединение. Поочередно замерили компрессию во всех цилиндрах