- Двигатель внутреннего сгорания (бензиновый, дизельный) является сложным устройством, состоящим из множеств механизмов и систем.
- Взаимодействие их между собой позволяет преобразовывать энергию, возникающую при сгорании топливно-воздушной смеси во вращательное движение кривошипно-шатунного механизма с дальнейшей передачей вращения на трансмиссию.
- Основная работа по преобразованию энергии происходит внутри цилиндро-поршневой группы, а именно в цилиндрах.
Преобразование энергии зависит от многих факторов, среди которых степень сжатия двигателя и компрессия.
Особенно эти критерии важны в дизельных силовых установках, поскольку воспламенение горючей смеси в цилиндрах таких моторов происходит в результате ее нагрева за счет сжатия.
Понятие степени сжатия
Зачастую эти понятия путают между собой или объединяют в один термин. В действительности это два разных термина, и характеризуются они по-разному.
- Сначала разберем все о степени сжатия дизельного мотора.
- Соотношение объема цилиндра двигателя в момент нахождения поршня в нижней мертвой точке (НМТ) к объему камеры сгорания в момент, когда поршень достигает верхней мертвой точки и есть степень сжатия двигателя.
- Данное соотношение указывает на разницу давления, возникающую в цилиндре двигателя в тот момент, когда в цилиндр поступает топливо.
- В технической документации, идущей вместе с дизельной силовой установкой, степень сжатия указывается в виде математического соотношения, к примеру — 18:1.
Для дизельного агрегата самой оптимальной степень сжатия варьируется в диапазоне от 18:1 до 22:1. Именно при таких показателях у этого двигателя достигаются максимальные показатели эффективности.
Как все работает
У дизельного мотора при такте сжатия, когда поршень движется к ВМТ, объем в цилиндре быстро сокращается. В этот момент в камере сгорания находиться только воздух, он-то и сжимается, данный процесс называется тактом сжатия.
- При подходе поршня к ВМТ, воздух сжимается на указанную в документации степень сжатия, в камеру сгорания под давлением подается топливо.
- Смесь из топлива и воздуха из-за воздействия на нее высокого давления воспламеняется, значительно увеличивая давление внутри камеры, поршень в этот момент проходит ВМТ.
- Образовавшееся в результате сгорания топливовоздушной смеси высокое давление начинает давить на днище поршня, заставляя его двигаться к НМТ.
Посредством шатуна поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение колен. вала.
В данном случае давление, возникшее в результате воспламенения смеси, заставляет двигаться поршень к НМТ называется рабочим ходом. Рабочий ход является одним из тактов работы цилиндро-поршневой группы.
При такте сжатия как раз и важна степень сжатия. Чем она выше, тем более легче воспламениться горючая смесь и в более полной мере она сгорит, обеспечив большее давление.
При хорошем показателе степени сжатия дизельный мотор будет обеспечивать больший выход мощности при меньшем количестве сгораемого топлива.
Больше по теме — Разная компрессия в цилиндрах, что делать, последствия.
Однако у дизельных силовых установок не зря имеется диапазон степени сжатия, за который выходить не рекомендуется.
Степень сжатия меньше 18:1 приводит к снижению мощностного показателя установки, при этом потребление топлива увеличивается.
Но и чрезмерная степень сжатия у мотора тоже сказывается нехорошо на двигателе, особенно дизельном. За счет увеличенных нагрузок, которые испытывают цилиндропоршневая группа, их ресурс очень быстро сокращается.
- Увеличение сверх нормы степени сжатия может привести к прогоранию поршня, изгибу шатуна.
- В некоторых случаях увеличение данного показателя приводит к взрыву силовой установки без возможности последующего восстановления.
- ВАЖНО ЗНАТЬ: Степень сжатия у водородных двигателей значительно больше.
Возможность замера степени сжатия
Проверить степень сжатия дизельного агрегата в гаражных условиях практически невозможно. Поскольку нужно проводить некоторые замеры, которые сделать очень сложно.
Одним из таких замеров является выяснение объема в цилиндре при нахождении поршня в ВМТ.
Далее нужно знать некоторые параметры силовой установки, часть из которых можно узнать из тех. документации, но некоторые узнать довольно сложно.
Для вычисления степени сжатия потребуется знать объем камеры сгорания, поскольку между блоком цилиндров находиться прокладка, то нужно знать ее толщину и диаметр поршневого отверстия в ней, ход поршня и диаметр цилиндра.
Имея все эти данные, а также произведя замеры объема в цилиндре, можно математическим путем провести вычисления степени сжатия.
Способы повышения показателя
- Замерить степень сжатия на дизельном двигателе сложно, а вот изменить данный показатель в лучшую сторону – можно.
- Есть несколько способов увеличения показателей степени сжатия на дизельном агрегате.
- Уменьшаем камеру сгорания двигателя.
- Самым простым способом увеличения данного показателя является уменьшение камеры сгорания.
- Поскольку степень сжатия – это соотношение объема цилиндра к объему камеры сгорания, то изменив объем одного можно поменять и сам показатель соотношения.
- Уменьшить объем камеры сгорания можно несколькими путями.
- Первое, что можно сделать – это заменить прокладку между блоком и головкой двигателя на более тонкую, за счет этого и измениться объем камеры сгорания.
Дополнительно можно провести торцевание головки блока цилиндров. В этом случае с головки блока снимается слой металла, из-за чего и уменьшается камера сгорания.
Ремонт поршневой группы, особенности, где лучше делать
- Использование турбированного нагнетателя.
- Вторым способом изменения данного показателя является увеличение давления в камере сгорания.
- Применение такого устройства, как турбинный нагнетатель, он же турбонаддув, позволяет увеличить степень сжатия.
- В дизельных силовых установках, не имеющих данного устройства, воздух, требуемый для создания горючей смеси, подается за счет разрежения в цилиндре, возникающего при такте впуска.
- При такой подаче воздуха в цилиндры высокое давление на такте сжатия обеспечить в полной мере невозможно, поскольку количество воздуха получатся ограниченным.
При использовании нагнетателя воздух в цилиндры подается принудительно. Это обеспечивает подачу большего количества воздуха, и как следствие большего давления в цилиндре при такте сжатия.
ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ: Турбированный или атмосферный двигатель, что лучше.
Интеркулер.
Часто на дизельных моторах, помимо нагнетателя применяется еще одно устройство – интеркулер. Он также позволяет увеличить давление в цилиндре, но по несколько иному принципу, чем нагнетатель.
В задачу интеркулера входит охлаждение воздуха перед подачей его в цилиндры. Приводит это к тому, что при охлаждении плотность воздуха увеличивается, а значит и давление в цилиндре будет выше.
Это основная информация, что касается степени сжатия. Перейдем к компрессии.
Понятие компрессии
Компрессия – это показатель давления в цилиндрах двигателя. Измеряться данный показатель может в нескольких величинах – кг/см кв., Барах, Атмосферах, Паскалях.
Особое внимание заслуживает компрессия дизельного двигателя, так как данный показатель очень важен в дизельных моторах. У дизеля компрессия должна быть порядка 22 Атм., хотя на разных двигателях может быть и больше, при этом значительно.
- Высокая компрессия в цилиндрах дизеля должна обеспечиваться потому, что воспламенение горючей смеси производится именно из-за высокого давления.
- Если данный показатель на дизеле будет значительно меньше нормы, запуск мотора – затруднителен или невозможен.
Компрессия дизельного двигателя в цилиндре достигается путем сжатия воздуха поршнем при такте сжатия. Но полной герметичности внутри цилиндра добиться просто невозможно, всегда будет утечка воздуха.
Воздух частично может прорываться через изношенные компрессионный кольца, когда они уже не могут обеспечить должное прилегание к цилиндру, часть воздушной массы может выходить из цилиндра через неплотное прилегание клапанов к седлам.
Если говорить в общем, то показатель компрессии указывает на состояние двигателя.
Сильное несоответствие компрессии двигателя от заданных норм всегда указывает на сильный износ механизмов силовой установки. Поэтому измерение компрессии входит в комплекс диагностических работ двигателя.
Как замерить компрессию
В отличие от степени сжатия провести замеры компрессии двигателя не особо сложно. Для проведения данных работ достаточно иметь компессометр или компрессограф.
- Принцип действия этих двух приборов одинаков, разница лишь в выводе информации.
- У компрессометра значение давления указывается на шкале манометра.
- У компрессографа же информация о давлении в цилиндре заносится на какой-либо носитель информации или же просто на бумагу.
- Последовательность проверки компрессии в дизельном двигателе такова:
- С одного цилиндра снимается форсунка, на ее место устанавливается прибор;
- Затем производится проворот коленвала стартером и записывается полученный результат;
- После проверяется компрессия во всех остальных цилиндрах;
- Затем значения, полученные во всех цилиндрах, сверяются.
У неизношенного двигателя компрессия должна соответствовать или хотя быть близкой к номинальному значению, указанному в документации. Разбежность в показателях на разных цилиндрах тоже должна быть одинаковой, допускается незначительные отличия.
От чего зависит компрессия
Как уже сказано, компрессия дизельного двигателя, и не только его, а всех силовых установок, зависит от состояния цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма.
Но помимо этого компрессия двигателя еще и зависит от количества оборотов коленвала. Чем ниже его обороты, тем больше времени у воздуха, находящегося внутри цилиндра найти место, где он может выйти из нее.
Поэтому при замере компрессии важно проследить о том, чтобы стартер обеспечил хотя бы минимальных 200-250 оборотов коленчатого вала в минуту. Иначе показания компрессометра не будут соответствовать реальному значению этого показателя.
Это конечно, не все факторы, влияющие на компрессию, но перечисленные являются одними из основных.
Особенности запуска дизельного двигателя
Но высокая компрессия дизельного двигателя, которой обеспечивается работоспособность силовой установки, играет не на руку легкости пуска.
Конечно, если двигатель хорошо прогреется, стартеру не составит труда обеспечить должные обороты коленвала, и как следствие должное давление в камере сгорания и запуск силовой установки.
У холодного же мотора появляется несколько дополнительных факторов, усложняющих запуск. Одним из таких факторов является повышенное трение между узлами и механизмами у холодного двигателя, поскольку масляной прослойки между ними нет.
- А если к данному фактору у дизельной установки добавить еще и слабую компрессию, из-за которой воспламенение рабочей смеси затруднительно, поскольку давления в камере сгорания недостаточно, то пуск мотора очень затруднителен.
- Поэтому чем ниже температура и слабее компрессия дизельного двигателя, тем меньше шансов его запустить.
- И это еще не рассмотрена такая особенность дизельного топлива, как парафинированние его при низких температурах.
Работа и мощность двигателей: среднее индикаторное давление
В процессе расширения, под воздействием расширяющихся газов, поршень перемещается и тепловая (внутренняя) энергия газов преобразуется в механическую работу. Величина этой работы за один цикл определяется произведением силы давления газов на перемещение поршня, равного его ходу. Однако сила давления газов на поршень непостоянна и уменьшается в период перемещения поршня. В процессе сжатия воздуха в цилиндре перемещение поршня связано с затратой механической работы. Величина этой работы равна произведению силы давления воздуха и перемещения поршня. Причем эта сила также непостоянна и увеличивается по мере приближения поршня к мертвой точке.
Полезная механическая работа равна разности работ расширения и сжатия. Эта работа, полученная внутри цилиндра двигателя за один цикл, называется индикаторной работой Ai. При определении Аi используют индикаторную диаграмму, показывающую в масштабе величину давления в цилиндре при любом положении поршня; диаграмму снимают с помощью индикатора давления.
На рис. 15 представлена индикаторная диаграмма двухтактного двигателя. Заштрихованная площадь диаграмммы (в масштабе) как раз и равна индикаторной работе.
Индикаторную работу можно определить следующим образом: сначала при помощи планиметра найти площадь диаграммы F мм2 И измерить длину диаграммы l мм; разделив F на l, получим среднюю высоту h мм; площадь прямоугольника высотой h равна площади диаграммы.
Так как площади равны, то и величины работ равны. Разделив высоту h на масштаб пружины индикатора m мм2/бар, получим среднее давление на цикл.
Среднее давление в цилиндре за цикл называется средним индикаторным давлением Pi бар (105 H/m2):
При подсчете Pi четырехтактного двигателя следовало бы учитывать отрицательную площадь диаграммы, ограниченную кривыми процессов впуска и выпуска (рис. 16). Практически эта отрицательная работа, связанная с насосными потерями, не учитывается, так как величина ее очень мала.
У четырехтактного двигателя рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала и среднее индикаторное давление Рi за цикл будет в два раза меньше, чем у подобного ему двухтактного двигателя. Однако для возможности сравнения четырехтактных и двухтактных двигателей при определении Рi четырехтактного двигателя процессами впуска и выпуска пренебрегают.
При расчете мощности это обстоятельство учитывается введением в знаменатель формулы коэффициента тактности z = 2. Для двухтактного двигателя z = 1.
Итак, мощность цилиндра двигателя (кВт)
При условии равенства среднего индикаторного давления всех цилиндров мощность двигателя равна (i – число цилиндров)
Учитывая, что :
и обозначив неизменную для конкретно рассматриваемого двигателя величину:
представим мощность выражением
Среднее индикаторное давление и средняя скорость поршня это основные характеристики двигателя. Среднее индикаторное давление является показателем тепловой напряженности двигателя. Средняя скорость поршня характеризует его динамическую напряженность и является основным показателем моторесурса.
Среднее индикаторное давление составляет у дизелей (бар):
- без наддува — Рi = 5÷7
- мощных малооборотных с наддувом — Рi = 8÷12
- среднеоборотных с наддувом Рi = 15÷20
- форсированных с высоким наддувом Рi 22÷28
Средняя скорость поршня у мощных малооборотных дизелей достигает:Сm = 5÷6,8 м/с.
Средняя скорость поршня у среднеоборотных Сm = 8÷10 м/с.
Эффективная мощность двигателя, т.е. мощность, передаваемая потребителю, меньше индикаторной на величину механических потерь, при передаче мощности от цилиндра к фланцу коленчатого вала. Эти потери учитываются механическим коэффициентом полезного действия ɳм:
Произведение Piɳм = Ре носит название среднего эффективного давления. Учитывая это, эффективную мощность (кВт) двигателя можно выразить формулой:
Компрессия в бензиновом и дизельном двигателях, степень сжатия
Люди, занимающиеся изучением устройства транспортных средств, оборудованных двигателем внутреннего сгорания, часто сталкиваются с понятиями и терминами, которые рядовому обывателю непонятны.
Работа силовой установки сопряжена с рядом физических процессов, а само устройство ДВС изобилует всевозможными обозначениями. Темой нашего сегодняшнего разговора станет понятие компрессии в двигателе. Поговорим о том, что это такое, а также есть ли разница в компрессии бензинового и дизельного моторов.
Компрессия и степень сжатия
Под понятием компрессии подразумевают показатель максимального давления внутри цилиндра, давления, создаваемого в верхней точке нахождения поршня (т.н. «мертвая точка»). Измеряется компрессия в следующих величинах:
- В Паскалях (1 Ра = 1Н на кв.м).
- В миллиметрах ртутного столбика.
- В физических атмосферах, что соответствует показателю 360 мм.рт.ст.
- В технических атмосферах, что соответствует 1 кгс./кв.см.
- В барах.
Когда речь идет об автомеханике, то компрессия в ней измеряется обычно в атмосферах, реже – в микропаскалях (сокращенно – Мпа).
Чтобы детально разобраться с данным явлением, необходимо понимать устройство мотора, состоящего из клапана, блока цилиндров, поршней и поршневых колец, коленчатого вала и шатунов.
Когда поршень поднимается на такте сжатия, клапаны находятся в закрытом положении. Топливная смесь возгорается, а давление в цилиндре находится на максимальной отметке. Цифра, отражающая показатель давления в этот момент времени, и есть компрессией.
Часты случаи, когда компрессию как понятие из физики путают со степенью сжатия, которая является математической величиной и отображает соотношение объема камеры сгорания и общего объема цилиндра. Ее, то есть степень сжатия, измеряют дробью, к примеру, 1:12 или 1:20 и пр.
Как правило, компрессия и степень сжатия в ДВС одинаковы, но встречаются исключения, поэтому говорить о тождественности данных понятий нельзя. Существенно различаются показатели в турбированных и форсированных силовых установках.
Значения компрессии в бензиновом и дизельном двигателях
Говоря о том, какая компрессия должна быть в двигателе, важно отметить, что это значение зависит от того, о каком именно моторе идет речь. Компрессия дизельного двигателя может варьироваться в пределах от 14 до 18 единиц, и это будет нормой, тогда как компрессия бензинового двигателя колеблется от 8 до 12.
А вот если говорить о степени сжатия, то на дизельных агрегатах она не может опускаться ниже 20:1, в случае с бензиновыми моторами нормой считается показатель в диапазоне 10:1 – 13:1.
Влияние на компрессию оказывает множество факторов, в частности, герметичность соединения цилиндров и поршней, цилиндров и дроссельной заслонки, цилиндров и клапанов. Начинающих автолюбителей волнует вопрос о том, зачем выполнять проверку компрессии двигателя.
Ответ на него прост: это косвенный признак неисправности силовой установки, который может указывать на наличие серьезных проблем ее в работе. Если упустить момент, возможны серьезные последствия, вплоть до необходимости капитального ремонта ДВС. Измеряется компрессия специальными приборами – компрессометрами.
Причины падения компрессии
Если значения, полученные в результате проведения измерений, оказались ниже нормы, необходимо восстановить требуемое давление в цилиндрах. В противном случае проблема усугубиться, эксплуатация транспортного средства будет невозможной.
Двигатель перестанет запускаться, его обороты во время работы начнут «прыгать», появятся посторонние шумы. Заметно снизится мощность силовой установки, возрастет расход топлива, повысится содержание в выхлопных газах вредных примесей. Кстати, один из основных признаков низкой компрессии – это синий дым из выхлопной трубы, появляющийся в момент запуска двигателя.
К наиболее распространенным причинам падения компрессии относят:
- Перегоревший поршень, клапан или прокладка на блоке цилиндра.
- Детали цилиндра заметно износились и требуют замены.
- Разрушилось седло клапана.
Первое, что надо сделать при обнаружении любого из описанных выше признаков – немедленно заехать на СТО, выполнить замеры и диагностику. Если предварительный «диагноз» подтвердился, необходимо заменить неисправные комплектующие и измерить компрессию повторно.
Как измерить компрессию
Выше мы говорили о том, какая компрессия двигателя считается нормальной. Сейчас приведем несколько советов относительно самостоятельного выполнения соответствующих замеров.
Напомним, что профессиональные мотористы измеряют данную величину с помощью специального прибора – компрессометра, который легко найти в свободной продаже. Итак, «вооружившись» упомянутым прибором, который фактически представляет собой обычный манометр с обратным клапаном, делаем следующее:
проверяем заряд АКБ, ведь пока осуществляются замеры, мотор работает на аккумуляторе. Заблаговременно прогреваем двигатель, чтобы он достиг рабочей температуры (только так можно получить максимально точный результат).
Собственно процесс измерения состоит из таких этапов:
- Снятие проводов со всех свечей.
- Выкручивание свечи на каждом из цилиндров.
- Вытаскивание бензонасоса, если он электрический. (В случаях с обычным бензонасосом с него необходимо снять шланг, который подает топливо).
- Отключение электропровода с форсунок.
Можно начинать измерение. Лучше всего делать это с помощником, ведь один человек должен вращать двигатель, а второй – фиксировать результаты. Чтобы замеры были корректными, компрессометр необходимо подсоединить к тому цилиндру, который проверяется в конкретный момент времени.
Далее педаль акселератора нужно выжать до максимума – это обеспечит полное открытие дроссельной заслонки. Проворачивается ключ зажигания, начинает вращаться стартер. Действовать нужно до тех пор, пока фиксируемые прибором значения не перестанут расти, они и станут реальной компрессией мотора.
По завершению измерений полученные показатели нужно сравнить с нормой (она указана в инструкции по эксплуатации транспортного средства). Если цифры одинаковы, либо они рознятся несущественно, причина неисправности кроется в чем-то другом.
Как восстановить компрессию
Если компрессия низкая, чаще всего причина кроется в потере герметичности, и в такой ситуации важно определить, где произошла утечка. Для этого в цилиндр, на который пали подозрения, вливают около 50 мл. масла и повторно проводят измерения. Если данные остались прежними, значит, воздух выходит выше, возможно, в камере сгорания. Если же результат иной, причина неисправности кроется в залегших поршневых кольцах.
При заметных различиях между имеющейся величиной и той, которая является нормой для конкретного мотора, не обойтись без капитального ремонта. При небольшой разнице компрессию повышают специальными присадками. Если они помогли – отлично, если нет, придется доверить автомобиль опытным мотористам.
Примечательно, что многое зависит от того, упало ли давление в одном или во всех цилиндрах сразу. В первом случае можно обойтись без ремонта, а всего лишь очистить от налета камеру сгорания. Когда компрессия у пала во всех цилиндрах, машине прямая дорога на СТО.
Заключение
Несмотря на то, что само понятие компрессии кажется сложным, на самом деле речь идет о давлении в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания.
За этим показателем нужно следить, периодически проводя соответствующие замеры. Выполнить измерения целесообразно и при малейших подозрениях на неисправность – это позволит своевременно обнаружить проблему и устранить ее с минимумом усилий.
Как восстановить заводскую компрессию двигателя без дорогого ремонта
Поиск запроса «компрессия в двигателе» по информационным материалам и форуму
Компрессия в дизельном двигателе
В списке технических характеристик любого двигателя внутреннего сгорания зачастую указывается не компрессия в цилиндрах ДВС, а степень сжатия.
Степень сжатия является конструктивным параметром, выражающим постоянное отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания конкретного ДВС.
Другими словами, степень сжатия указывает на то, во сколько раз объем рабочей топливно-воздушной смеси уменьшается (сжимается) в цилиндре во время перемещения поршня из НМТ в ВМТ.
Компрессия и степень сжатия дизельного или бензинового двигателя являются разными понятиями.
Компрессия двигателя представляет собой величину, под которой следует понимать создаваемое давление в цилиндрах силового агрегата в самом конце такта сжатия смеси.
Указанное давление измеряют в атмосферах, давлении в килограммах на квадратный сантиметр (кг/см2), МПа, используют единицу измерения бар и т.д.
Уверенный запуск дизельного двигателя возможен тогда, когда показатель компрессии в цилиндрах мотора данного типа составляет минимальные 22 кг/см2 и более.
Падение компрессии в цилиндрах дизеля ниже отметки в 20 кг/см2, приводит к тому, что двигатель самостоятельно и без дополнительных вмешательств уже не заводится.
Под таким дополнительным вмешательством без разборки двигателя наиболее часто стоит понимать прямую заливку в цилиндры моторного или трансмиссионного масла.
В ряде случаев этот способ помогает единоразово завести мотор с низкой компрессией. Повторный запуск неисправного ДВС после простоя будет невозможен.
Среди главных признаков сниженной компрессии отмечены:
Простейшим способом диагностики уровня компрессии является выкручивание свечей накала, после чего можно пальцем перекрыть свечное отверстие.
Если компрессия находится на отметке около 20 кг/см2 и выше, тогда человек попросту не удержит палец.
Более основательная проверка компрессии дизельного двигателя осуществляется путем выкручивания свечей накала, установки в освободившееся отверстие и замерами при помощи компрессометра.
Почему снижается компрессия
Резкое и неожиданное падение компрессии без видимых причин может возникнуть после ремонта ДВС, после многочисленных попыток запустить агрегат, а также в результате недостаточной частоты вращения коленвала стартером.
В первых двух случаях масляная пленка на стенках цилиндров может отсутствовать, в результате чего компрессия недостаточна для запуска. Частота вращения зависит от состояния АКБ, стартера и других элементов, а также от вязкости моторного масла.
Обильное попадание топлива или ОЖ в картер двигателя может привести к разжижению масла, что также приведет к потере компрессии.
Компрессия может снизиться в результате неисправностей ГРМ (прогар клапана, разрушение стержня клапана или повреждение направляющей втулки, проблемы с гидрокомпенсаторами и т.д.
) Падение компрессии дизельного двигателя также может быть вызвано трещинами в ГБЦ или деформацией прилегающей поверхности головки блока цилиндров к блоку цилиндров, разрушением прокладки ГБЦ, износом зеркала цилиндров, неисправностями компрессионных колец, прогаром и/или разрушением поршня.
На показатель компрессии двигателя также влияет степень закоксовки двигателя (отложения на днище поршня, залегание поршневых колец в результате обильного нагара и т.п.)
Как завести дизель с низкой компрессией
Запуск дизеля, в котором упала компрессия, можно реализовать путем искусственного создания масляной пленки на стенках цилиндров. Для этого необходимо выкрутить калильные свечи, после чего потребуется залить 20-25 «кубиков» моторного масла через свечные отверстия.
Также масло можно заливать и через форсуночные отверстия, но демонтаж дизельных форсунок сложнее, требует больше навыков и времени. По окончании заливки масла во все цилиндры мотор нужно провернуть в ручном режиме. Достаточно сделать пару оборотов, за которые на стенках цилиндров образуется равномерная масляная пленка.
После этого мотор с выкрученными свечами накала необходимо снова провернуть на два или три оборота, но уже стартером.
Данная операция позволит удалить излишки масла из цилиндров агрегата и избежать так называемого гидроклина, который может возникнуть после закручивания свечей.
Наиболее частой причиной потери компрессии выступает неисправность поршневых колец.
Самостоятельная заливка масла позволяет существенно поднять компрессию в момент первого запуска до оптимальных параметров, что и приводит к уверенному пуску мотора.
Какая компрессия должна быть в дизельном двигателе
Принцип работы дизельных силовых агрегатов основан на воспламенении топливной смеси в цилиндрах под высоким давлением.
В отличие от бензинового мотора в дизеле отсутствует система искроподачи с помощью наконечников электродов на свечах: обогащённая кислородом смесь подаётся в камеру сгорания, где высокая температура образуется в процессе сжатия.
Вместо образования электрической искры дополнительный предпусковой нагрев обеспечивают свечи накаливания.
Основной параметр для диагностики состояния дизельного двигателя– компрессия, от которой зависит мощность и стабильная работа механизмов цилиндропоршневой группы.
Что такое компрессия в дизельном двигателе
Компрессия – это показатель давления в цилиндре, которое создаётся поршнем в максимальной высшей (мёртвой) точке такта. В технической литературе принято использовать аббревиатуру ВМТ (высшая мёртвая точка). Величина измеряется в кг/см² и зависит от двух основных факторов:
- Нарушение герметичности камеры сгорания: происходит утечка воздуха, давление в системе падает. Изношенность клапанов, узлов цилиндропоршневой группы, либо неправильная регулировка газораспределительного механизма приводит к снижению компрессии.
- Состояние коленчатого вала и скорость его вращения: потеря стабильных оборотов приводит к тепловым потерям при сжатии воздуха поршнем. Показатель степени сжатия становится ниже нормы, что напрямую влияет на энергию, которая образуется в результате образования рабочих газов при сгорании топливной смеси в цилиндрах.
Быстрый износ механизмов ЦПГ (цилиндропоршневой группы) зависит от качества смазочных материалов, интенсивности нагрузок в период эксплуатации, количества холодных пусков при минусовой температуре воздуха и часов работы на максимальных оборотах.
Некорректная регулировка клапанной системы способствует образованию нагара на стенках камеры сгорания, гильзах цилиндров, коксованию поршневых и маслосъёмных колец. В результате недостаточного давления топливная смесь сгорает не полностью, смешивается с остатками масла, оставляя продукты гари, сажи на узлах ЦПГ.
Первый признак изношенности в таком случае– дымный выхлоп и падение мощности двигателя.
Назначение системы EGR и особенности ее работы
Во время запуска и срабатывания стартера коленчатый вал в дизельном агрегате вращается со скоростью 200-300 об/мин: чем выше крутящий момент- тем выше компрессия.
Если давление в камере сгорания будет ниже 16 атмосфер- то дизель завести обычным способом с ключа становится невозможным. Теплопотери вызывают уменьшение показателя степени сжатия и нарушению регулировки фаз газораспределения.
Важно! Продолжительная эксплуатация дизельного агрегата с некорректной работой газораспределительного механизма приводит к выходу из строя всего блока цилиндров. Вплоть до заклинивания поршней без возможности восстановления и капитального ремонта.
Изучаем теорию – что происходит внутри камеры сгорания?
Степень сжатия в теории – это соотношение объема в пространстве над рабочим поршнем в момент, когда он проходит нижнюю мертвую точку, к объему в камере над поршнем в момент прохождения верхней мертвой точки. Это определение выражает разницу давления в самой камере сгорания в момент, когда происходит впрыск топлива в цилиндр.
В повседневной жизни часто путают степень сжатия с другим понятием, а именно с компрессией дизельного двигателя, однако на практике это два разных термина. Компрессия – это наибольшее давление поршнем в цилиндре на момент его прохождения от нижней мертвой точки к верхней. Эту величину измеряют в атмосферах.
Степень сжатия измеряют математическим соотношением, к примеру, 19:1. Для дизельных двигателей наилучшим считается соотношение в рамках от 18 до 22 к 1.
При такой степени сжатия сердце автомобиля будет работать наиболее эффективно. Использование топлива связано напрямую со степенью сжатия.
Чем больше давление поднимается в камере и больше сжатие, тем экономичней будет расход топлива, при этом полученная мощность может увеличиваться.
Норма компрессии в цилиндрах дизельного двигателя
В зависимости от мощности силового агрегата, типа конструкции его камеры сгорания и системы впрыска, норма компрессии может быть разной. Ее необходимо искать в техническом описании каждой конкретной марки. Ниже указаны стандартные показатели соотношения температуры запуска и компрессии, при котором возможен пуск дизельного двигателя любого типа:
- Менее 18 кг/см² – запуск двигателя невозможен даже с принудительным подогревом системы;
- 22-24 кг/см² – пуск возможен только на горячем агрегате, после падения температуры ниже 0° С гарантирован отказ запуска со стартера;
- 24-26 кг/см² – запускается при температуре воздуха – 10° С;
- 26-28 кг/см² – максимальная температура запуска – 15° С;
- 28-32 кг/см² – возможен холодный пуск до – 25° С;
- 32-36 кг/см² – возможен холодный пуск до – 30° С;
- 36-40 кг/см² – возможен холодный пуск до – 40° С.
Эти нормы компрессии применяют только при исправности всех остальных систем, отвечающих за работу мотора: подача топлива (топливный насос высокого давления), 100% заряд аккумуляторной батареи, исправные узлы ГРМ.
Современные типы дизелей с раздельной камерой сгорания и системой впрыска топливной смеси «Common Rail» имеют лучшие результаты: на каждый показатель компрессии в среднем будет плюс пять температурных значений.
Так же погрешность увеличивается с количеством цилиндров в агрегате и типом компоновки: V-образные на 6 и 8 цилиндров имеют большее преимущество перед обычными рядными четырёхцилиндровыми.
Важно:
Коэффициент заполнения камеры сгорания воздухом при максимальной степени сжатия и достаточном давлении (компрессии) создают рабочую температуру воспламенения топливной смеси.
Итак, дизельный двигатель
Один из самых неоспоримых преимуществ дизельного двигателя является меньший расход топлива, примерно на 20-30% ниже, чем у бензинового. Степень сжатия воздуха в дизеле она равна 20 единицам, тогда как в бензиновом двигателе достигается не более 10 единиц.
Еще одно из немаловажных преимуществ современного двигателя на дизельном топливе является его более высокая экологичность. К тому же дизельное топливо испаряется менее интенсивно, чем бензин, что уменьшает вероятность возгорания.
При идентичном объеме двигателя максимальная мощность больше у бензинового, однако, крутящий момент гораздо ниже, чем у дизельного собрата.
Существенный минус дизеля, который беспокоит большинство автолюбителей – это сложность технического обслуживания и ремонта. Найти автосервис, готовый взяться за работу с более тонким механизмом дизеля, довольно сложно. К тому же промежуток между техническим обслуживанием у автомобиля на дизеле гораздо ниже, а цена на него выше.
Этот недостаток может стать серьезным препятствием при выборе дизельного двигателя, но только в случае, если автомобиль вам нужен для кратковременного пользования и недалеких переездов. Дизель прекрасно показывает себя и окупает в случаях, если вы планируете долго владеть автомобилем или вам требуется надежный «железный конь» в дальних разъездах.
Еще один минус дизельного топлива – это низкая морозостойкость. Обычная солярка на морозе быстро густеет и автомобиль отказывается заводиться. Если вы живете в регионе, где нередки минусовые температуры, вам придется запасаться специальной «зимней» соляркой или точно знать на каких заправках ее можно будет найти зимой.
Также, если продолжить тему морозов, недостатком дизельного двигателя можно назвать медленное прогревание.
Как замерять давление в цилиндрах
Снятие показателей компрессии выполняют при помощи специального прибора – компрессометра.
Компрессометр работает по принципу манометра: переходник с конструкцией наконечника форсунки или свечи накаливания предназначен для установки в головку блока цилиндров и имеет запорный клапан, который препятствует потере давления во время измерений.
Простые устройства снабжены обычной шкалой со стрелкой, более точные профессиональные приборы – электронные цифровые, либо синхронизированы с компьютером.
Что такое впускной коллектор (принцип работы, неисправности)
Внимание! Компрессометр должен быть откалиброван с точностью до 0,1 кгс/см² – в противном случае результаты замеров не будут соответствовать нормам.
Перед измерением дизельный двигатель прогревают на максимальных оборотах до рабочей температуры масла, проверяют работу стартера и состояние заряда аккумуляторной батареи в 100%. Каждый цилиндр замеряют по отдельности.
Почему компрессия может понижаться
Падение давления в цилиндрах сопровождается следующими характерными признаками:
- отказ запуска двигателя при низкой температуре либо плохое срабатывание системы зажигания;
- во время работы на холостых оборотах происходит «троение»;
- падение мощности с нестабильными оборотами;
- повышенный расход топлива;
- чрезмерное потребление масла;
- посторонние примеси выхлопных газов (дымный выхлоп);
- сильный шум, вибрации во время открывания дроссельной заслонки.
Пониженная компрессия возникает из-за утечек воздуха в системе газораспределительного механизма, блока цилиндров либо износа элементов и узлов цилиндропоршневой группы.
ГРМ может некорректно работать по причине образования нагара на чашках клапанов, поломки приводных механизмов (пружин, седла).
Для выявления конкретной причины проводят диагностику клапанной системы – измеряют зазоры клапанов.
В случае износа деталей ЦПГ (цилиндропоршневой группы) демонтируют головку блока цилиндров с целью нахождения изношенной чашки поршня, прокладок, поршневых колец или рабочей поверхности цилиндров. Прогары, трещины на корпусе головки блока можно установить визуально.
Способы устранения проблем
При обнаружении пониженной компрессии проводят полную проверку всех систем.
Современные методы диагностики с помощью специального сканера «G‑Scan» позволяют установить причину поломки с точностью до конкретного узла на основе анализа данных топливной смеси, значений компрессии и различных показаний датчиков.
Сканер учитывает записи журнала ЭСУД (электронной системы управления двигателем), где отклонения в работе систем детализированы, все сбои в механизмах ГРМ учтены согласно кодам ошибок.
Бортовая компьютерная диагностика обеспечит точное определение нарушения, которое можно пропустить при визуальном осмотре.
Например, в процессе недостаточной подачи топливной смеси в цилиндр из-за нарушения зазора какого-либо клапана, блок-контроллер на основании показаний кислородного датчика регулирует дополнительный впрыск на конкретный цилиндр, отдавая команду на исполнительное устройство. При обычной проверке с измерением зазоров всех клапанов, установить причину нагара на конкретном участке бывает невозможно.
Причина снижения давления может быть из-за незначительной утечки воздуха, когда для исправления достаточно простой регулировки или замены прокладки. В случае серьёзного износа важных механизмов ЦПГ потребуется капитальный ремонт двигателя.
Степень сжатия на практике – как это происходит?
Сгорание топливной смеси в двигателе происходит при взаимодействии смешанных паров топлива и воздуха. При возгорании смеси происходит ее расширение, в результате чего увеличивается давление в камере.
Коленчатый вал при этом выполняет обороты, соответственно двигатель выполняет один такт полезной работы. В наше время уже практически не выпускаются дизельные двигатели с низкой степенью сжатия, так как в этом нет необходимости, также и низкооктановое топливо практически исчезло с рынка.
Все стремятся к более экономичным и высокооборотистым двигателям с большей степенью сжатия.
Увеличения степени сжатия можно добиться за счет уменьшения камеры сгорания дизельного двигателя.
Но при таких изменениях инженерам на заводах приходятся искать компромиссное решение, потому что нужно сохранить давление в камере, а также уменьшить объем сжигания топлива.
Одним из способов увеличения сжатия является расточка блоков головки цилиндра – степень сжатия при этом увеличивается, а объем сгорания топлива в камере уменьшается. При этом цилиндр сохраняет свой рабочий объем, и объем двигателя не меняется.
Как завести мотор при недостаточной компрессии
При низких показателях компрессии дизельный агрегат не запускается обычным проворотом стартера.
Если пуск производится в минусовую температуру на холодном моторе- то усилие для нормальной скорости вращения коленчатого вала требуется большее, так как масло на морозе становится более вязким.
Для подогрева кардана используют обычную паяльную лампу, которую устанавливают внизу и разогревают системы двигателя горячим воздухом.
Искусственно повысить компрессию для разового холодного пуска можно также созданием масляной плёнки в цилиндрах. Для этого выворачивают свечи накала, либо форсунки и заливают моторное масло с помощью шприца прямо в камеру сгорания, объёмом не более 50 мл. Повторяют всю процедуру на каждом цилиндре в отдельности.
После проворачивают коленчатый вал, чтобы на стенках образовалась равномерная масляная плёнка, которая обеспечит создание герметичности во время пуска.
Используя такой способ нужно проследить распределения масла в цилиндра, до запуска двигателя поршень должен сделать несколько тактов стартером, чтобы избежать гидроклина.
Загрузка...
