Какая должна быть компрессия в бензиновом двигателе: Компрессия в двигателе внутреннего сгорания

Содержание

Компрессия в двигателе внутреннего сгорания

Компрессия и степень сжатия – совсем не одно и то же. Незадачливые автовладельцы часто путают эти характеристики – видимо, их сбивают похожие цифры. На самом деле степень сжатия отражает, во сколько раз уменьшается объем цилиндра во время хода поршня от нижней к верхней мертвой точке. Иными словами степень сжатия – это отношение максимального объема цилиндра к минимальному. Степень сжатия может быть равной, например, десяти (10). В свою очередь под компрессией подразумевается давление воздуха в ВМТ, которое выражается в барах (атмосферах или паскалях). В бензиновых двигателях минимально допустимой компрессией считается 10 бар.

Температура воздуха при сжатии поднимается, что может привести к росту давления в исправном цилиндре до 13 бар. Однако, утечка воздуха через изношенные кольца и клапаны, может свести компрессию на нет. При значительном падении компрессии двигатель перестает заводиться, поскольку в цилиндрах невозможно создать условия для воспламенения топливовоздушной смеси.

Причиной отсутствия нормальной компрессии могут быть не только изношенные кольца и клапаны. Последние даже в исправном состоянии должны быть правильно отрегулированы. Если зазор меньше нормы, то клапан не будет полностью закрываться и через него произойдет утечка воздуха.

В бензиновых моторах нормальная компрессия находится в пределах 12-14 бар. Различия в цилиндрах в норме не превышают 1 бар. Однако если в одном из цилиндров компрессия ниже на 6-7 бар, то двигатель начинает троить на низких оборотах. При анализе выхлопных газов наблюдается повышенное содержание несгоревших углеводородов, СО и О2 и низкий показатель СО2.

При повышении оборотов в определенный момент неработающий цилиндр подключается, однако его реальный вклад в крутящий момент ничтожен. К тому же, вибрация никуда не девается, поскольку крутящий момент неравномерен. В современных моторах при падении компрессии в цилиндре электроника отключает его форсунку, дабы защитить нейтрализатор несгоревшего топлива от критического перегрева.

Разумеется, при отключении нескольких цилиндров мотор перестанет работать.

Для дизелей компрессия не менее важна. При ее недостатке распыленная солярка попросту не воспламенится, т.к. не будет достигнута необходимая для этого температура сжатого воздуха. Чем меньше компрессия, тем труднее запускается холодный дизель. Чтобы дизельный автомобиль заводился зимой, давление в его цилиндрах должно составлять не менее 20-25 бар. Есть моторы, у которых данное требование еще выше.

Замер компрессии в дизельном двигателе имеет свои особенности. ТНВД необходимо отключить, чтобы перекрыть подачу топлива в цилиндры. Прибор для измерения давления необходимо вводить через отверстия свечей накаливания или форсунки. При этом наконечник прибора необходимо обязательно вкрутить, поскольку рукой давление 30-35 бар не удержать.

Косвенные признаки недостаточной компрессии

Чтобы понять, что давление в цилиндрах недостаточно, не обязательно производить замеры компрессии. Если на низких оборотах двигатель работает вяло и неустойчиво, а на высоких как бы «просыпается», то это явный признак плохой компрессии.

При этом из выхлопной трубы, как правило, валит сизый дым – еще один признак.

Изношенные маслосъемные кольца плохо справляются со своей функцией, но на высоких оборотах масло, которое они пропускают, уплотняет зазоры компрессионных колец, в результате чего компрессия возрастает. Однако так продолжается, пока свечи не забросает маслом. Данное явление позволяет оценить износ колец, залив в цилиндры 5-10 мл моторного масла. Если после этого давление увеличится на 6-8 бар, то виноваты кольца. Проводя такой тест, необходимо учитывать, что компрессия может повыситься и за счет временного уменьшения объема камеры сгорания на эти самые 5-10 мл масла. В таком случае степень сжатия увеличивается, а вместе с ней и реальное давление в цилиндре.

При увеличении компрессии во время «масляного теста» только на 1-2 бара или если она вообще останется без изменений, то это весьма тревожный сигнал. В худшем случае это может означать наличие дыры в поршне, и тогда путь один – капремонт!

Если при обычном замере компрессии давление в одном из цилиндров поднимается заметно медленнее и оказывается на 3-5 бар ниже нормы, то есть вероятность прогорания прокладки между блоком и головкой.

А бывает, что компрессию удается повысить простой промывкой инжектора сольвентом. Это говорит о том, что мотор эксплуатировался на низкокачественном топливе, и многие его детали покрылись нагаром.

Компрессия в бензиновом и дизельном двигателях: что такое и как измерить

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) относится к основной части любого транспортного средства. Зачастую вместе с понятием ДВС можно услышать и такое понятие как компрессия в двигателе. Это важный показатель, который отвечает за работу двигателя автомобиля. Разберемся, что такое компрессия, какая компрессия должна быть в двигателе и что будет с двигателем при нарушении норм.

Что такое компрессия?

Слово «компрессия» происходит от латинского «compression», что в переводе означает «сжатие». Т.е. под компрессией понимается сжатие газа, происходящее из-за действия внешних сил, чтобы уменьшить объем газа, а также увеличить температуру и давление.

Чтобы понять, что представляет собой компрессия в двигателе, стоит разобраться для начала из чего состоит двигатель внутреннего сгорания. В нем есть блок цилиндров, клапана, поршни с компрессионными и масляными поршневыми кольцами, шатуны и коленчатый вал.

При поднятии поршня на такте сжатия, клапаны закрыты, поэтому происходит топливной смеси, при этом давление образуется в цилиндре максимальное. А цифровое значение этого давления и представляет собой компрессию двигателя.

Измеряется компрессия в единицах измерения давления – бар, кг/см2, МПа.

Нормы компрессии

На показатель компрессии влияют множество факторов. Среди них:

посадка клапанов, особенно если они установлены плотно;
наличие небольших трещин между седлами клапанов;
цилиндры и поршни слишком изношены;
поршневые кольца изношены;
присутствие в цилиндрах масла.

Для того, чтобы понять работает двигатель в штатном режиме или есть проблемы нужно знать заводские параметры компрессии для каждого двигателя, т.к. они будут отличатся.

Обычно норма компрессии указывается в технических характеристиках. Можно только отметить, что из-за различий дизельных и бензиновых двигателей компрессия будет разная. Как правило, дизели имеют норму давления больше в два раза.

Компрессия в дизельном двигателе составляет более двадцати атмосфер. Чаще всего, она колеблется от двадцати восьми до тридцати двух атмосфер. Такие высокие показатели обусловлены сложностью устройства двигателя.

Норму компрессии для бензиновых двигателей можно рассчитать по формуле, в которую входит степень сжатия двигателя и коэффициент Х, который определяется в зависимости от типа мотора. Степень сжатия берется из технической документаций на автомобиль.

Х = 1,2-1,3 для четырехтактных моторов;
Х = 1,7-2 для четырехтактных дизельных моторов.

Как правило, норма компрессии бензинового двигателя немного больше десяти атмосфер.

Хорошо знать норму компрессии для своего автомобиля, но нужно еще и уметь ее измерять, чтобы быть уверенным, что двигатель работает исправно. Рассмотрим, какие способы измерения компрессии двигателя существуют.

Измерение компрессии своими руками

Чтобы измерить компрессию можно, конечно, обратиться в автосервис. Но проще сэкономить деньги и произвести измерения самостоятельно. Для таких измерений достаточно просто купить специализированный прибор – компрессометр. Это, по сути, манометр, но имеющий обратный клапан, измеряющий максимальное давление в цилиндре двигателя.

Сейчас на рынке предлагаются компрессометры для дизельных и для бензиновых моторов. Отличия в допустимых пределах измерений, потому как в дизельных движках давление намного выше.

Для проверки компрессии нам в первую очередь потребуется:

проверка уровня зарядки аккумулятора. Это необходимо, потому как, при измерении давления двигатель будет работать на аккумуляторе.
прогреть двигатель авто до рабочей температуры. Это необходимо, чтобы получить максимально точные результаты измерения.

После чего переходим ко второму этапу:

снятие всех свечных проводов;
выкручивание свечи зажигания каждого цилиндра;
при электрическом бензонасосе – его необходимо вытащить. Если бензонасос обычный, то просто отключается шланг, отвечающий за топливо;
отключение питающего провода с форсунок при необходимости.

Выполнив эти действия, можно приступать непосредственно к измерению компрессии в цилиндрах двигателя. Желательно измерения проводить вдвоем, чтобы один человек фиксировал результаты измерения, а другой – вращал мотор.

Для измерения выполняются следующие действия:

вкручивание компрессометра в проверяемый цилиндр;
нажатие педали газа до упора, чтобы полностью открыть дроссельную заслонку. Ключ зажигания начинаем вращать стартер. Вращение производится до тех пор, пока показатель прибора не перестанет расти – это и будет компрессия двигателя.

После полученного результата, необходимо сравнить с нормами, которые должны быть для данного двигателя. Если же результаты приближены к показателям нормы, то компрессия в двигателе хорошая и двигатель работает отлично, либо причина поломки двигателя не в этом.

Причины и последствия низкой компрессии

Если при измерениях получена низкая компрессия двигателя, то необходимо в срочном порядке восстанавливать давление в цилиндрах. Иначе могут быть серьезные последствия в дальнейшем при эксплуатации автомобиля. Например, будет сложно завести движок, обороты двигателя будут скакать, мотор будет очень сильно шуметь, мощность двигателя значительно снизится, увеличится расход топлива, появится синий дым, который будет выходить из выхлопной трубы при запуске двигателя.

Самыми распространенными причинами низкой компрессии может быть:

сгорела прокладка блока цилиндра;
сгорел поршень или клапан;
сильный износ деталей цилиндра;
разрушилось седло клапана.

В первую очередь необходимо проверить все эти детали и заменить неисправные. После чего, компрессия должна быть в норме, стоит провести повторные измерения.

Причины и последствия высокой компрессии

Если же результаты измерения компрессии оказались высокими, то стоит проверить, возможно в камеру сгорания попадает масло или двигатель перегревается.

Последствия высокой компрессии приводят к детонации и возникновению калильного зажигания, что в свою очередь способствует повреждению поршня и цилиндра двигателя.

При высоких показателях компрессии стоит также, проверить, не износились ли маслосъемные колпачки и кольца или нет ли нагара в цилиндрах, возможно двигателю потребуется раскоксовка ДВС.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Зрим в корень: сказки про компрессию двигателя

Залегшие кольца или трещина в клапане — значительно более частые причины снижения компрессии, чем износ двигателя.

2

Компрессия — это вульгаризм. Правильно — давление конца такта сжатия. Это давление, которое создается в цилиндре при выключенном зажигании (или без подачи топлива — для дизеля) при положении поршня в верхней мертвой точке. Так вот, многие диагносты по величине замеренной компрессии (прости, наука, за жаргон!) дают заключение: «жив пациент» или «в морг», то есть на капитальный ремонт.

По мнению многих продвинутых автомобилистов, компрессия для мотора чуть ли не всё! Но так ли это?

Компрессия и степень сжатия — одно и то же: сказка первая

Нет, не так! Компрессия — это давление в цилиндре, степень сжатия — безразмерный параметр, описывающий геометрические параметры цилиндра: это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия (камера сжатия — это объем пространства над поршнем при его положении в ВМТ (еще он называется объемом конца сжатия — это то же самое). Называть ее камерой сгорания некорректно, поскольку сгорание топлива происходит во всем объеме цилиндра.) Компрессия от степени сжатия зависит, а степень сжатия от компрессии — нет! Компрессия зависит еще от кучи параметров: давления начала сжатия, регулировки фаз газораспределения, температуры, при которой проводится замер, протечек из камеры сгорания. А протечки определяются изношенностью колец и цилиндров. «Компрессия» — то максимальное давление, которое мы измеряем в цилиндре при выключенном зажигании.

1 no copyright

Поднял компрессию — увеличил мощность: сказка вторая

Не совсем так. Компрессию можно поднять двумя способами — увеличить степень сжатия или уменьшить протечки из камеры сгорания. Посмотрим, что будет в каждом случае: в нашем распоряжении стенд. Для начала уменьшим объем камеры сжатия. Проще всего для этого прошлифовать нижнюю плоскость головки цилиндров. У базового мотора «одиннадцатого» ВАЗа рабочий объем цилиндра чуть больше 370 кубиков. При штатной степени сжатия 9,8 объем камеры сжатия составит 42,6 см³. Можно посчитать, что, сняв 2 мм с посадочной поверхности головки блока цилиндров, мы уменьшаем объем камеры сжатия на 5,1 см³. Новая степень сжатия составит 11 единиц, то есть на 1,2 выше, чем у базового мотора. А теперь, просто из интереса, уберем еще 2 мм. Степень сжатия возрастает уже до 12,6. В учебнике находим нужную формулу и получаем: термический КПД цикла поршневого двигателя теоретически должен вырасти в первом случае минимум на 4%, во втором — на 9%.

Здорово! А теперь ставим эти головки на стендовый мотор и снимаем моментные характеристики. Снижение расхода топлива существенно меньше, чем обещала теория, — на 2,5% в первом случае и на 4,5% во втором. Причем эффект более выражен в зоне малых нагрузок. Прибавка мощности еще меньше: от силы 2–3%, причем в зоне малых и средних оборотов. А на высоких — никакого эффекта… Все ясно: с увеличением степени сжатия резко растет давление в цилиндре, этот рост провоцирует детонацию, ее ловит соответствующий датчик — и сдвигает угол опережения зажигания назад. Следовательно, мощность падает. А потому и теоретический эффект существенно уменьшается. Зато растут температуры на выпуске, — стало быть, риск пожечь клапаны и поршни с таким мотором значительно выше. Способ второй — уменьшаем протечки. Пойдем от обратного: сравним, что станет с моментной характеристикой, если заменить кольца такими, чтобы зазоры в них стали больше, скажем, раза в два. Сделали. Для нового мотора — всё нормально, для всех цилиндров компрессия 13,2.

..13,4 бар. Для испорченного кольцами с большими зазорами — 10,8…11,1. А что показали замеры мощности? В зоне малых оборотов мощность испорченного мотора чуть-чуть упала, но когда перешли 2500 об/мин, кривые момента практически слились. Всё потому, что протечки из камеры сгорания в картер, которые должны бы снизить мощность, заметны только на малых оборотах, а на высоких их масса за один цикл резко падает, ведь с уменьшением времени цикла при увеличении частоты вращения коленчатого вала уменьшается и время на протечку. Компрессия резко выросла, а мощность — нет. Вместе с компрессией проснулась детонация, и угол опережения зажигания пришлось сдвигать назад. А он влияет на мощность сильнее.

2 no copyright

Нет компрессии — сразу на капиталку: сказка третья

Обычно механик, обнаруживший низкую компрессию, тут же заявляет: «Двигатель изношен, требуется капиталка». Так ли все однозначно? Нет, конечно! На спор можем назвать двадцать возможных причин снижения компрессии.

Тут и проблемы с механизмом газораспределения, и механические или термические повреждения деталей двигателя, и закоксованность поршневых колец. И только одна из них будет связана с катастрофическим износом мотора. Важно уметь различать эти причины, понимать степень их опасности и знать методы борьбы с ними. Но это — тема отдельной статьи.

Чем выше компрессия, тем лучше: сказка четвертая

Частенько от апологетов разных присадок приходится слышать, как подпрыгнула компрессия после очередной обработки мотора. Рост до 15 бар, до 17 бар! Но надо иметь в виду, что в нормальном состоянии, даже восстановив зазоры до состояния нового двигателя, компрессию выше штатной не получить. Откуда же цифры? Обычно на разобранном двигателе видно, что камера сгорания после обработки заросла непонятно чем и, как следствие, уменьшился объем камеры сжатия. Но эти отложения нарушают теплоотвод от камеры сгорания. Отсюда детонация, калильное зажигание и прочее. Так что небывалому росту компрессии не радоваться надо, а наоборот.

Изменение удельного расхода топлива при фиксированных оборотах (2500 об/мин) в двух вариантах двигателя — базовом и с кольцами, в которых увеличены зазоры. Компрессия упала, но по расходу это заметно только при малых нагрузках.

3 no copyright

И совсем не сказка…

Так на что же влияет компрессия? На многое! Главное — на пусковые свойства мотора, особенно при низких температурах. В первую очередь это касается дизельных двигателей, где от давления и температуры конца сжатия зависит, воспламенится топливо в цилиндре или нет. Но и бензиновые двигатели в холодном состоянии тоже чувствительны к изменению компрессии: она влияет на испаряемость топлива, которое при холодном пуске только теоретически должно испаряться по пути в цилиндр. А реально — попадает туда в виде негорючих жидких капель. Сниженная компрессия повышает давление картерных газов. В этом случае через систему вентиляции на впуск двигателя летит больший объем паров масла.

Плохо это: и токсичность растет, и темп загрязнения камеры сгорания резко увеличивается. Неравномерная по цилиндрам компрессия вызывает вибрации двигателя, особенно ощутимые на холостом ходу и при малых оборотах. А это, в свою очередь, вредит и трансмиссии, и подвеске мотора. Да и самому водителю. Словом, роль компрессии как диагностического признака, во многом характеризующего состояние двигателя, очень велика. И наши «сказки» никоим образом не призывают махнуть на нее рукой — наоборот! Но стремление к безудержному ее повышению в поисках дополнительных «лошадок» — дело в целом бесперспективное.

Какая компрессия должна быть в бензиновом и дизельном двигателе

На чтение 5 мин Просмотров 2к. Опубликовано 20.01.2017 Обновлено

26.01.2017

Практически каждый автомобилист сталкивался с такой неприятной ситуацией, когда мощность автомобиля снижалась буквально на глазах, машина тяжело набирала скорость, а двигатель вовсе плохо запускался. В таком случае ничего не остаётся, кроме как провести диагностику мотора. Диагностика подразумевает под собой целый ряд технических мероприятий.

Но опытные автомобилисты знают, что первым делом необходимо измерить компрессию двигателя, которая позволяет предварительно установить все проблемы силового агрегата и по возможности устранить их.

Компрессия двигателя – что это и как измеряется

Часто можно встретить, как некоторые автомобилисты путают понятие компрессии со степенью сжатия. Это две принципиально разные характеристики. Степень сжатия характеризует отношение максимального значения объёма цилиндра к минимальному, в то время компрессия – это показатель давления в цилиндрах авто, создаваемое поршнем в ВМТ своего движения в заключительной стадии такта сжатия. Как видим, ничего общего.

Степень сжатия – постоянный параметр, который может измениться только лишь в случае изменения конструктивной особенности мотора. Давление в цилиндрах двигателя может периодически меняться. Вообще компрессия является оценочным критерием состояния мотора. Какой должна быть компрессия в цилиндрах двигателя? Для каждого силового агрегата эта цифра различна, но в большой мере она зависит именно от показателя степени сжатия.

Как проверить компрессию на бензиновых и дизельных моторах

Проверка компрессии в цилиндрах двигателя различными методами позволяет более точно установить проблемное место, где следует сосредоточить свои силы. Производить замер можно в собственном гараже, не прибегая к услугам специалистов. Если вы решили собственноручно измерить этот чрезвычайно важный показатель, то необходимо вооружиться следующим арсеналом:

Сам прибор замера – компрессометр.
Заряженный автомобильный аккумулятор.
Свечной ключ.
Исправный стартер.

Специалисты зачастую проводят замер на непрогретом двигателе. Если должного опыта в проведении подобной работы нет, то предварительно необходимо прогреть мотор. После чего производится демонтаж воздушного фильтра, отключение низковольтных проводов.

Компрессометр – обычный манометр со специальным переходником. Устройство подключается к свечному отверстию и таким образом происходит замер в каждом цилиндре с одновременным запуском мотора на холостом ходу. Компрессометр удерживается несколько секунд. Как только стрелка перестаёт расти, прибор отсоединяется. Данную процедуру желательно проделать несколько раз, после чего вывести среднее значение. Вполне нормальная ситуация, когда полученные данные отличаются от заверенных производителем. Ведь в ходе эксплуатации авто происходит естественный износ деталей поршневой группы, что способствует уменьшению компрессии. Расхождение в пределах 10% считаются допустимым.

Если некоторые отклонения от нормы компрессии бензинового мотора допустимы, то для дизельного двигателя всё намного серьёзней. Производить замеры дизеля стоит не только с целью определения состояния поршневой группы, но и для того, чтобы получить рамки температурного режима, при которых возможна стабильная работа «холодного» дизельного мотора. Для того, чтобы измерить давление в цилиндрах дизельного двигателя, необходимо отключить питание, оставив в работоспособном состоянии только стартер. При замере необходимо соблюдать, пожалуй, самое важное условие – коленчатый вал должен совершать 200-250 оборотов в минуту.

Чтобы измерить данный параметр в цилиндрах дизельного мотора, необходимо соблюсти следующие условия:

Отключить подачу топлива;
Выкрутить одну форсунку;
Убедиться в работоспособности аккумулятора и стартера.

Необходимо обесточить электромагнитный клапан подачи топлива по магистрали. После чего компрессометр подключается к отверстию форсунки. Прибор должен быть с пределом измерения, по меньшей мере, 60 атмосфер.

Норма компрессии в бензиновом и дизельном двигателе

Важно помнить, что компрессия не должна быть ниже нормы. Низкие показатели приводят к следующим негативным последствиям:

Увеличение давления картерных газов;
Ускоренное загрязнение камеры сгорания, увеличение токсичности;
Повышенный расход топлива;
Существенное увеличение расхода масла.

Какова норма этой характеристики? Для определения нормы давления в цилиндрах различных силовых агрегатов существует следующая формула: степень сжатия, указанная производителем в документации авто, умножается на коэффициент, который для бензиновых силовых агрегатов равен 1,2-1,3. Цифра от 7 до 12 атмосфер считается нормальной.

Компрессия в дизельном двигателе значительно выше, следовательно, и границы нормы будут другие. Для дизеля допустима компрессия от 25 до 33 кг/см2. Разница между двумя различными цилиндрами не должна превышать трёх атмосфер. Повысить этот показатель, хоть и временно, можно за счет использования различных присадок. Но также стоит понимать, что слишком низкие показатели свидетельствуют о том, что двигатель нуждается в ремонте. Чаще всего замене подлежат гильзы. Существенно увеличивает износ этих составляющих дизтопливо неприемлемого качества.

Что делать, если компрессия слишком низкая?

Давление в цилиндрах ДВС может падать по различным причинам: прогар поршня, деформация клапана, дефект распределительного кулачка, износ маслосъёмных колпачков. Если уровень компрессии упал в одном цилиндре, есть большая вероятность, что проводить капитальный ремонт мотора не потребуется. Для устранения проблемы порой хватает простой чистки камеры сгорания от образовавшегося налёта. Другая ситуация, когда компрессия ниже нормы во всех цилиндрах. В таком случае к ремонту «сердца» авто необходимо подходить комплексно. Это более тяжелый случай, ведь потребуется регулировка зазоров ГРМ, восстановление герметичности камеры сгорания, что в конечном итоге потребует капитального ремонта.

В дизельных моторах кроме проблем с гильзами также можно обнаружить износ зеркала цилиндров. При таком недуге появляется синий дым из выхлопной трубы, который образуется из-за неполного сгорания солярки. Происходит это потому, что увеличивается зазор между составляющими, что и служит причиной образования низкого давления в камере сгорания.

Заключение

Проверка компрессии в цилиндрах двигателя является обязательной процедурой для тех, кто ищет неисправности в работе «сердца» своего автомобиля. Однако профессионалы не используются результаты замеров, как абсолютные. Полученные данные подсказывают, на что следует обратить внимание в первую очередь.

Как повысить компрессию в двигателе? Способы повышения давления могут быть различными. Всё зависит от найденной неисправности. В одних случаях хватает использования более вязкого масла, различных присадок для мотора, замена колец. В других случаях требуется капитальный ремонт силового агрегата. Поэтому, увеличить компрессию возможно в тех случаях, когда была правильно обнаружена причина её снижения.

Проверка компрессии двигателя компрессометром и без. О чем говорит компрессия в ДВС

Проверка компрессии двигателя производится для поиска неисправностей в двигателе внутреннего сгорания. Компрессия – это сжатие смеси в цилиндре под воздействием сил извне. Она измеряется как степень сжатия умноженная на 1,3. При измерении компрессии можно найти цилиндр, который имеет сбои в работе.

Если у машины появились различного рода проблемы, вроде падения мощности, потери масла, троения в моторе — то проверяют свечи, датчики, осматривают двигатель на предмет повреждений и течи. Когда такие проверки не приносят результата, тогда прибегают к замеру компрессии. Как ее определить на примере ВАЗ классики, показано в этом видео.

Самостоятельно проверить компрессию можно с помощью компрессометра. На станциях технического обслуживания такие проверки делаются с помощью компрессографа или мотортестера.

Содержание:

Причины снижения компрессии в цилиндрах

Компрессия двигателя может снизиться по многим причинам:

износом поршней и деталей поршневой группы;
неверной настройкой ГРМ;
прогаром клапанов и поршней.

Чтобы конкретно определить причину неисправности и проводится замер компрессии двигателя на горячую и на холодную. Разберемся, как проводить такую процедуру как при помощи компрессометра так и без него.

Как мерить компрессию в двигателе

Для начала нужно подготовить двигатель к проверке. Для этого нам нужно прогреть двигатель до высокой температуры в 70-90 градусов. После этого нужно отключить бензонасос, чтобы не подавалось топливо и вывернуть свечи зажигания.

Обязательно проверьте работоспособность стартера и зарядку аккумулятора. Последний этап подготовки – открыть дроссельную заслонку и воздушный клапан.

После всего этого переходим к проверке компрессии:

Наконечник компрессометра вставляем в разъем свечи и стартером прокручиваем мотор до тех пор, пока не остановится рост давления.
Коленвал должен вращаться с оборотами около 200 в минуту.
Если двигатель исправен, то компрессия должна вырасти за считанные секунды. Если это происходит долго — на лицо перегорание поршневых колец. Если давление вообще не растет, то, скорее всего, нужно менять прокладку блока. Минимальное давление в бензиновом двигателе должно быть от 10 кг/см² (в дизельном двигателе более 20 кг/см²).
После снятия показаний, спустите давление, открутив колпачок на приборе.
Аналогично проверьте все остальные цилиндры.

Иллюстрация этапов замера компрессии в цилиндре

Есть другой способ проверки, который отличается от вышеуказанного тем, что в проверяемый цилиндр заливается моторное масло. Повышение давления указывает на износившиеся кольца поршней, если давление не повышается, то причина в прокладке головки цилиндра, или вообще есть течь в клапанах.

При исправности двигателя компрессия в нем должна быть от 9,5 до 10 атмосфер (бензиновый двиг.), при этом в цилиндрах она должна отличаться не более чем на атмосферу.

Диагностировать слабую компрессию можно также по неисправностям в работе карбюратора. При протечке воздуха нужно проверить прилегание пропускного клапана. Если же воздух вытекает через верх радиатора, то виновата неисправная головка цилиндра.

Что влияет на компрессию двигателя

Положение дросселя. При закрытом или прикрытом дросселе давление снижается
Загрязнение воздушного фильтра.
Неверный порядок фаз газораспределения, когда клапан закрывается и открывается не в нужные моменты. Такое бывает при неправильном монтаже ремня или цепи.
Закрытие клапанов не вовремя из-за зазоров в их приводе.
Температура мотора. Чем больше его температура, тем больше и температура смеси. Следовательно, давление ниже.
Подсос воздуха. Утечки воздуха, снижают компрессию. Вызваны они повреждением или естественным износом уплотнителей камеры сгорания.
Попадание масла в камеру сгорания увеличивает компрессию.
Если топливо попадает в виде капель, то компрессия снижается – смывается масло, которое играет роль уплотнителя.
Отсутствие герметичности в компрессометре либо в обратном клапане.
Скорость вращения коленвала. Чем она выше, тем выше компрессия, не будет утечек из-за разгерметизации.

Выше рассказано, как мерить компрессию в ДВС, работающего на бензине. В случае с дизельным мотором измерения производятся иначе.

Измерение компрессии в дизельном двигателе

Для того, чтобы отключить поступление дизеля в мотор, нужно отключить от электропитания клапан подачи топлива. Также это можно сделать зажимом рычага отсечки на насосе высокого давления.
Измерения на дизельном двигателе производятся специальным компрессометром, который имеет свои особенности.
При проверке не нужно жать педаль газа, так как в таких ДВС нет дросселя. Если же он есть, перед проверкой его необходимо прочистить.
Каждый тип двигателя снабжен специальной инструкцией о том, как проводится измерение компрессии на нем.

Замер компрессии на дизельном двигателе.

Замер компрессии на инжекторном авто

Стоит помнить, что замеры компрессии могут быть неточными. При измерениях по большей части нужно учитывать разницу давления в цилиндрах, а не среднюю величину компрессии.

Обязательно стоит учитывать такие параметры как температура масла, двигателя, воздуха, скорость вращения мотора и т.д. Только с учетом всех параметров можно делать вывод о степени износа поршней и других деталей, влияющих на компрессию. И как результат всех этих неисправностей давать заключение о потребности проведения капитального ремонта двигателя.

Как проверить компрессию без компрессометра

Без прибора замерить компрессию не получится. Поскольку само слово «измерение», подразумевает использование измерительного прибора. Так что измерить компрессию в двигателе без компрессометра невозможно. Но если нужно проверить, определить есть ли она вообще (например после обрыва ремня ГРМ или долгого простоя авто и т.д.), то есть, несколько самых простых способов как проверить компрессию без компрессометра. Признаком плохой компрессии является нетипичное поведения авто, когда, например, на низких оборотах он работает вяло и неустойчиво, а на высоких «просыпается», при этом их выхлопной сизый дым, а если посмотреть на свечи, то они окажутся в масле. При снижении компрессии растет давление картерных газов, система вентиляции быстрее загрязняется и как результат рост токсичности CO, загрязнения камеры сгорания.

Проверка компрессии без приборов

Самая элементарная проверка компрессии двигателя без приборов — на слух. Так, как обычно, если в цилиндрах двигателя компрессия есть, то вращая стартером можно услышать, как мотор отрабатывает каждый такт сжатия с характерным звуком. Причем в большинстве случаев двигатель может немного покачиваться. Когда же компрессия отсутствует, то ни четких тактов не услышится, ни подрагивания не будет. Такое поведение зачастую свидетельствует об обрыве ремешка ГРМ.

Видео как проверить компрессию двигателя без приборов

Заткнув пробкой подходящего диаметра (резиновой, корковой пластиковой или плотной тряпкой) свечной колодец, вывернув предварительно свечу какого-то из цилиндров, можно проверить, если хоть какая-то компрессия. Ведь если она там будет, то пробка будет вылетать с характерным хлопком. Если компрессия отсутствует, то останется где была.

Прилагаемым усилием при проворачивании КВ. Такой метод проверки компрессии не имеет вообще никакой точности, но, тем не менее, в народе иногда пользуются и им. Нужно вывернуть все свечи, кроме первого цилиндра и от руки, за болт шкива коленвала, проворачивается пока не закончится такт сжатия (определяется по меткам ГРМ). Далее повторяем эту же процедуру со всеми остальными цилиндрами, приблизительно запоминая прилагаемое усилие. Поскольку замеры довольно условные, поэтому предпочтительней воспользоваться компрессометром. Такой прибор должен быть в наличии у каждого автовладельца, ведь его цена настолько велика чтобы не покупать, а его помощь может понадобится в любой момент. Необходимое значение компрессии для своего автомобиля вы можете узнать из руководства по обслуживанию или хотя бы узнать степень сжатия двигателя вашего авто, тогда компрессию можно вычислить по формуле: степень сжатия * K (где К=1,3 для бензиновых и 1,3-1,7 для дизельных ДВС).

По состоянию выхлопа или состоянию свечей зажигания, может определить компрессию без прибора только опытный моторист, и то так же само, — относительно.

Такой метод актуален для автомобилей с изношенным мотором, когда участилась доливка, а из глушителя появился появляться бело-голубой дымок со специфическим запахом. Это будет говорить о том, что масло в камеры сгорания начало поступать несколькими путями. Грамотный моторист по выхлопу и по состоянию свечей, а также проанализировав акустические шумы (для прослушивания шумов понадобится приспособление, которое представляет собой медицинский стетоскоп с механическим датчиком), точно определит из-за чего такой дым и расход масла.

Есть два основных виновников наличия масла это — масло отражательные колпачки клапанов или цилиндропоршневая группа (кольца, поршни, цилиндры), что и говорит об отклонениях в компрессии.

Когда износились сальники, зачастую появляются масляные кольца вокруг свечей и выхлопной, тогда и замер компрессии можно и не делать. А вот если после прогрева ДВС продолжается характерное дымление или его интенсивность усиливается – можно делать вывод об износе двигателя. И чтобы определить из-за чего именно компрессия пропала, нужно произвести несколько несложных тестов.

Тесты проверки пропавшей компрессии

Чтобы получить точный ответ, требуется применение всех перечисленных методов с сопоставлением полученных результатов.

Для определения изношенности колец достаточно прыснуть, со шприца, в цилиндр буквально грамм 10 масла, и повторить проверку. Если компрессия увеличилась, то устали кольца, либо другие детали цилиндропоршневой группы. В случае неизменности показателей – происходит утечка воздуха через прокладку или клапана, а в редких случаях из-за трещины в ГБЦ. А если давление изменилось буквально на 1-2 бара, время бить тревогу, — это симптом прогара поршня.

Равномерное снижение компрессии по цилиндрам указывает на обычный износ двигателя и не являются показателем к срочному капремонту.

Результаты измерения компрессии

Результаты измерения компрессии показывают состояние двигателя, в частности поршней, поршневых колец, клапанов, распредвалов и позволяют принимать решения о потребности ремонта или лишь замены прокладки головки блока или маслосъемных колпачков.

На бензиновых моторах нормальная компрессия находится в пределах 12-15 бар. Если разбираться по подробнее, то тенденция будет следующей:

переднеприводные отечественные авто и старые иномарки – 13,5-14 бар;
заднеприводные карбюраторные – до 11-12;
новые иномарки 13,7-16 бар, а турбированные авто и с большим объемом до 18 бар.
в цилиндрах дизельного авто компрессия должна составлять не менее 25-40 атм.

В таблице ниже представлены более точные значения давления компрессии для разных двигателей:

Тип двигателя	Значение, бар	Предел износа, бар
1.6, 2.0 л	10,0 — 13,0	7,0
1.8 л	9,0 — 14,0	7,5
3.0, 4.2 л	10,0 — 14,0	9,0
1.9 л TDI	25,0 — 31,0	19,0
2.5 л TDI	24,0 — 33,0	24,0

Результаты динамики роста

Когда величина давления 2–3 кгс/см², а затем, в процессе проворачивания, резко поднимается, то скорее всего изношены компрессионные кольца. В таком же случае компрессия резко возрастает на первом такте работы, если капнуть масла в цилиндр.

Когда давление сразу достигает 6–9 кгс/см² и потом практически не изменяется, то вероятнее всего, не плотно прилегают клапана (притирка исправит ситуацию) или износилась прокладка головки блока цилиндров.

В случае, когда наблюдается понижение компрессии (примерно на 20%) в одном из цилиндров, и при этом мотор на холостом ходу работает неустойчиво, то большая вероятность износа кулачка распредвала.

Если результаты замера компрессии показали, что в одном из цилиндров (или двух соседних), давление поднимается заметно медленнее и на 3-5 атм. ниже нормы, то вероятно прогорела прокладка между блоком и головкой (нужно обратить внимание масла в ож).

Кстати не стоит радоваться если у вас двигатель старенький, а компрессия стала больше чем на новом – рост компрессии объясняется тем, что в результате долгой работы камера сгорания имеет масляные отложения которые не только ухудшают теплоотвод, но и уменьшают её объем, а как результат появляется детонация калильное зажигании и тому подобные проблемы.

Неравномерная по цилиндрам компрессия вызывает вибрацию двигателя (особенно ощутимо на холостых и низких оборотах), что в свою очередь также вредит и трансмиссии, и подвеске мотора. Так что, померив, давление компрессии, обязательно нужно делать выводы, и устранять дефект.

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

Какая компрессия говорит о проблемах в моторе?

Фото: drive2.ru

Многие автомобилисты знают, что для диагностики состояния двигателя в машине необходимо измерить компрессию – то есть давление в цилиндре, когда поршень достигает верхней мёртвой точки. Но вот какие значения можно считать нормальными, а какие говорят о проблемах?

Проверка при покупке

Чаще всего разговоры о компрессии в моторе заходят при покупке автомобиля, когда необходимо тщательно проверить двигатель. И это правильно, ведь если купить машину без проверки, то можно нарваться на капитальный ремонт двигателя, что обойдётся в немалую сумму. Также о компрессии вспоминают владельцы старых автомобилей, чьи двигатели имеют довольно большой износ.

Как проверяют компрессию?

Для измерения давления в цилиндрах двигателя используют специальное устройство – компрессометр. Это такой шланг с манометром на одном конце и штуцером для соединения с мотором с другой. Его подключают вместо выкрученной из блока свечи зажигания, после чего стартером прокручивают мотор и замеряют давление, создаваемое поршнем в цилиндре. Принято считать, что хорошая компрессия должна находиться на уровне 14 кгс/см, а плохая будет ниже 10 кгс/см.

Фото: avto-zed.com

Но на самом деле это ошибочное суждение. В реальности при измерении компрессии важно намерить максимальное значение в двигателе, а скорее понять разницу в давлении между цилиндрами. На проблемных моторах один или несколько цилиндров будут выдавать значительно меньшую компрессию, чем остальные. Для старых моторов, с пробегом под 150-200 тысяч километров, значение уровня компрессии обычно находится в пределах от 9,5 до 10,5 кгс/см. На более новых машинах значение должно быть больше, в районе 12-14 кгс/см.

Если при проверке оказалось, что какой-то цилиндр создаёт слишком малое давление, то это может говорить о закоксованности и каких-то других проблемах. Чтобы выяснить более точно, используют такое устройство, как эндоскоп, с его помощью можно осмотреть цилиндр и поршень не разбирая мотор.

При использовании любых материалов необходима активная ссылка на DRIVENN.RU

Проверка компрессии двигателя автомобиля — результаты измерения

Недавно двигатель работал нормально, но упала мощность, увеличились расход топлива и масла, а на холостом ходу появилась вибрация. В подобных случаях для определения причины неисправности прибегают к измерению компрессии. Расскажем как правильно проверить компрессию двигателя и на что влияют результаты измерений.

Что это такое

Компрессией называют величину максимального давления в цилиндре, создаваемого при холостой прокрутке двигателя стартером (например, при отключении свечи зажигания). Компрессию двигателя не стоит путать со степенью сжатия, т.к. это разные понятия. Чтобы измерить компрессию, необходимо вместо свечи установить компрессометр. Этот прибор представляет собой манометр, соединенный шлангом со штуцером и обратным клапаном. При вращении коленчатого вала двигателя в шланг нагнетается воздух, пока давление в шланге не сравняется с максимальным давлением в цилиндре. Его значение зафиксирует манометр.

Как правильно проверить

двигатель должен быть «теплым». Подача топлива должна быть отключена. Можно, например, отключить бензонасос, форсунки или использовать другие способы, препятствующие попаданию большого количества топлива в цилиндры;
необходимо вывернуть все свечи. Выборочный демонтаж свечей, практикуемый на некоторых СТО, недопустим, так как увеличивает сопротивление вращению и произвольно снижает обороты при прокрутке двигателя стартером;
аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена, а стартер — исправен.

Компрессию измеряют с открытой или с закрытой дроссельной заслонкой. Каждый из способов дает результаты и позволяет определять свои дефекты. Когда заслонка закрыта, в цилиндры поступит мало воздуха, поэтому компрессия будет низкой и составит около 0,6-0,8 МПа. Утечки воздуха в этом случае сравнимы с его поступлением в цилиндр. Вследствие этого компрессия становится особо чувствительной к утечкам — даже при малых неплотностях ее значение падает в несколько раз. При измерении компрессии с открытой заслонкой картина будет иной. Большое количество поступившего воздуха и рост давления в цилиндре, конечно, способствуют увеличению утечек. Но они заведомо меньше подачи воздуха. Вследствие этого компрессия падает не столь значительно (приблизительно до 0,8-0,9). Поэтому, замер компрессии с открытой заслонкой лучше подходит для определения «грубых» дефектов двигателя, таких как: поломки поршней, закоксовывание колец, прогары клапанов, задиры поверхности цилиндров.

В обоих способах измерения желательно учитывать динамику нарастания давления — это поможет установить истинный характер неисправности с большей вероятностью. Так, если на первом такте величина давления, измеряемая компрессометром, низкая (0,3-0,4), а при последующих тактах резко возрастает, — это косвенно свидетельствует об износе поршневых колец.

В таком случае заливка в цилиндр небольшого количества масла сразу увеличит не только давление на первом такте, но и компрессию.

Чем проверяют

Самым распространенным прибором является компрессометр. Также в продаже имеются целые наборы с комплектом переходников (адаптеров), позволяющих проводить измерения на автомобилях любых марок и моделей.

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

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

Результаты измерения

Неисправность	Признаки неисправности	Компрессия, МПа
Неисправность	Признаки неисправности	полностью открытая заслонка	закрытая заслонка
Полностью исправный двигатель	Отсутствуют	1,0 — 1,2	0,6 — 0,8
Трещина в перемычке поршня	Синий дым выхлопа, большое давление в картере	0,6 — 0,8	0,3 — 0,4
Прогар поршня	То же, цилиндр не работает на малых оборотах	0,5 — 0,5	0 — 0,1
Залегание колец в канавках поршня	То же	0,2 — 0,4	0 — 0,2
Задир поршня и цилиндра	То же, возможна неустойчивая работа цилиндра на холостом ходу	0,2 — 0,8	0,1 — 0,5
Деформация клапана	Цилиндр не работает на малых оборотах	0,3 — 0,7	0 — 0,2
Прогар клапана	То же	0,1 — 0,4	0
Зависание клапана	То же	0,4 — 0,8	0,2 — 0,4
Дефект профиля кулачка распредвала (для конструкций с гидротолкателями)	То же	0,7 — 0,8	0,1 — 0,3
Повышение количества нагара в камере сгорания в сочетании с изношенными маслосъемными колпачками и кольцами	Повышенный расход масла с синим дымом выхлопа	1,2 — 1,5	0,9 — 1,2
Естественный износ деталей поршневой группы	То же	0,6 — 0,9	0,4 — 0,6

В большинстве случаев результаты замеров компрессии являются относительными. Это значит, что необходимо опираться на разницу в значениях компрессии у различных цилиндров, а не на саму ее абсолютную величину.

Знаете ли вы ?: Степень сжатия | Автомобильные новости

Что такое степень сжатия?

Каждый двигатель имеет определенную степень сжатия. Топливно-воздушная смесь сжимается в цилиндре для создания воспламенения, сила которого зависит от степени сжатия: объема цилиндра, когда поршень находится в нижней части своего хода, по сравнению с объемом цилиндра, когда поршень находится в нижнем положении. в верхней части штриха. Кстати, вы должны знать, что под рабочим объемом двигателя понимается полная мощность всех поршней в течение полного цикла.

Воспламенение происходит, когда поршень находится в верхней части своего хода, то есть в верхней части цилиндра (также известной как головка цилиндра), который образует камеру сгорания. Оставшийся объем топливовоздушной смеси внутри камеры сгорания позволяет пропорционально определять степень сжатия.

Степень сжатия обычно составляет от 8: 1 до 10: 1. Более высокая степень сжатия — скажем, от 12: 1 до 14: 1 — означает более высокую эффективность сгорания.

Фото: Себастьян Д’Амур

Преимущества
Более высокая степень сжатия и полнота сгорания означают большую мощность при меньшем количестве топлива и меньшем количестве выхлопных газов.С другой стороны, более сильные воспламенения усиливают нагрев, трение и износ, что затрудняет работу внутренних компонентов двигателя. Автопроизводителям нужно найти правильный компромисс.

Возьмем, к примеру, технологию Mazda SKYACTIV. Инженеры переработали внутренние компоненты, чтобы увеличить ход поршня, чтобы обеспечить более высокую степень сжатия. При этом водителям, которые хотят воспользоваться этим, абсолютно необходимо использовать бензин премиум-класса (бензин с более высоким октановым числом).

Двигатели с наддувом и дизельные двигатели
Двигатели без наддува могут иметь более высокую степень сжатия, чем двигатели с наддувом (с наддувом или с турбонаддувом).Например, в двигателе с турбонаддувом воздух, поступающий в камеру сгорания, уже находится под давлением, поэтому степень сжатия должна быть немного ниже, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на компоненты. Двигатели с наддувом обычно имеют степень сжатия от 8: 1 до 8,5: 1.

Однако, что касается дизельных двигателей, отсутствие свечей зажигания требует более высокой степени сжатия — примерно от 14: 1 до 22: 1. Они используют горячий воздух для испарения, а затем воспламенения топлива.

Сорта топлива
Чем больше сжатие и нагрев топлива может выдержать топливо перед воспламенением, тем выше октановое число (87, 91, 94 и т. Д.)) и более высокой марки топлива (обычное, премиум и т. д.).

Как я уже сказал; более высокая степень сжатия означает больше тепла внутри двигателя. Топливо с более высоким октановым числом может выдерживать большее повышение температуры и менее склонно к преждевременному воспламенению или преждевременному воспламенению, также известному как детонация двигателя. Это явление изменяет ход поршня и может привести к серьезному повреждению двигателя.

Степень сжатия — обзор

Степень сжатия обычно варьируется от 1,05 до 7 на ступень; однако соотношение 3.5–4,0 на стадию считается максимальным для большинства технологических операций. Довольно часто повышение температуры газа во время сжатия диктует предел безопасного или разумного повышения давления. Максимальное повышение температуры определяется либо максимальной рабочей температурой цилиндра компрессора, либо максимальной температурой, которую газ может выдержать перед разложением, полимеризацией или даже самовоспламенением, как для хлора, ацетилена и т. Д. увеличение степени сжатия, это также добавляет к выбору разумного предельного давления нагнетания.При известной максимальной температуре максимальная степень сжатия может быть рассчитана из соотношения повышения адиабатической температуры.

Оптимальная минимальная мощность достигается при одинаковой степени сжатия во всех цилиндрах для многоступенчатых агрегатов. При внешнем охлаждении газа между ступенями необходимо сделать разумные поправки на перепады давления в промежуточных охладителях и учесть это при настройке степеней сжатия:

Фактическая (с промежуточным охлаждением)

(18-38) Pi1 / P1 = Pi2 / Pi1 ′ = Pi3 / Pi2 ′ =… Pfy / Piy

где 1,2,3 ,.… Y = состояние газа в баллоне, представленное (1) для первой ступени, (2) для второй ступени и т. Д.

i = состояние межступенчатого давления нагнетания, непосредственно в баллоне.

Prime (‘) = состояние межкаскадного нагнетания, уменьшенное за счет падения давления в промежуточных охладителях, клапанах, трубопроводах и т.д .; следовательно, штрих представляет фактическое давление на всасывании следующего цилиндра в многоступенчатой цилиндровой системе.

f = конечное давление или давление на выходе из многоступенчатой установки.

Степени сжатия по ступеням:

R1 = Pi1 / P1R2 = Pi2 / Pi1′R3 = Pi3 / Pi2′Rf = Pfy / Piy ′

(18-39) R1 = R2 = R3 = … Rf = yRt

, где R _t = общая степень сжатия агрегата = P _i / P ₁

Для двухступенчатого сжатия на ступень:

(18-39A) R1 = R2 = Pf2 / P1

Для пяти ступеней:

(18-39B) R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 5Pf5 / P1

Обычно на многоступенчатых машинах используются промежуточные охладители.Функция промежуточного охладителя заключается в охлаждении газа до максимально близкой к исходной температуре всасывания с минимально возможным падением давления. Это важно для термочувствительных материалов. Это охлаждение приводит к экономии требуемой тормозной мощности, так как по существу происходит охлаждение при постоянном давлении, что приводит к тому, что следующий цилиндр обрабатывает меньший объем газа. Для достижения наибольшей экономии следует использовать самое холодное охлаждение, доступное на практике.

В некоторых случаях желательно использовать двухступенчатое сжатие без промежуточного охлаждения.Если состав газа должен оставаться постоянным на протяжении всего процесса сжатия, а температура не ограничивается, промежуточные охладители нельзя использовать, если присутствуют конденсируемые вещества. Иногда для газов с низким значением «k» или «n» используются две ступени, чтобы повысить объемный КПД. Когда это так, и высокие температуры сжатия или экономичность работы не контролируются, может быть выгодно отказаться от промежуточного охладителя.

Обратите внимание, что, когда промежуточные охладители не используются, температура воды в рубашке компрессора должна быть на 10–15 ° F выше, чем точка росы между ступенями.Для этого на предыдущем этапе потребуется теплая вода из куртки.

Работа промежуточного охладителя внешне не влияет на теоретическую оптимальную степень сжатия на ступень. Однако это влияет на совокупную мощность, необходимую для выполнения работы по полному сжатию, потому что все потерянные потери давления должны быть заменены на мощность в лошадиных силах. За счет этого промежуточного охлаждения также наблюдается выигрыш в производительности, как показано на рисунках 18-17A и 18-17B. Поправка на падение давления в промежуточном охладителе обычно делается путем увеличения давления на выходе из цилиндра, чтобы включить половину падения давления в промежуточном охладителе между ступенями, а давление всасывания на следующей ступени уменьшается до другой половины падения давления. по сравнению с теоретическим давлением без учета перепада давления.

Рисунок 18-17а. Комбинированные индикаторные карты двухступенчатого компрессора, показывающие, как водяные рубашки цилиндра и промежуточный охладитель помогают приблизить линию сжатия к изотермической.

Рисунок 18-17b. Влияние объема зазора на КПД цилиндра поршневого компрессора (эффект конструкции клапана).

Можно рассчитать степень сжатия на ступень.

(18-40) Pf = P1Rγ− (Δp1) Rγ − 1− (Δp2) Rγ − 2− (Δp3) Rγ − 3− (Δp4) Rγ − 4…

Продолжайте, чтобы увидеть количество членов в правой части уравнение, равное количеству ступеней. Обычно это лучше всего решается методом проб и ошибок, и его можно упростить, если предположить, что большинство значений ΔP равны. Предполагается, что весь перепад давления в промежуточном охладителе вычитается из давления всасывания следующей ступени, т.е.е. Падение давления в промежуточном охладителе первой ступени вычитается из давления всасывания второй ступени.

P _f = конечное давление многоступенчатого набора цилиндров

γ = количество ступеней сжатия

Δp = перепад давления на промежуточных охладителях, фунт / кв. Дюйм

1 = первая ступень

2 = вторая ступень

Если половина Δp добавляется к разряду одной ступени и половина вычитается из всасывания следующей ступени:

(18-41) Pf = P1Rγ− (12Δp1) Rγ − 1− (12Δp2) Rγ − 2− (12Δp3) Rγ − 3− (12Δp4) Rγ − 4…

На практике соотношения для каждой ступени могут не совпадать; однако это не мешает компрессору работать удовлетворительно, если все другие факторы учитываются соответствующим образом.

Охлаждение рубашки компрессора. Вода для охлаждения рубашки компрессора не должна быть такой же теплой, как вода в рубашке газового двигателя. Вода на 15–20 ° F более теплая, чем точка росы сжимаемого газа, предохраняет от конденсации. Рекомендуется повышение температуры воды в рубашке максимум на 15–20 ° F. Никогда не следует ограничивать поток воды к рубашкам, чтобы поддерживать эту температуру, поскольку пониженная скорость имеет тенденцию способствовать загрязнению рубашек.

Количество тепла, отводимого рубашками компрессора, зависит от размера и типа машины.Этот отвод тепла обычно выражается в британских тепловых единицах / час / л.с. Отвод тепла в цилиндр компрессора в среднем составляет около 500 БТЕ / ч / л.с. Некоторые из них имеют низкий уровень 130, и необходимо уточнить у производителя, чтобы получить точную цифру.

Пример 18-1

Межступенчатое давление и степени сжатия

Для двух ступеней сжатия, какими должны быть давления в цилиндрах, если перепад давления в промежуточном охладителе и трубопроводе составляет 3 фунта на квадратный дюйм?

Всасывание до первой ступени: P ₁ = 0 фунтов на кв. Дюйм (14.7 psia)

Нагнетание из второй ступени: P _f2 = 150 psig (164,7 psia)

Perstage: Rc = 164,7 / 14,7 = 11,2 = 3,35

Без промежуточного охлаждения:

С промежуточным охлаждением:

Первая ступень:

Вторая ступень:

Пример показывает, что, хотя отношения на цилиндр сбалансированы, каждое из них больше теоретического. Это соответствует реальным операциям.

Важно отметить, что довольно часто фактическая степень сжатия для отдельных цилиндров многоступенчатой машины не может быть точно сбалансирована.Это условие возникает в результате ограничения потребляемой мощности для определенных размеров и конструкций цилиндров производителя. При окончательном выборе они будут скорректированы, чтобы обеспечить максимально возможные степени сжатия для использования стандартных конструкций.

Как проверить компрессию двигателя — Блог AMSOIL

Компрессия двигателя = мощность двигателя. Простое уравнение может понять даже мы, не инженеры. В этом посте мы рассмотрим, как проверить компрессию двигателя.

Что такое компрессия двигателя?

Однако сначала давайте определимся с нашими терминами.

Компрессия двигателя означает давление, которое ваш двигатель создает внутри цилиндров во время работы.

То, какое давление производит двигатель и насколько хорошо он преобразует это давление в полезную работу, влияет на эффективность и мощность вашего двигателя.

Как все это работает, и как износ и отложения могут со временем ухудшить сжатие (то есть мощность в лошадиных силах) — это интересные темы, о которых вы можете подробнее узнать здесь. Но сегодня мы говорим о том, как проверить компрессию двигателя.

В этом примере я использовал свою Toyota Corolla 1998 года выпуска. Не смейся. Я заплатил за это наличными, и он работает гладко, как швейная машинка. Я также обратился за помощью к Пату Бурграффу, одному из техников нашей механической лаборатории.

Посмотрите видео или пошаговые инструкции, чтобы узнать, как проверить компрессию двигателя.

Необходимое время: 30 минут.

Как проверить компрессию двигателя

Убедитесь, что автомобиль не заводится, когда вы проворачиваете его выше
Для проверки компрессии вам нужно провернуть двигатель на несколько оборотов, и вы не хотите, чтобы он сработал в процессе.Снимите предохранители топливного насоса и системы впрыска топлива, чтобы газ не попадал в цилиндры при каждом запуске двигателя. Затем отсоедините блоки катушек. Имейте в виду, что процесс для вашего автомобиля может отличаться от изображения здесь.
Потяните за свечи зажигания
Пометьте провода свечи, чтобы вернуть их в правильное положение. В противном случае ваш автомобиль не заведется, когда вы закончите. Вверните манометр в отверстие свечи зажигания. Будьте осторожны, не перекручивайте резьбу.Вы можете купить тестер сжатия менее чем за 50 долларов в большинстве магазинов автозапчастей.
Прокрутите двигатель
Попросите помощника провернуть двигатель 5-10 раз или до тех пор, пока стрелка манометра не перестанет вращаться. Отметьте psi и перейдите к следующему цилиндру.
Запишите результаты
Запишите результаты для каждого цилиндра, чтобы вы могли сравнить и определить, слишком ли низкая компрессия в одном цилиндре.

Что считается «нормальным» сжатием двигателя?

Здесь все становится неясным.«Хорошая» компрессия зависит от двигателя. К сожалению, двигатели не имеют надлежащей компрессии с внешней стороны.

Но хорошее практическое правило гласит, что каждый цилиндр в механически исправном двигателе должен иметь сжатие 130 фунтов на квадратный дюйм или выше.

Хотя я видел, как некоторые люди утверждали, что 100 фунтов на квадратный дюйм достаточно, редукторы и другие источники, с которыми я консультировался, считают это слишком низким.

Кроме того, вам нужна последовательность от одного показания к другому.

Опять же, хорошее практическое правило — не более 10 процентов отклонения между любым из цилиндров.

Нельзя сказать, что отклонение одного цилиндра на 15 или 20 процентов означает, что ваш двигатель не работает. Но хороший, исправный двигатель должен демонстрировать минимальные отклонения.

Моя верная Corolla прошла испытание, подняв давление в каждом цилиндре от 165 до 175 фунтов на квадратный дюйм.

Быстрая проверка, если в одном из цилиндров низкая компрессия

Если один цилиндр имеет низкую степень сжатия, попробуйте налить около чайной ложки масла в отверстие свечи зажигания и повторите проверку .Если компрессия увеличивается, вероятно, кольца застряли или изношены. Масло действует как уплотнение и помогает закрыть зазор между кольцами и стенкой цилиндра, через который цилиндр теряет давление.

Если это не помогает, возможно, клапаны или их уплотнения изношены.

Если вы подозреваете, что кольца застряли, попробуйте промывку двигателя, предназначенную для удаления отложений, такую как промывка двигателя и трансмиссии AMSOIL.

Вы также можете попробовать присадку к топливу, которая очищает поршни, например AMSOIL P.я.

Слово мудрым: вы можете зажечь индикатор проверки двигателя, выполняя этот тест, как это сделал я. Тем не менее, проехав несколько миль, он сработал сам.

Обновлено. Первоначально опубликовано 13 марта 2017 г.

Пять вещей, которые вам нужно знать о первом в мире коммерческом двигателе с воспламенением от сжатия

Даже после более чем 100 лет разработки двигателей внутреннего сгорания Mazda считает, что предстоит еще многое сделать.Вот почему инженеры Mazda потратили десятилетия на разработку двигателя внутреннего сгорания, который имел бы мощность и эффективность дизельного топлива, но мог бы работать на гораздо более распространенном бензине.

С этой целью Mazda недавно представила свой революционный двигатель SKYACTIV-X, первый в мире коммерчески доступный бензиновый двигатель с воспламенением от сжатия.

Чтобы лучше понять этот скачок в технологии двигателей, вот пять вещей, которые вы должны знать о двигателе SKYACTIV-X.

1.Неумолимые инновации
Двигатель SKYACTIV-X — первый в мире коммерческий бензиновый двигатель, в котором используется воспламенение от сжатия. Что это обозначает? Вместо двигателя, который воспламеняет топливо только от искры, двигатель SKYACTIV-X использует экстремальное давление для воспламенения топлива (как в дизельном двигателе). Он сочетает в себе уроки, извлеченные из более чем трех десятилетий технологий Mazda (двигатели Mazda с наддувом Miller Cycle 1990-х годов и SKYACTIV Technology 2000-х и 2010-х годов) в усовершенствованном пакете с высоким крутящим моментом.Поскольку воспламенение от сжатия требует очень специфических условий для эффективной работы — обычно при очень малых нагрузках — прорыв Mazda SKYACTIV-X заключается в использовании традиционной свечи зажигания для начала процесса сгорания, используя повышение давления от образовавшегося ядра пламени для запуска воспламенения от сжатия остаток цилиндра. Это позволяет двигателю работать с соотношением воздух / топливо, превышающим 30: 1, вместо обычных 14,7: 1. И, конечно же, меньшее количество впрыскиваемого в двигатель топлива означает меньшее потребление топлива, поэтому этот двигатель обеспечивает на 20-30 процентов большую экономию топлива, чем даже собственный SKYACTIV-G 2 Mazda.0-литровый двигатель, который сам по себе является одним из самых эффективных бензиновых двигателей в мире.

2. Лучшее из двух миров
Этот революционный двигатель, обладающий высокой эффективностью в широком диапазоне оборотов двигателя и его нагрузок, обеспечивает водителям потрясающие ходовые качества, которых они ожидают от Mazda, с превосходной экономией топлива, которой они заслуживают, работая более эффективно. независимо от того, путешествуете ли вы или используете в сценариях более динамичного вождения.

3.Меньше значит больше
Представьте себе двигатель размером с 2,0-литровый двигатель Mazda SKYACTIV-G, мощностью 2,5-литрового двигателя Mazda и с более высокой эффективностью, чем 1,5-литровый дизельный двигатель Mazda SKYACTIV-D на европейском рынке. Все это говорит о том, что двигатель SKYACTIV-X с искровым зажиганием и воспламенением от сжатия продолжит гордую традицию Mazda отличного отклика дроссельной заслонки и лучшей топливной экономичности. SKYACTIV-X будет предлагать на 20-30 процентов более высокую топливную эффективность, чем современные двигатели.

4.Утонченность, уточнение, уточнение
По мере того, как направление бренда Mazda Premium продолжает развиваться, огромное внимание уделяется тому, чтобы наши двигатели оставались беззвучными, обеспечивая при этом мощность в широком диапазоне скоростей. В сочетании с платформой нового поколения Mazda Mazda стремится сделать свои автомобили роскошными автомобилями плавными и тихими, но при этом они по-прежнему будут обеспечивать динамичную динамику, которой славятся Mazdas.

5. Метод, скрывающийся за безумием
Mazda объявила, что она будет создавать гибридные и электрические технологии, поскольку рынки и правила продолжают развиваться.Но вместо того, чтобы прикреплять электродвигатель к любому старому бензиновому двигателю, инженеры Mazda сочли необходимым «довести до максимума» бензиновый двигатель. Как и Mazda на протяжении десятилетий, ее могучая команда инженеров продолжает возиться с технологиями, совершенствуясь, когда другие сдаются, и никогда не устает бросать вызов условностям.

Основные причины низкой компрессии двигателя и способы их устранения

Возможно, вы не знакомы с проблемой низкой компрессии двигателя, но если она случится с вами, вы очень быстро поймете, насколько она может быть сложной.Что такое низкая компрессия двигателя, почему это происходит и что с этим делать?

Проще говоря: двигатель внутреннего сгорания, такой как двигатель вашего автомобиля, полностью работает по принципу сжатия. Топливные форсунки смешивают бензин и воздух и распыляют эту смесь в камеру сгорания, где она воспламеняется, создавая сгорание, которое сжимается в цилиндрах двигателя, приводя в движение автомобиль и заставляя его двигаться. Легко понять, насколько низкая компрессия может создать проблемы для автомобиля.

Если у вас есть проблемы с компрессией в двигателе, ваш автомобиль либо пропускает зажигание при запуске двигателя, либо работает плохо, либо, если у вас низкая компрессия во всех цилиндрах или ее нет, вообще не заводится. Вы не сможете водить машину долго, если вообще сможете, с низкой степенью сжатия. Вам нужно немедленно решить проблему, но сначала вы должны понять причины низкой компрессии двигателя.

Причины низкой компрессии двигателя

Есть несколько причин, по которым вы можете устранить потерю компрессии в ваших цилиндрах.Один из возможных вариантов — взорванная прокладка головки блока цилиндров. Прокладка головки соединяется с головкой блока цилиндров в верхней части двигателя. Если есть проблема, вы заметите зазор между цилиндром и головкой, и газ выйдет из цилиндра, что приведет к низкому сжатию.

Проблема также может заключаться в неисправности поршней, которые приводят в движение ваш автомобиль. Если ваш двигатель работает слишком горячо, тепло может прожечь отверстия в поршнях, которые являются еще одной областью утечки газа, что приведет к потере компрессии.Однако более вероятен сценарий, когда сами поршни целы, но поршневые кольца были повреждены из-за перегрева и не могут герметизировать газ внутри цилиндра. Часто виной всему низкая компрессия во всех цилиндрах.

Кроме того, утечка компрессии может быть не в поршнях или прокладке головки, а в клапанах. Выпускные клапаны и воздухозаборные клапаны в верхней части цилиндра также могут быть перегреты, и утечка газа или уплотнения клапанов могут стать слишком изношенными, чтобы герметизировать газ должным образом.В любом случае результатом часто является низкое сжатие.

Некоторые проблемы с клапанами могут привести к низкой компрессии. Во-первых, у вас может быть опущенное седло клапана. Это происходит, когда металлическое кольцо, обычно вдавливаемое в головку блока цилиндров, освобождается из-за теплового расширения и выпадает из головки, позволяя воздуху выходить в порт клапана.

Другой пример: пружина клапана может сломаться. Пружина клапана позволяет впускному или выпускному клапану снова закрываться после того, как распредвал открывает их. Если один сломается, клапан не сможет полностью закрыться, и компрессия выйдет из строя.

У вас может быть даже выпавший комплект фиксаторов клапана. Это небольшие металлические детали в держателе пружины клапана, которые удерживают клапан в соединении с пружиной клапана. Если они смещаются, они могут упасть в цилиндр и соприкоснуться с поршнем, препятствуя сжатию.

Еще одним вероятным виновником может быть ремень ГРМ. Это соединяет распределительный вал и коленчатый вал и требуется для поворота распределительного вала. Если он сломан или изношен, а распределительный вал не может вращаться, ремень ГРМ не сможет открыть выпускной или впускной клапан, чтобы сгорание приводило к сжатию, необходимому для движения автомобиля.Если у вас вообще нет компрессии в ваших цилиндрах, у вас, вероятно, плохой ремень ГРМ или сломанный распределительный вал.

Теперь, когда вы знаете некоторые из наиболее распространенных причин низкой компрессии двигателя, что с этим делать?

Как исправить низкую компрессию двигателя

Если у вас есть проблема с компрессией в вашем двигателе, вы, вероятно, знаете об этом, но вы можете проверить, чтобы убедиться, что проблемы с вашим двигателем не связаны с другой проблемой. Для этого вам следует приобрести манометр для проверки компрессии.Убедитесь, что вы отключили двигатель, чтобы он не запускался, пока вы проверяете цилиндры.

Снимите катушку зажигания и свечу зажигания с проверяемого цилиндра. Вставьте удлинитель манометра и закрутите его. Попросите кого-нибудь провернуть двигатель и смотреть на манометр, пока не достигнете максимального сжатия. В здоровом двигателе должно быть 100 фунтов на квадратный дюйм на цилиндр. Если два цилиндра рядом друг с другом имеют низкое давление, вероятной причиной является взорванная прокладка головки блока цилиндров.

Если вы обнаружите, что у вас низкая компрессия, единственное решение — заменить протекающую деталь, будь то поршень, поршневое кольцо, распределительный вал, прокладка головки или клапаны.Вы можете использовать информацию, предоставленную выше, чтобы провести небольшую детективную работу и вынюхать оскорбительную часть. Если ваш автомобиль склонен к перегреву или старый, причиной вашей проблемы с компрессией может быть несколько неисправных деталей.

В зависимости от неисправной детали вы можете потребовать дорогостоящего ремонта. Однако обычно у вас мало альтернатив, так как вы не можете ездить с низким уровнем сжатия или без него.

Компрессионные средства двигателя

Если у вас нет времени или средств для физического ремонта (сложной детали), следующим шагом должно стать добавление в двигатель средства для восстановления компрессии двигателя, такого как Rislone Compression Repair with RingSeal.Хотя такой продукт не гарантирует, что у вас никогда не будет проблем со сжатием (некоторые проблемы со сжатием слишком серьезны, и аппаратное исправление является единственным вариантом ремонта), он может значительно снизить вероятность этого, отклеивая кольца и заполняя зазоры в стенках цилиндров, которые возобновляются. изношенные двигатели, восстановить компрессию, отремонтировать прорвавшиеся двигатели и восстановить мощность.

Если вы ищете наши продукты для компрессионной обработки двигателей или другие подобные продукты, вы можете найти ближайший к вам магазин, где они продаются, здесь.

Вот что на самом деле означает «степень сжатия» и почему это важно.

Новый двигатель Toyota с высокой степенью сжатия «Dynamic Force».Рисунок: Toyota / Raphael Orlove

Вы уже слышали термин «степень сжатия», но задумывались ли вы, что именно он означает? Что ж, пора объяснить, что такое степень сжатия, и почему каждый автопроизводитель теперь одержим ею, как Святым Граалем.

Степень сжатия, надо признать, сложнее, чем кажется на первый взгляд. Не помогает и то, что это один из тех терминов, которые вы слышите на автосалонах и в пресс-релизах без серьезных объяснений.Это одна из тех вещей, которые вы в большинстве своем пытаетесь понять, пытаясь произвести впечатление на артиста-трапеции, которого встретили в цирке на прошлых выходных.

Мы знаем, что высокая степень сжатия — это хорошо, а низкая — плохо. Мы знаем, что новый двигатель Mazda Skyactiv-X «Holy Grail» отличается высокой степенью сжатия, наряду с «дизельным убийцей» Infiniti и серией Toyota «Dynamic Force», которые рекламируют большую мощность при большей эффективности.

Мы живем в эпоху, когда инженеры не могут просто увеличить мощность двигателя, сделав его больше.Изменение степени сжатия двигателя становится обычным делом.

G / O Media может получить комиссию

(Кстати, если вы читаете это и фыркаете, потому что уже знаете, что такое степень сжатия, хорошо для вас! Не все остальные.)

What Defines Степень сжатия очень проста

Степень сжатия — это именно то, на что это похоже — степень, при которой вы сжимаете максимальный объем цилиндра до минимального объема цилиндра. Это объем цилиндра, когда поршень полностью опущен по сравнению с полностью вверху.Это написано и указано в виде отношения. Например, для двигателя со степенью сжатия 9: 1 вы бы сказали, что это «девять к одному».

Скриншот: ВСЕ О ДВИГАТЕЛЯХ (YouTube)

А теперь представьте себе цилиндр в своей голове. Поршень движется вверх и вниз внутри этого цилиндра. Когда поршень находится в самой нижней точке, это называется нижней мертвой точкой. Вот где объем цилиндра наибольший. Когда поршень находится в самой высокой точке цилиндра, это называется верхней мертвой точкой, и именно здесь объем цилиндра наименьший.Сравнение этих двух объемов — вот откуда взялось ваше соотношение.

Если вы такой же наглядный ученик, как я, вам понравится этот созданный мной GIF, показывающий, как работает четырехтактный двигатель. Видите, как поршень движется вверх во время такта сжатия? Это весь воздух и топливо сжимаются в цилиндре. Если двигатель имеет высокую степень сжатия, это означает, что данный объем воздуха и топлива в цилиндре сжимается в гораздо меньшее пространство, чем двигатель с более низкой степенью сжатия.

А теперь пример с простой математикой, мой любимый вид.

Представьте, что у вас есть двигатель, объем цилиндра и камеры сгорания которого составляет 10 куб. См, когда поршень находится в нижней мертвой точке. После того, как впускной клапан закрывается и поршень поднимается вверх во время такта сжатия, он сжимает топливно-воздушную смесь в объеме одного кубического сантиметра. Этот двигатель имеет степень сжатия 10: 1.

Вот и все! Это степень сжатия. Общий рабочий объем плюс сжатый объем (включая объем головки блока цилиндров и все, что выше, где поршень «движется») в один только сжатый объем .

Почему лучше — это сложно

Но понимание того, что такое степень сжатия , менее важно, чем понимание , почему нас это волнует или почему высокая степень сжатия — это такое стремление.

Лучшее объяснение, которое я получил в этом, было от моего коллеги и инженера Дэвида Трейси, который затем обратился за помощью к другим инженерам и профессорам. Лучший ответ из них дал доктор Энди Рэндольф, технический директор ECR Engines. Он проводит исследования трансмиссии для NASCAR, и его объяснение предельно ясно:

С точки зрения непрофессионала, мощность двигателя генерируется, когда сгорание воздействует на поршень и толкает поршень вниз по цилиндру во время такта расширения.
Чем выше поршень находится в канале ствола в момент начала сгорания, тем большее усилие будет приложено.
По мере увеличения степени сжатия поршень перемещается выше в отверстии в верхней мертвой точке, следовательно, возникает дополнительная сила для хода расширения (дополнительная сила для того же количества топлива равняется более высокой эффективности).

Теперь мы На самом деле нужно больше понимать о , почему в дополнение к , как , и это означает, что нам придется рискнуть в области термодинамики.

Суть всего этого в том, что более высокая степень сжатия означает, что двигатель получает больше работы при том же количестве топлива. Это хорошо для энергии, а также миль на галлон.

Чтобы объяснить, почему более высокая степень сжатия дает лучшую эффективность, мы не собираемся слишком углубляться в термодинамику, но, черт возьми, давайте просто окунем кончики пальцев ног. Это здорово и полезно для души.

Более высокое сжатие означает больше работы, но больше давления

На изображении выше показана диаграмма «давление-объем» для идеального и типичного бензинового двигателя.Он визуально показывает, что происходит в вашем двигателе, когда он сжигает бензин.

На диаграмме выше нижняя кривая 1-2 показывает ход сжатия.

Строка 2-3 показывает горение.

Верхняя кривая 3-4 показывает ход расширения.

А линия 4-1 показывает отвод тепла при открытии выпускного клапана.

Чтобы быть более техническим, на диаграмме кривая 1-2 показывает ход сжатия, в котором давление (ось y) возрастает, а объем (ось x) падает, когда поршень действительно воздействует на газ, сжимая его.Строка 2-3 показывает тепло, выделяющееся при сгорании, быстро увеличивая давление и температуру газа. Кривая 3-4 показывает увеличение объема и падение давления по мере того, как газ действует на поршень во время такта расширения. Линия 4-1 показывает отвод тепла от газа в окружающую среду по мере того, как давление возвращается к окружающему при открытии выпускного клапана. Наконец, плоская линия 1-5 внизу представляет ход выпуска и возврат поршня в верхнюю мертвую точку в конце.

Область внутри этих 1-2-3-4 строк показывает, сколько работы проделано двигателем.Более высокая степень сжатия означает, что две вертикальные линии на графике будут перемещаться влево и вверх, оставляя больше области в границах, чем при более низкой степени сжатия, и, таким образом, работа выполняется. Но, как вы можете видеть на этой диаграмме, вы столкнетесь с более высоким давлением. Другими словами, вы получите больше механической работы от двигателя с высокой степенью сжатия. Вы будете получать большее давление в цилиндре и на поршне из-за тепловыделения от сгорания.

Более высокое сжатие также означает более высокий тепловой КПД.

Иллюстрация: MIT

Также важно отметить, что тепловложение и тепловые потери во время цикла вашего двигателя связаны с КПД как функцией степени сжатия.Все это работает по двум идеям. Во-первых, любая тепловая энергия, поступающая в систему, должна быть преобразована либо в механическую работу, либо в отходящее тепло. Во-вторых, тепловой КПД — это просто результат работы, деленный на подводимое тепло. Таким образом, вы можете вывести соотношение между термическим КПД и степенью сжатия, как MIT, построенное на его веб-странице и показанное выше. Уравнение здесь (nu — термический КПД, r — степень сжатия, а гамма — свойство жидкости) :

Когда вы даете двигателю определенного рабочего объема более высокую степень сжатия, вы эффективно перемещаете фотоэлектрическую диаграмму вверх. и влево, и увеличивают тепловложение (Qh на диаграмме) в большей степени, чем тепловые потери (Ql).Другими словами, вы превращаете больше входящей энергии в работу. Вот Джейсон Фенске из Engineering Explained , разбирающий взаимосвязь между степенью сжатия, теплопередачей и эффективностью:

В любом случае, дело в том, что термодинамика диктует, что термический КПД возрастает с увеличением степени сжатия, как вы можете видеть на этом графике и уравнении. выше. А это означает больше лошадиных сил, лучшую экономию топлива, более тяжелые кошельки и более широкие улыбки. Управляйте любым вялым, хрипящим, всасывающим газ, старым американским V8 с низкой степенью сжатия, и вы поймете, о чем я.

Степень сжатия также делает такие двигатели, как двигатель Mazda Skyactiv-G, такими эффективными. Mazda, первая из серии новых двигателей с высоким и переменным сжатием от Mazda, Nissan / Infiniti и Toyota, на данный момент имеет самую высокую степень сжатия в отрасли — 14: 1, поэтому она может справляться с высоким расходом топлива. показатели экономичности и мощности даже без турбонагнетателя.

Почему более высокое сжатие означает более высокое октановое число

Почему не все просто используют высокие степени сжатия? Что ж, высокая степень сжатия — вот почему многим двигателям требуется топливо премиум-класса или высокооктановый бензин.Октановое число, как указывается в статье How Stuff Works , является мерой способности бензина сопротивляться детонации.

По сравнению с газом с высоким октановым числом бензин с низким октановым числом более склонен к самовоспламенению из-за высоких температур и давления наддува. По сути, вам нужен газ, который воспламеняется, когда вы хотите, а не тот, который воспламеняется, когда вы не хотите, . Такое неконтролируемое горение называется детонацией.Стук — это плохо; он снижает крутящий момент и может нанести непоправимый ущерб вашему двигателю.

Высокая степень сжатия увеличивает риск детонации, поэтому в двигателях с очень высокой степенью сжатия используется высокооктановый гоночный газ или (что сейчас чаще) E85. При сжатии газы склонны нагреваться, поэтому повышенная плотность тепла может привести к преждевременному возгоранию топлива до того, как свеча зажигания воспламенит его. Повторяю: это плохо.

Mazda пришлось проделать большую работу с поршнем и конструкцией выхлопной системы, чтобы уменьшить детонацию в двигателе 14: 1, работающем на газовом насосе.Поршни в двигателе Skyactiv-X, например, имеют полость посередине, чтобы позволить Mazda выстрелить потоком богатого топлива вокруг свечи зажигания в обедненной смеси, и, да, есть причина, по которой это было не так. Технологию нелегко разработать.

Что еще интересно, так это то, что вы не можете просто сделать двигатель с такой высокой степенью сжатия, как вы хотите. Я обратился к Джону Хойенге, владельцу магазина производительности выхлопа и ралли Nameless Performance, чтобы поговорить о рисках и преимуществах высокой компрессии.

Джон строит раллийный автомобиль Nissan 240SX, на который он меняет четырехцилиндровый SR20VE, который в настоящее время развивает около 250 лошадиных сил на колесах всего из 2,0 литров. Удивительно, но без турбо. Все, что Джон должен поблагодарить, — это очень высокая степень сжатия 14,5: 1. «Сжатие выполняет больше работы, — пояснил он, — поэтому тем больше мощности [двигатель] будет производить без наддува».

При этом, поскольку это гоночный двигатель, он использует гоночный бензин или E85 с очень высоким октановым числом.Джон сказал, что при степени сжатия выше 14,5: 1 возникает риск самовоспламенения, а также может вылететь шток или вращаться подшипник. Это то, что небрежно называют «взрывом».

Есть предел тому, насколько высоко вы можете подняться

Я спросил, почему мы не видим, что люди не бегают с двигателями, которые имеют значительно более высокую степень сжатия, чем все, что мы видим сегодня. Неприлично завышенные соотношения, вроде 60: 1. Джон рассмеялся. Он объяснил, что металл просто не может выдерживать такие высокие уровни напряжения, а такая степень сжатия приведет к тому, что вещи будут настолько горячими, что они взорвут любой современный двигатель.

Конечно, не все из нас строят гоночные автомобили с гоночными двигателями, поэтому об изменении степени сжатия нам не о чем беспокоиться. Но мы случайные владельцы автомобилей и энтузиасты квазидвигателей, поэтому это было объяснением того, что означает степень сжатия и почему это важно. Вам больше не нужно подделывать это, теперь вы знаете, что это такое.

А теперь иди, найди того художника по трапеции и расскажи ему, что ты чувствуешь!

Как работают газовые двигатели с воспламенением от сжатия

Вскоре после объявления Mazda эксперты автомобильной промышленности начали размышлять о том, может ли массовый двигатель с воспламенением от сжатия «спасти» газовые двигатели.То есть, по мере того, как отрасль все больше движется в сторону гибридных и электрических технологий, может ли этот газовый двигатель быть достаточно эффективным, чтобы стать жизнеспособным соперником?

Чен говорит, что Mazda руководствуется убеждением, что «выжимая из двигателя внутреннего сгорания каждый бит эффективности (в сочетании с электрификацией после того, как двигатель внутреннего сгорания будет усовершенствован), мы можем предоставить способ питания автомобиля в в этом столетии, у которого есть потенциал генерировать такие же или меньшие выбросы CO2, как у электромобилей, работающих на чистых аккумуляторах, работающих от электростанций на ископаемом топливе различных форм.»

Другими словами, Mazda считает, что при постоянных инновациях автомобиль с бензиновым двигателем может быть не менее эффективным, чем электромобиль, а, возможно, даже больше. Давайте посмотрим, как этот прорыв в области воспламенения от сжатия

В 2007 году Motor Trend использовала Saturn Aura с двигателем с воспламенением от сжатия, что позволило снизить расход топлива на 15 процентов по сравнению с обычной Aura [источник: Маркус]. В то время GM планировала выпустить автомобиль с двигателем с воспламенением от сжатия в 2015 году, но бренд Saturn был закрыт всего несколько лет спустя, и GM постепенно переключила свое внимание на электрические и гибридные автомобили с подключаемым модулем, такие как Chevrolet Volt. .

Примерно в то же время Mercedes-Benz работал над системой воспламенения от сжатия под названием DiesOtto, а у Ford также был проект [источник: Estrada]. Однако ни один из этих двигателей не получил зеленый свет для производства, и опыт Hyundai может помочь объяснить, почему [источник: Маркус].

Помимо Mazda, Hyundai, вероятно, добилась наибольшего прогресса, усилия которого впервые были обнаружены примерно в 2013 году [источник: Маркус]. Компания разработала свою версию двигателя с воспламенением от сжатия без свечей зажигания и свечей накаливания с целевой датой выпуска 2023 года.

Несмотря на многообещающий прогресс, в 2016 году Hyundai показала, что компоненты двигателя недостаточно прочные, чтобы справиться со сжатием, необходимым для работы процесса. Разумеется, можно сконструировать более прочные компоненты двигателя, а именно блок, кривошип и подшипники; вот как работают дизельные двигатели. Это просто очень дорого, а эти более прочные компоненты увеличивают вес автомобиля и снижают его общую эффективность. Hyundai с самого начала планировал использовать турбокомпрессор для увеличения мощности и поддержания необходимой компрессии, но они обнаружили, что им также понадобится нагнетатель, что еще больше разорило бюджет.И, наконец, Hyundai не удовлетворило количество загрязняющих веществ, производимых этими силовыми агрегатами. В конце концов, проект оказался намного дороже и далеко не таким чистым и эффективным, как планировалось [источник: Маркус].

Разработка Mazda продолжается почти так же долго, как и ее конкуренты.

«Skyactiv-X всегда был в планах, даже до того, как было выпущено Skyactiv первого поколения», — объясняет инженер Mazda Чен. «Первым шагом в этой дорожной карте стала технология Mazda Skyactiv, [которая была] представлена в 2009 году.Ключевым усовершенствованием в то время было применение нетрадиционно высокой степени сжатия двигателя для повышения общей эффективности двигателя, а также производительности трансмиссии. Это было достигнуто за счет синергетической комбинации существующих методов, применяемых вместе для достижения того, что (до этого) считалось невозможным для серийных двигателей ».

С точки зрения непрофессионала:« Skyactiv »- это термин для стратегии Mazda по усилению сжатия для повышения эффективности Mazda пришлось немного повозиться, чтобы заставить готовящийся к выпуску Skyactiv-X работать.В результате этой работы Mazda добавила в смесь свечу зажигания, чтобы двигатель мог переключаться между сжатием и искровым зажиганием в зависимости от того, что является наиболее эффективным в данный момент. Может показаться, что это противоречит основам технологии двигателей с высокой степенью сжатия, но Чен говорит, что это работает.

«Этот прорыв, который мы называем искровым воспламенением от сжатия (SPCCI), значительно расширил полезный диапазон работы и управления с воспламенением от сжатия, а также предоставил решение для плавного перехода между CI [воспламенением от сжатия] и SI [искровым зажиганием] зажигание] режимы сгорания, используемые на высоких оборотах двигателя (в случае Skyactiv-X) », — говорит Чен.

Проще говоря, свеча зажигания — это волшебный ингредиент, который позволяет двигателю работать плавно и адаптироваться к различным условиям, и он будет использоваться только в случае крайней необходимости. Двигатель Mazda спроектирован так, чтобы контролировать себя и регулировать свою работу в зависимости от таких факторов, как текущие условия окружающей среды, способ вождения автомобиля, а также предпочтения и настройки водителя [источник: Estrada].

После того, как Mazda пришла в голову, на разработку двигателя ушло еще два года, за это время было принято еще одно важное решение.Автомобили, оснащенные двигателями Skyactiv-X, будут оснащены нагнетателями для увеличения мощности, что улучшит динамику движения и поможет убедить потенциальных покупателей воспользоваться этой новой технологией [источник: Estrada].

Последний большой вопрос — когда водители смогут его увидеть? Представитель Mazda говорит, что компания пока не может раскрыть, какие автомобили будут первыми оснащены двигателем Skyactiv-X и когда они появятся в продаже.