Какая компрессия должна быть в дизельном двигателе

Подогрев заряда на впуске

Атмосферный воздух, проходя через турбокомпрессор, в значительной степени нагревается. Причем, чем выше давление наддува, тем больше будет разогреваться воздух. Это крайне нежелательное явление, так как горячий воздух имеет низкую плотность и, следовательно, ухудшается наполнение цилиндров, а это снижает эффективность (и целесообразность) наддува. Для устранения этого недостатка на современных двигателях совместно с наддувом применяются устройства ОНВ — интеркулеры. Они позволяют охладить наддувочный воздух не только до первоначальной температуры, но и даже до более низких значений, благодаря чему наполняемость цилиндров даже улучшается. Поэтому применение интеркулеров положительно сказывается на мощностных, экономических и экологических показателях (для выполнения норматива EURO-4 наличие интеркулера обязательно).

Считаем, что на проектируемом двигателе будет установлено устройство ОНВ, и, поэтому подогрев наддувочного воздуха .

Описание признаков снижения компрессии

В процессе эксплуатации дизеля компрессия склонна к снижению вследствие постепенного износа его деталей и узлов. Величина давления отображает состояние элементов, входящих в состав дизельного мотора.

Проблемы, возникающие по причине пониженной компрессии, имеют следующие признаки:

Возникновение трудностей при запуске двигателя.
Плохое зажигание.
Скачки в работе движка, плавают обороты.
Троение дизеля, вызванное отказом одного или нескольких цилиндров.
Шумная работа мотора вследствие формирования и последующих микровзрывов избыточных топливных испарений в силовом агрегате.
Снижение мощности дизеля.
Возрастание давления в системе охлаждения.
Появление потоков масла снаружи двигателя.
Увеличение расхода дизтоплива почти в два раза.
Нагрев силового агрегата.
Появление синего дыма, выходящего из выхлопной трубы при запуске мотора.

Уровень проверяемого показателя давления опосредованно информирует о высоте температуры сжатого воздуха, вследствие чего становится понятно, возможно ли запустить двигатель. Повышение температуры сжатого воздуха до необходимого уровня возможно только при обеспечении достаточного давления в цилиндрах.

Лучшие двигатели

Изучая наиболее популярные и продвинутые дизельные двигатели ведущих производителей, целесообразно отметить, что самым надежным является японский дизельный двигатель, изготовленный знаменитым автоконцерном Subaru. Он имеет умеренный объем 2,0 л, относится к четырехцилиндровому типу, оснащен турбиной.

Среди его характерных особенностей можно отметить систему Common Rail, что позволило упростить топливное оборудование. Данный агрегат представляется единственным в мире оппозитным устройством этого типа, что делает его полностью уникальным.

ДВС Тойота

Желая узнать, какой дизельный двигатель лучший, необходимо упомянуть ряд других успешных аналогов:

Mazda 2,0 MZR-CD. Оснащен системой Common Rail, мощность составляет 143 л.с, способен прослужить до 200 тыс. км пробега;
Toyota 2.0/2.2 D-4D. Первый дизельный двигатель автоконцерна, который имеет объем 2 литра и более. Мощность составляет 116 л.с. Основные нарекания со стороны потребителей относятся лишь к форсункам и рециркуляции газов;
Volkswagen 1,9 TDI. Отличается оптимальным соотношением скорости и динамики, а также низким расходом топлива. Мощность составляет 120л.с., а расход — 3,3л/100км.

Из-за чего компрессия снижается?

Компрессия в цилиндрах должна быть не менее 22 килограмм на квадратный сантиметр и об этом мы ранее уже говорили, но какие факторы приводят к ее снижению в дизельных моторах? Например, могут быть неправильно отрегулированы клапаны. Если они не до конца закрываются, то не получится добиться хорошего давления в цилиндрах. Исправить это можно только регулировкой зазоров и притиркой всех клапанов.

Процедура эта может стоить достаточно дорого, но если есть опыт в данном деле и свободное время, то все работы можно выполнить и самостоятельно. Может быть и так, что направляющие втулки клапанов будут чрезмерно изношены, и в таком случае клапан будет иметь небольшой люфт. Устранить его можно только посредством замены этих направляющих

Старые нужно демонтировать и запрессовать новые, однако важно проверить, чтобы клапан мог свободно перемещаться внутри втулки

Если на блоке цилиндров имеется сквозная трещина, то это верный признак падения компрессии, которая попросту больше не может быть в порядке, так как норма достигается только при условии полной герметичности. Устранить такую неисправность можно только заменой блока двигателя или же завариванием трещины аргоном, если это возможно.

При частых перегревах силового агрегата посадочная поверхность головки цилиндров может быть деформирована, и это отразится на показателях компрессии. Устранить возникшую неисправность можно заменой головки цилиндров или ее шлифовкой, но помогает это далеко не всегда.

Цилиндры можно растачивать, а поршневые кольца подлежат замене, так что капитальный ремонт двигателя поможет решить все эти проблемы. Если силовой агрегат на протяжении длительного времени не работал, то кольца могут закоксоваться в своих посадочных местах. Их можно заменить или же восстановить старые, но для этого нужно будет разобрать мотор. Когда поршень прогорит, компрессия сразу же пропадет. Придется менять все поршни, что крайне сложно сделать самостоятельно, а стоимость такого ремонта будет достаточно велика.

Алгоритм замера давления в цилиндрах

Проверять компрессию необходимо после тщательного прогрева движка. При проведении замеров давления в поршнях используется прибор под названием компрессометр, имеющий специальную шкалу манометра для вывода информации и резьбу, рассчитанную на вкручивание вместо свечей накаливания или форсунок.

Последовательность действий состоит в выполнении следующих операций:

Снятие свечи накаливания или форсунки с одного из цилиндров.
Установка измерительного прибора на место снятой свечи или форсунки.
Проворачивание коленчатого вала при помощи стартера.
Фиксирование полученного результата.
Замер давления в остальных цилиндрах производится подобными действиями.
Сверка полученных результатов.
Добавление 50 мл масла в каждый поршень при помощи медицинского шприца.
Прокручивание мотора при снятых свечах при помощи стартера.
Новый замер компрессии.
Возрастание данного показателя свидетельствует о проблемах, возникших в поршневой группе.
Если давление осталось неизменным, то необходимо производить ремонт и регулировку в клапанном механизме.

Для получения реальных результатов при проведении контрольных замеров необходимо обеспечить необходимое количество оборотов коленчатого вала, равное 200–250 оборотов в минуту.

Особенности дизельного двигателя

Итак, прежде чем затрагивать какие-либо конкретные параметры, следует определиться, что же, вообще, представляет собой дизельный двигатель. История данного типа моторов начинается в далеком 1824 году, когда известный французский физик выдвинул теорию о том, что можно произвести нагрев тела до необходимой температуры путем изменения его объема. Другими словами, осуществив стремительное сжатие.

Однако практическое применение этот принцип нашел спустя несколько десятилетий, и в 1897 году был выпущен первый в мире дизель-мотор, его разработчиком является немецкий инженер Рудольф Дизель. Таким образом, принцип работы подобного двигателя заключается в самовоспламенении распыленного топлива, взаимодействующего с разогретым в процессе сжатия воздухом. Сфера применения такого мотора довольно обширна, начиная со стандартных автомобилей, грузовиков, сельскохозяйственной техники и заканчивая танками и судостроением.

Достоинства и недостатки дизельного мотора

Теперь же следует сказать пару слов обо всех плюсах и минусах подобных конструкций. Начнем с положительных сторон. Моторы данного типа работают практически на любом горючем, поэтому к качеству последнего не предъявляются какие-либо серьезные требования, более того, с увеличением его массы и содержания атомов углерода повышается и теплотворная способность движка, а, следовательно, и его эффективность. Его КПД иногда переваливает за отметку 50%.

Автомобили с такими моторами более «отзывчивые», а все благодаря высокому значению вращающего момента на низких оборотах. Поэтому такой агрегат приветствуется на моделях спортивных машин, где нельзя не газовать от души. Кстати, именно этот фактор поспособствовал широкому распространению данного типа мотора на большие грузовые авто. Да и количество СО в составе выхлопных газов дизельных моторов значительно ниже, чем у бензиновых, что также является несомненным преимуществом. Кроме того, они намного экономичнее, да и раньше топливо стоило значительно ниже бензина, хотя на сегодняшний день их цены практически сравнялись.

Что же насчет недостатков, так они носят следующий характер. В связи с тем, что во время рабочего процесса возникает огромная механическая напряженность, детали дизельного двигателя должны быть более мощными и качественными, а, значит, и более дорогостоящими. Кроме того, это сказывается и на развиваемой мощности, причем не с самой лучшей стороны. Экологическая сторона вопроса сегодня очень важна, поэтому ради снижения выброса выхлопных газов общество готово платить за более «чистые» моторы и развивают это направление в исследовательских лабораториях.

Еще одним значительным минусом является вероятность застывания топлива в холодное время года, так что если вы живете в регионе, где преобладают довольно низкие температуры, то дизельное авто не самый лучший вариант. Выше было сказано, что к качеству горючего не предъявляются серьезные требования, однако это касается только лишь масляных примесей, а вот с механическими ситуация обстоит намного серьезней. Детали агрегата очень чувствительны к подобным добавкам, кроме того, они быстро выходят из строя, а ремонт довольно сложный и дорогостоящий.

Основные параметры агрегатов на дизеле

Прежде чем отвечать на вопрос, какая рабочая температура у дизельного двигателя, стоит немного уделить внимание и его основным параметрам. К ним относится тип агрегата, в зависимости от количества тактов могут быть четырех- и двухтактные моторы

Также немалое значение имеет количество цилиндров с их расположением и порядком работы. На мощность транспортного средства существенно влияет и крутящий момент.

Теперь же рассмотрим непосредственно влияние степени сжатия газово-топливной смеси, которой, собственно говоря, и определяется рабочая температура в цилиндрах дизельного двигателя. Как уже было сказано вначале, мотор работает за счет воспламенения паров топлива при взаимодействии их с раскаленным воздухом. Таким образом происходит объемное расширение, поршень поднимается и, в свою очередь, толкает коленчатый вал.

Однако имейте в виду, что для наиболее эффективной работы двигателя топливно-воздушная смесь должна равномерно гореть, а не взрываться. Если же сделать степень сжатия очень большой, это приведет к нежелательному результату – неконтролируемому воспламенению. Кроме того, подобная ситуация не только способствует недостаточно эффективной работе агрегата, но и ведет к перегреву и повышенному износу элементов поршневой группы.

Как правильно замерить компрессию

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

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

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

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

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

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

Быстро и эффективно измеряют компрессию современные мотор тестеры. Эти приборы фиксируют фактически не давление, а амплитуду пульсации электрического тока, потребляемого стартером во время прокрутки. Ведь чем выше давление в цилиндре, тем больше затраты мощности стартера на вращение коленвала

Тем самым удается одновременно измерить компрессию во всех цилиндрах всего за несколько оборотов, не прибегая к выворачиванию свечей, что особенно важно для многоцилиндровых двигателей

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

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

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.

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.

Порядок действий:

из головки блока вывернуть свечу накаливания или форсунку (в зависимости от типа дизельного агрегата);
штуцер переходника компрессометра вставляют на место свечи (форсунки), убедившись в герметичности штатного соединения;
включают зажигание, не запуская двигатель до поворота стартера – первичный оборот коленчатого вала (скорость вращения должна быть не менее 200 об/мин);
снимают результат замера (в верхней мёртвой точке хода цилиндра);
замеряют компрессию в остальных цилиндрах подобным образом;
сверяют показатели компрессии всех цилиндров;
далее в каждый цилиндр впрыскивают около 50 мл масла;
коленчатый вал проворачивают насколько раз стартером со снятыми форсунками (свечами);
устанавливают форсунки на места и проводят новые замеры на каждом цилиндре вновь;
сверяют разницу показаний с первым замером.

При сверке обращают внимание на расхождение показателя компрессии каждого цилиндра: минимальная погрешность не должна превышать 1 кгс/см². Равные величины замеров свидетельствуют об одинаковом износе узлов и механизмов цилиндропоршневой группы

Если результаты второго измерения превышают допустимую норму погрешности, то значит система негерметична. Возможные причины нарушений в таком случае: нарушения зазоров клапанов (дефекты), износ поршневых колец, утечка в корпусе головки блока цилиндров (прогар), поломка чашки поршня. При обнаруженной недостаточной компрессии двигателя диагностируют и устанавливают причину неисправности.

Как проверить компрессию подробная инструкция

Для этого необходимо совершить следующие действия:

Первым делом убедитесь, что клапанные зазоры находятся на своем месте. Если нужно, отрегулируйте их до правильного положения.
Прогрейте двигатель до температуры 70-90 градусов. Для правильной диагностики агрегат должен быть теплым. При этом, ограничьте поступление топлива к механизмам, которые диагностируете, например, отсоедините бензонасос.
Дальше открутите все свечи и определите их на время в сухое чистое место. Чтобы не забыть какие свечи соединяются с высоковольтными проводами, сделайте на крышечках какие-нибудь пометки. Откройте воздушный клапан и дроссель.
Вставьте наконечник компрессометра в соответствующий проход свечи, и прокручивайте с помощью стартера вал мотора до момента прекращения повышения давления в механизме.
Следите за оборотами коленчатого вала, надо, чтобы они были не меньше 190-200 витков в минуту. Проверка компрессии двигателя проводится при условии полного заряда аккумулятора, и исправности стартера. При исправно функционирующем двигателе давление поднимается за секунды, но если же вы наблюдаете, медленное возрастание компрессии, то это свидетельствует об износе поршневых колец, или их сгорании. Если же давление вообще не поднимается, в таком случае, возможно, износились прокладки головки цилиндра. Минимальный уровень компрессии допустим при отметке 10кг/см.
Контролируйте показания прибора, и по достижению максимальной отметки, снижайте давление путем откручивания колпачка. После спускания воздуха, закрутите пробку назад.
По такой же схеме делайте анализ всех клапанов двигателя.

Существует еще способ того, как замерить компрессию двигателя, и он состоит в следующем: в цилиндр через свечное отверстие налейте небольшое количество моторного масла, и проведите диагностику компрессометром еще раз. Если давление повышается, то проблема в поршневых кольцах, которые утратили свою работоспособность. Если уровень компрессии не повышается, то возможно протекают клапаны, или износилась прокладка головки цилиндра. И также вполне вероятно, что испорчена резиновая прокладка, которая соединяет все клапаны в одну пачку, если результаты проверки показали низкое давление во всех цилиндрах.

Замер компрессии двигателя с открытой заслонкой дросселя позволит отыскать серьезные поломки двигателя, такие как, прогоревшие поршни, поломанные или застрявшие в поршнях кольца, смятие клапанов, грубые повреждения поверхности цилиндров. Давление при этом способе будет падать не так стремительно, учитывая «борьбу» воздуха с давлением в цилиндре.

Применяя обои способы, необходимо учитывать динамику давления, которая подскажет правильный вариант поломки.

О состоянии компрессии цилиндров подскажет и работа карбюратора: если из него наблюдается выброс воздуха, то стоит проверить, плотно ли прилегает пропускной клапан. Если воздух выходит через верх радиатора, то, скорее всего, повреждена головка цилиндра. Описанными способами осуществляется компрессия бензинового двигателя.

Компрессия в дизельном двигателе.

В дизельных двигателях для того, чтобы отключить подачу топлива, необходимо либо обесточить клапан подачи топлива, который расположен на линии подачи топлива, либо зажать рычаг отсечки, находящийся на насосе высокого давления. Как измерить компрессию двигателя? Чтобы провести данные работы необходимо воспользоваться дизельным компрессометром, который имеет свою специфику, благодаря увеличенному пределу измерения. Большинство таких двигателей не имеют дроссельной заслонки, поэтому выжимать педаль газа при диагностике не нужно. Если же дроссельная заслонка в вашем авто есть, убедитесь что не нужно произвести прочистку дроссельной заслонки, перед проверкой компрессии.Как почистить дроссельную заслонку вы можете узнать на нашем блоге.

Если в процессе диагностики компрессии двигателя, у вас возникли трудности, или вы нашли серьезные повреждения механизмов, стоит все-таки обратиться к квалифицированным специалистам — автомеханикам, которые устранят неполадки в работе вашего железного любимца. В разы повышенная компрессия в двигателе также требует визита к профессионалам, которые разберутся в поломке, и продлят жизнь автомобилю. Вы можете осуществить еще одну полезную процедуру, для повышения мощности вашего автомобиля, провести ремонт турбокомпрессора или если у вас его нет, установить. А если у вас инжекторный двигатель, вы можете провести диагностику инжектора, тем самым вернуть двигателю былое состояние.

Компрессия в дизельном двигателе

Теория

Операция довольно простая и казалась бы не требующая никаких особых знаний и опыта. Соответственно, относятся к ней как к процедуре рутинной, считая результаты ее окончательным диагнозом для заключения приговора о жизни или смерти двигателя. Однако опыт показывает, что не все так просто, как это видится с первого взгляда. Более того, кроме общих закономерностей, свойственных как бензиновым, так и дизельным двигателям, при измерении компрессии дизелей появляются нюансы, которые на бензиновых двигателях практически не видны. Соответственно, их не принимают в расчет, считая, что их влияние практически не играет роли. В дальнейшем, с такими же взглядами мы начинаем подходить и к измерению компрессии на дизелях, но в данном случае это уже не проходит, так как здесь эти же факторы начинают играть более важную роль.

Поэтому, чтобы не совершить подобных ошибок, нам придется начать наше исследование с самых основ.

Это величина стабильная для каждого конкретного двигателя, она не изменяется в процессе эксплуатации, за исключением случая, если вы поставите прокладку головки блока другой толщины.

Для подавляющего большинства дизельных двигателей японского производства этот параметр составляет 19-23, если же рассматривать дизеля в целом, то он редко уходит за границы 16-25.

Для рядового владельца дизеля, да и автослесаря тоже, этот параметр не представляет особого интереса

Разве что кто-то обратит внимание, что эта величина значительно больше показателей бензинового двигателя

Гораздо важнее такой показатель, как компрессия. В отличии от степени сжатия, этот показатель уже не геометрическая, а физическая величина. Ее размерность кг/см2, pci, бар и она характеризует давление, создаваемое в цилиндрах двигателя при вращении его стартером и отключенной системе питания.

Именно эта величина характеризует собой один из комплексных показателей технического состояния и работоспособности двигателя.

Величина компрессии всегда больше степени сжатия. Почему это происходит мы рассмотрим ниже.

Термодинамика

Не хочу вас переутомлять, но немного теории вам придется проглотить. Постараюсь представить все как можно доступнее.