какая компрессия должна быть в дизельном двигателе ямз 238

Какая компрессия должна быть в дизельном двигателе ямз 238

Какая компрессия должна быть в двигателе

Одним из важных факторов работы двигателя внутреннего сгорания является компрессия в его цилиндрах, обозначающая максимальную величину давления при холостом прокручивании ДВС. Отдельно взятые модели двигателей предполагают разные показатели уровня компрессии.

ЧТО ТАКОЕ КОМПРЕССИЯ ДВИГАТЕЛЯ?

Среди автовладельцев компрессия считается диагностическим фактором, который позволяет оценить работоспособность двигателя машины и состояние поршневой группы. Показатель компрессии — это значение давления в цилиндрах авто, которое создает поршень в своей верхней точке, при окончании такта сжатия. Единицами для измерения компрессии двигателя служат атмосфера, бар, кг/см2 и МПа.

Высокая компрессия в цилиндрах предохраняет картер от излишнего попадания газов, таким образом, все газы направляются на совершение полезной работы. При этом сокращается расход горючего и масла, соответственно, повышается мощность двигателя и его КПД. При низкой компрессии мощность ДВС падает, ухудшается динамика транспортного средства и растет расход ГСМ.
Не очень опытные владельцы авто иногда путают понятие «компрессия» с понятием «степень сжатия», но, на самом деле, это разные вещи. Степенью сжатия называют отношение объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Степень сжатия, в отличие от компрессии, является неизменной величиной и указана производителем в документации. Компрессия же со временем меняет свое значение из-за постепенного износа составляющих поршневой группы и уменьшения, вследствие этого, давления в цилиндре.
Компрессия в двигателе авто зависит от степени сжатия, эта связь значений выведена в рассчитанных коэффициентах для каждого типа ДВС.

КАКАЯ ДОЛЖНА БЫТЬ КОМПРЕССИЯ БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ?

Рассмотрим подробнее показатели компрессии двигателя для некоторых моделей автомобилей.
Стандартная формула для определения компрессии выглядит так:

Компрессия = степень сжатия х коэффициент Х

Показатель степени сжатия указан в технических документах ДВС, при этом у каждой модели авто своя степень сжатия. Коэффициент Х также определен отдельно для каждой группы двигателей, например, 4х-тактные бензиновые двигатели с зажиганием от искры имеют коэффициент 1,2-1,3.
Для наглядности, приведем пример, как рассчитывается компрессия в двигателе ВАЗ, относящемся к 4х-тактным двигателям, при помощи этой формулы.
Степень сжатия автомобиля ВАЗ 2112, указанная в документах — 10,5. Подставив нужные значения в формулу, получим следующее:

Компрессия в двигателе ВАЗ 2112 = 10,5 х 1,2 = 12,6

Показатели компрессии в других моделях автомобилей ВАЗ при условии исправности всех систем и агрегатов:
Автомобиль Компрессия, кг/см2
ВАЗ 2106-07 11
ВАЗ 2109 11
ВАЗ 2110 13

Компрессия в бензиновых двигателях некоторых других моделей автомобилей различных производителей указана в таблице ниже.

ЗНАЧЕНИЕ КОМПРЕССИИ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Показатель компрессии в дизельном ДВС значительно выше, чем в бензиновых двигателях, так как зажигание горючей смеси в дизельных устройствах происходит от сжатия сильным давлением, а не от искры свечи. Горючее нагревается до температуры воспламенения при давлении примерно 35 кг/см2. Конечно, окончательный показатель давления, достаточного для воспламенения солярки, зависит от некоторых условий вроде температуры окружающей среды или состояния самого двигателя. Но можно сделать очевидный вывод, что при понижении компрессии вследствие износа поршней становится все труднее завести машину с дизелем.

Специалисты рассчитали значение компрессии дизельного двигателя, достаточное для его запуска в условиях разной внешней температуры:

Приведенная градация будет достоверной при запуске исправных двигателей, в автомобилях со всеми работающими системами. При наличии неисправностей приведенные показатели могут не соответствовать действительности.
Значение компрессии в дизельном двигателе некоторых моделей автомобилей приведены ниже:

автомобиль компрессия
Камаз ЕВРО-0 29-35
Камаз ЕВРО-1 29-35
Камаз ЕВРО-2 29-35
Камаз ЕВРО-3 32-37
Камаз ЕВРО-4 32-39
ЯМЗ 236 33-38
ЯМЗ 236 Турбо 33-38
ЯМЗ 238 33-38
ЯМЗ 238 Турбо 33-38
ЯМЗ 240 33-38
ЯМЗ 240 Турбо 33-38
Д240-245(МТЗ80-82) 24-32
MAN F90/2000 30-38

ИЗМЕРЕНИЕ КОМПРЕССИИ ДВИГАТЕЛЯ

На показатель компрессии сильно влияют техническое состояние двигателя и условия, в которых проводятся замеры, поэтому измерение компрессии проводят всегда в одинаковом режиме, одним и тем же способом. Обычно замеры проводятся в следующих условиях:

— разогретый до рабочей температуры двигатель;
— открытая дроссельная заслонка;
— снятый воздушный фильтр;
— вывернутые свечи во всех цилиндрах;
— отключенные от катушек низковольтные провода;
— отсоединенный топливный шланг;
— заряженный аккумулятор;
— исправный стартер.

Сам процесс измерения компрессии производится при помощи компрессометра и свечного ключа. Компрессометр вставляется в отверстие от вывернутой свечи одновременно с запуском двигателя на холостом ходу и удерживается, пока показания на шкале не перестанут расти. Такие манипуляции проводятся со всеми цилиндрами двигателя.

Полученные при измерении компрессии данные обычно отличаются от цифр, заявленных производителем авто в технической документации. Расхождение в значениях объясняется износом поршневой группы, который возникает при регулярной эксплуатации транспортного средства. С увеличением износа деталей компрессия в цилиндрах двигателя уменьшается.
Конечно, при небольшом отклонении от заявленных производителем цифр, владелец автомобиля может продолжать им пользоваться, не ремонтируя поршневую группу, расхождение до 10% считается допустимым. При увеличении разрыва значений комплектующие ДВС считаются сильно изношенными.

ЧТО ДЕЛАТЬ ПРИ НИЗКОЙ КОМПРЕССИИ ДВИГАТЕЛЯ?

В жизни многих автовладельцев наступает момент, когда они сталкиваются с проблемами низкой компрессии двигателя. Давление в цилиндрах ДВС может снижаться по следующим причинам:

— севшие в канавки поршня поршневые кольца — самая частая причина снижения компрессии;
— трещина в перемычке одного из поршней;
— прогар поршня;
— деформация или прогар клапана;
— дефект кулачка распредвала;
— появление нагара из-за износа маслосъемных колпачков.

Источник

Компрессия в дизельном двигателе

Компрессия в дизельном двигателе

Вашему вниманию предлагается статья на основе практического опыта по измерению компрессии в дизельном двигателе и ее зависимости от степени сжатия. Материал изначально был написан для автомобилистов, но будет полезен всем интересующимся правильной работой дизельного двигателя

Компрессия это максимальная величина давления создаваемого в камере сгорания в верхней мёртвой точке

Содержание

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.

Однако, ситуация совершенно другая. При сжатии воздуха выделяется дополнительная энергия, которая нагревает сжимаемый воздух, который в свою очередь расширяется и соответственно давит на стенки цилиндров с большей силой. Если бы процесс сжатия продолжался достаточно длительное время, то энергия, выделяющаяся в газе, успела бы поглотиться стенками цилиндров, блока и головки. Температура воздуха практически бы не изменилась и, соответственно, компрессия равнялась бы степени сжатия.

Как вы знаете, времени на процесс сжатия отводится крайне мало. За это время энергия, или назовем просто тепло, не успевает поглотиться стенками. Оно просто идет на расширение газа или, другими словами, на дополнительное увеличение давления того же воздуха.

Таким образом, при реальном сжатии газа предположим в 10 раз, давление там будет значительно выше.

Попытаемся разобраться, на сколько же компрессия больше степени сжатия.

Для большинства, прочитавших вышенаписанное, это что-то туманное и непереваримое. Попытаемся перевести эту галиматью на родной нам русский.

Дословно это звучит примерно так: в процессе сжатия газа, изменение его давления обратно пропорционально изменению его объема в степени 1,4. Уточним, что это применимо только для теоретического случая, когда нет утечек воздуха и практически не происходит теплоотдачи к окружающим стенкам.

Попробуем подсчитать, чему же тогда будет равна компрессия при разных значениях степени сжатия. Подставляя различные значения, мы можем получить график зависимости компрессии от степения сжатия.

Не нужно сильно удивляться полученным данным, так как это всего лишь теоретически возможные значения компрессии. В реальном же двигателе значения компрессии значительно ниже указанных, вследствии просачивания части газа между кольцами, поршнями и цилиндрами, а также клапанами и седлами клапанов.

Вторым фактором снижения компрессии являются тепловые потери через поршня, гильзы и головку блока. Причем на новом двигателе эта составляющая превалирует в численном значении над потерями из-за утечек газа.

Факторы, влияющие на компрессию

Постараемся проанализировать от чего могут зависеть каждый из этих факторов уменьшения давления в цилиндрах и какие возможны пути снижения этих потерь.

К сожалению, многие знают только про первый фактор, влияющий на компрессию (состояние цилиндро-поршневой группы и клапанов), забывая порой даже о скорости вращения коленчатого вала.

Перейдем к рассмотрению каждого элемента, влияющего на величину компрессии:

Состояние цилиндро-поршневой группы

Это пожалуй один из самых важных факторов, влияющих на показатели компрессии. Чем выше качество обработки и сборки двигателя, тем меньше утечки через сопряжения. И если для новых двигателей разброс показателей герметичности как правило небольшой (всетаки при зоводской сборке контроль качества довольно жесткий), то в процессе эксплуатации показатели при одном и том же пробеге могут в несколько раз отличаться друг от друга.

Объясняется это многими факторами:

качеством регулировочных работ,

Эти причины, в своем большинстве, понятны и легко объяснимы.

В данном случае отслеживается явно выраженная закономерность увеличения максимального пробега двигателя с увеличением его объема, в частности диаметра цилиндров. То есть, чем больше двигатель, тем он долговечнее, в том числе и компрессия его падает значительно медленнее в процессе эксплуатации. Другими словами, несмотря на то, что при увеличении объема двигателя увеличивается количество газов, прорывающихся через сапун и клапана, однако, при пересчете на один литр объема, у больших двигателей этот показатель при равных пробегах, как правило, значительно меньше.

Это объясняется тем, что в небольших двигателях даже при незначительных износах поршневых колец, в них резко изменяются эпюры напряжений давления этих колец на гильзы. И если в новом двигателе их можно было скомпенсировать качественным изготовлением кольца, то по мере износа сделать это уже не возможно. Соответственно, кольца, а за ним и гильза интенсивно изнашиваются. Как правило, этот износ имеет выраженную форму эллипса. Конечно, эллипсность является не только следствием возникающих напряжений в кольцах, но и результатом увеличенной нагрузки поршней на гильзы именно в этом направлении. Однако, если рассматривать двигателями с большими диаметрами цилиндров, то вы заметите, что относительная величина эллипсности значительно меньше. А это влечет за собой меньший прорыв газов, да и дальнейшее падение компрессии не столь значительно, как в двигателях с меньшим диаметром цилиндров.

Скорость вращения коленчатого вала

Как не покажется странным, но именно этот фактор является главной составляющей компрессии, так как она определяет не только утечки воздуха из цилиндров, но и степень отдачи энергии, образующейся при сжатии газа, окружающим стенкам.

В какой-то степени доказать, что скорость вращения играет более важную роль в создании компрессии в цилиндрах можно на двух примерах.

При снижении компрессии в дизельном форкамерном двигателе менее 18 атмосфер его практически невозможно завести стартером, при условии неприменения эфира или другой легковоспламеняющейся жидкости. Я не рассматриваю варианта заливки в цилиндры масла, так как это один из способов искусственного поднятия компрессии. Попытайтесь завести двигатель при компрессии 16 атмосфер!

( Не кидайте в меня раньше времени камни, утверждая, что спокойно заводили свой дизель при компрессии значительно меньшей 18. Я все объясню, когда дойду до главы, посвященной компрессиметрам.)

Все объясняется довольно просто.

Стартер вращает коленчатый вал с частотой 200-250 оборотов в минуту. Когда вы тащите автомобиль другой машиной, скорость вращения коленчатого вала по меньшей мере в несколько раз превышает эту частоту. Газы просто не успевают прорваться из камеры сжатия через неплотности, в результате, при таких оборотах давление газов в цилиндре значительно выше и двигатель способен завестись. То есть, даже при критическом износе цилиндро-поршневой группы, но при повышенных оборотах коленчатого вала давление газов в цилиндре можно значительно повысить вплоть до воспламенения топлива.

Все это повествование я привожу к тому, что когда вам порекомендуют замерить компрессию, вы не возмущались: «Да при чем здесь компрессия, когда у меня машина с удавки максимум через 15 метров заводится, а потом уже работает без проблем!» Потому и заводится, что при этом обороты как минимум в три раза больше. Почему он в дальнейшем работает без проблем и нормально заводится пока не постоит ночь на морозе, я объясню немного позднее.

И вот здесь всплывает один очень важный нюанс, связанный со скоростью вращения коленчатого вала, на который я просто обязан обратить внимание.

Для чего же мы измеряем компрессию?

Однако, чтобы не разорвать логическую цепочку, мы вернемся к нему в следующей главе.

Площадь стенок, контактирующих с сжимаемым газом

Этот фактор стабилен для каждого конкретного двигателя. Однако, если рассматривать общую закономерность, то чем меньше площадь контакта, тем меньше тепловые потери и выше создаваемое давление.

Для компенсации этих потерь в предкамерные двигателя устанавливаются свечи накаливания. Если быть верным, то здесь логическая цепочка немного разорвана. Свечи нужны для компенсации тепловых потерь, а не для повышения давления в цилиндрах. Немного ниже я постараюсь вернуться к этому.

Коэффициент теплоотдачи материалов

Для чего измеряют компрессию

Каким бы странным не показался этот вопрос, но нам необходимо дать на него ответ.

В одной из интернетовских конференций по дизелям меня обсмеяли за данное высказывание, дополнительно приписав:»А при чем здесь провода от аккумулятора к стартеру?»

Постараюсь доказать правоту своей точки зрения, а заодно затронем и провода.

Так для чего же нужен замер компрессии?

1-й вариант

Чаще всего замер компрессии используется, как я уже говорил, для определения технического состояния цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) и клапанов. Однако, для этих целей данный параметр малоинформативен, так как на его показания влияют очень много факторов, не связанных с ЦПГ и клапанами:

Причем, это укрупненные комплексные факторы, которые сами, в свою очередь, состоят из целого ряда мелких факторов, влияющих на величину измеренной компрессии.

Нам необходимо рассмотреть составляющие этих факторов, чтобы осознать их влияние, и, по возможности, определить пути по компенсации их влияния на результаты окончательных выводов о состоянии ЦПГ и клапанов.

Скорость вращения коленчатого вала

Мы уже рассматривали ее влияние на величину компрессии, поэтому здесь не должно возникать вопросов. Нам достаточно рассмотреть факторы, влияющие на ее величину:

Сопротивление воздушному потоку на впуске

Увеличенное сопротивление на впуске влечет за собой снижение наполняемости цилиндров воздухом, и как следствие,- уменьшение максимально создаваемого давления.

Основными причинами повышения сопротивления являются:

Сопротивление на выпуске

Этот фактор в меньшей мере влияет на уровень компрессии в цилиндрах, чем остальные. В основном он сказывается на заводку и работу двигателя и особенно при повышении оборотов.

Основными причинами могут быть заклинившие турбина, суперчаржер или забитая выхлопная труба.

Соотношение фаз газораспределения

Этот фактор может выпить много крови не только у водителей, но и у подготовленных специалистов, так как в некоторых случаях диагностировать его очень проблематично.

Как правило, любое изменение ( имеется в виду двигатель, в котором не производилось конструктивных изменений ) этого параметра в процессе эксплуатации влечет ухудшение наполняемости цилиндров и, соответственно,- уменьшение компрессии.

Основными причинами изменения данного фактора являются:

Факторы, влияющие на изменение утечек воздуха

Под этим обычно понимается:

Анализируя перечень факторов, влияющих на показания компрессии, однозначно приходишь к выводу, что невозможно просто по численному значению компрессии вынести заключение о состоянии цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) и клапанов. Необходимо ввести определенные ограничения или требования к методике проведения замера компрессии, чтобы ограничить количество факторов, дополнительно влияющих на результаты измерений.

Вторым условием является отсутствие сопротивления во впускном трубопроводе, то есть не должно быть закрытых заслонок и забитых воздушных фильтров, которые могут существенно снизить показания компрессии.

Соблюдение всех этих условий в значительной степени снижает вероятность неправильных выводов о состоянии ЦПГ и клапанов по результатам замера компрессии. Однако, нужно помнить, что существуют факторы, значительно снижающие показания компрессии, которые невозможно выявить обычным компрессиметром и которые не связаны с состояние ЦПГ и клапанов. Они будут приведены ниже при анализе эффективности различных методов диагностирования состояния двигателя, где замер компрессии компрессиметром будет рассматриваться лишь как один из возможных вариантов.

Первый вариант предполагал измерение компрессии с целью заключения вывода о техническом состоянии ЦПГ и клапанов. При этом мы пришли к выводу, что для того, чтобы это сделать, нам необходимо соблюсти при этом ряд обязательных требований или условий.

Однако, существует второй вариант замера компрессии, при котором конечная цель несколько отличается от первого варианта.

2-й вариант

В данном случае нас интересует не состояние ЦПГ и клапанов, а просто результаты измерения компрессии в реальных условиях.

При этом все негативные факторы, такие как снижение оборотов коленчатого вала, неправильное соотношение фаз газораспределения, состояние ЦПГ и так далее будут приводить к снижению значений показателей компрессии.

В результате получения этих реальных данных, мы сможем сделать вывод о том, до какой температуры возможен запуск данного двигателя на холодную, при условии условии исправности других систем (системы питания, системы предварительного прогрева и так далее).

Под реальными условиями понимается:

Из практического опыта мы вывели для себя примерную зависимость возможности запуска дизельного двигателя при различных температурах, в зависимости от компрессии в цилиндрах (замер компрессии на остывшем двигателе при температуре около 20С):

Запуск дизеля: соотношение компрессии и температуры

Из практического опыта мы вывели для себя примерную зависимость возможности запуска дизельного двигателя при различных температурах, в зависимости от компрессии в цилиндрах (замер компрессии на остывшем двигателе при температуре около 20С):

Заранее предупреждаю, что эта зависимость лишь относительно отражает возможность запуска дизеля от температуры. Она соответствует 4-х цилиндровому форкамерному двигателю, при условии, что остальные системы исправны, и он заводится от штатного аккумулятора.

Кроме того, существенные отклонения в этих показаниях возможны в следующих случаях:

В конце этой главы мне бы еще раз хотелось объяснить, для чего же измеряют компрессию.

Основной же причиной, почему так важен показатель компрессии в дизельном двигателе, лежит в самом принципе работы дизеля.

Конструкция компрессометра и почему различаются результаты замеров

Однако, несмотря на простоту конструкции, результаты замеров компрессии одного и того же двигателя очень часто сильно разнятся в разных сервисах. И это объясняется не тем, что у одних манометр врет, а у других показания идеальны. Как правило, манометр здесь ни при чем. Причина, чаще всего, кроется в так называемых паразитных объемах и жесткости пружины отсечного клапана. И если для бензинового двигателя они, как правило, не играют существенной роли, то в дизельном двигателе это влияние очень существенно.

Чтобы понять, что такое паразитный объем, посмотрим на рисунок

Величина степени сжатия, как известно, представляет формулу:

В случае, если отсечной клапан компрессометра установлен в переходнике, ввертываемом в свечное или форсуночное отверстие, то формула не меняется. Однако, если отсечной клапан установлен возле самого манометра, то появляется паразитный объем V3 в переходнике и переходной трубке. При этом формула приобретает другой вид:

В бензиновых двигателях, где объем камеры сгорания, при положении коленчатого вала в верхней мертвой точке, довольно большой, прибавка дополнительного небольшого паразитного объема V3 лишь незначительно увеличивает показания степени сжатия.

В дизельных двигателях объем камеры сгорания V1 крайне мал. Поэтому, даже незначительная величина паразитного объема V3 резко изменяет величину степени сжатия.

Когда мы перепроверились с показаниями своего компрессометра, то увидели, что при показаниях нашего прибора 32 атмосферы, их компрессометр показывал 18. Причина была не в неисправности манометра, а в крайне длинных переходных трубках, к тому же большого внутреннего диаметра.

Это, конечно, крайний случай такого большого расхождения. Однако, если отсечной клапан стоит не в свечном или форсуночном переходнике, а где-либо в трубке, то показания компрессии будут однозначно меньше. Поэтому, когда ко мне приезжает клиент и называет величину компрессии, замеренную в другом сервисе, я всегда спрашиваю, где был расположен клапан в компрессометре. По меньшей мере, мы перепроверяем компрессию в одном цилиндре.

По результатам многочисленных измерений компрессии ( а это даже не сотни, а тысячи измерений ) мы пришли к следующим критериям значений компрессии:

Источник