Компрессия и степень сжатия дизельного двигателя

При диагностике автомобиля перед покупкой опытные автовладельцы практически всегда советуют новичкам проверить компрессию. А еще существует степень сжатия – казалось бы, схожий термин, ведь компрессия – это и есть сжатие. На самом деле это совершенно разные вещи. Давайте разберемся, что есть что, а заодно поймем, что и как нужно проверять при покупке машины.

ЧТО ТАКОЕ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ?

Начнем со степени сжатия. Как мы помним, поршень в цилиндре при работе двигателя движется вверх-вниз, имея две так называемых мертвых точки, верхнюю и нижнюю.

Так вот, степень сжатия – это отношение между двумя объемами: полным объемом цилиндра, когда поршень находится в нижней мертвой точке, и объемом камеры сжатия, когда поршень находится в верхней мертвой точке.

То есть степень сжатия – это математическое отношение, которое показывает, во сколько раз топливовоздушная смесь (или воздух, если речь о дизеле) сжимается в цилиндре при работе мотора.

Степень сжатия – одна из базовых характеристик любого двигателя, и закладывается она на стадии проектирования. У бензиновых моторов она ниже, чем у дизельных: в среднем от 8:1 до 12:1 у первых и от 14:1 до 23:1 у вторых.

Дело в том, что работа дизельного мотора предполагает самостоятельное воспламенение топливовоздушной смеси от сжатия, а в бензиновом моторе смесь в каждом такте поджигается свечой зажигания. Однако в целом по мере развития технологий двигателестроения степень сжатия в моторах росла.

Причина проста: повышение степени сжатия позволяет увеличить КПД мотора, получая больше мощности при том же рабочем объеме и расходе топлива. Собственно, с ростом степени сжатия связано и применение более высокооктановых бензинов.

Таким образом, степень сжатия – это конструктивная характеристика двигателя, и она не меняется по мере его износа и старения. Степень сжатия не нужно «проверять» при покупке, а знать ее нужно в основном для того, чтобы знать, какой бензин лучше заливать в бак купленной машины.

Если степень сжатия – параметр математический и неизменный, то компрессия – характеристика изменяемая. Компрессия – это давление, создаваемое в цилиндре в конце такта сжатия, когда поршень идет от нижней мертвой точки к верхней, сжимая воздух или топливовоздушную смесь.

Давление в цилиндре в момент, когда поршень достиг верхней мертвой точки – это и есть компрессия. Можно подумать, что компрессия фактически должна быть равна степени сжатия – ведь она тоже показывает разницу давления в цилиндре при двух положениях поршня – верхнем и нижнем.

Однако на самом деле компрессия оказывается значительно выше. Ведь воздух при резком сжатии нагревается, что означает увеличение давления. А еще он нагревается от горячих стенок цилиндра, ведь рабочая температура двигателя гораздо выше температуры окружающей среды.

Таким образом, компрессия, конечно, зависит от степени сжатия, но не равна ей. И именно компрессию замеряют при диагностике двигателя, чтобы оценить его техническое состояние.

Замер компрессии проводится с учетом перечисленных выше условий: на полностью прогретом двигателе и при полностью открытой дроссельной заслонке, отвечающей за подачу воздуха в цилиндр. Разумеется, горение топлива для замера компрессии не нужно, в цилиндре сжимается только воздух.

Так что подачу топлива отключают, а свечу зажигания (или накаливания, если речь идет о дизеле) выкручивают, а на ее место вкручивают шлаг компрессометра. Компрессометр – это прибор для измерения компрессии.

Он фактически представляет собой манометр, подключаемый трубкой к цилиндру и оснащенный обратным клапаном, чтобы не сбрасывать измеренное давление.

ЗАЧЕМ ИЗМЕРЯТЬ КОМПРЕССИЮ?

Замер компрессии позволяет оценить исправность и техническое состояние двигателя. Во-первых, после замера можно сравнить соответствие полученного результата заводским параметрам – то есть оценить компрессию в имеющемся двигателе по сравнению с новым.

Во-вторых, низкий показатель компрессии означает наличие проблем с мотором, ведь он сигнализирует о том, что воздух «утекает» из камеры сгорания, а при работе мотора из нее будут прорываться раскаленные газы.

Причин может быть довольно много: поршневые кольца, повреждения седел клапанов и самих клапанов, негерметичность прокладки ГБЦ и даже трещина в самом поршне. Ну а в-третьих, важна не только сама величина компрессии, но и ее равномерность во всех цилиндрах двигателя.

Если компрессия в одном или нескольких цилиндрах ниже, чем в других, это говорит о неравномерном износе и наличии проблем.

Таким образом, замер компрессии – одна из простых, но эффективных методик оценки исправности и общего технического состояния двигателя. Он позволяет быстро отсеять заведомо «мертвые» моторы, имеющие проблемы с цилиндропоршевой группой, клапанами и так далее. Поэтому замер компрессии можно и нужно проводить при диагностике практически любого автомобиля перед покупкой.

Степень сжатия дизельного двигателя

Степенью сжатия является соотношение между полным объемом цилиндра, когда поршень располагается в нижней мертвой точке (НМТ) и объемом камеры сгорания во время достижения поршнем верхней мёртвой точки (ВМТ).

Такое соотношение показывает разницу в давлении, которое образуется в цилиндре мотора при попадании в него топлива. В документах, которые идут вместе с двигателем, такое соотношение указывается при помощи математических расчетов, например 18:1. Наилучшая степень сжатия в таком двигателе располагается в диапазоне от 18:1 до 22:1.

Проверка компрессии двигателя за 5 минут без инструментов

Сегодня расскажу, как проверить компрессию двигателя с помощью очень простого способа. Этот метод работает с любым автомобилем, а все, что потребуется для проверки – это часы, ну и, собственно, сам автомобиль.

Следовательно для рядового автовладельца, который, как правило, не имеет компрессометра – идеальный способ проверить компрессию в цилиндрах.

Правда она не скажет вам конкретного значения, но даст ответ – исправен ли двигатель или нет!

Многие знают, что наличие компрессии в двигателе можно узнать заткнув свечное отверстие, однако он даст слишком мало информации. Так что лучше воспользоваться именно вот этим.

Это очень простой, дедовский способ, но он очень надежный, и нет необходимости в проведении каких-либо дополнительных диагностик.

Не нужно выворачивать свечи, продувать компрессором, вставлять вместо свечей компрессометры – не дает это нужного результата.

И вот почему: на больших оборотах идет скрадывание, на больших оборотах компрессия кажется нормальной, ее нужно проверять на очень низких оборотах, при небольшом сжатии. Если это сжатие автомобиль держи – с ним все в порядке.

Детали двигателя автомобиля какие есть

Принцип работы

В дизельных моторах в процессе сжатия, то есть когда происходит движение поршня к ВМТ, происходит очень быстрое сокращение объёма цилиндра.

В итоге в камере сгорания располагается только воздушная масса, именно она сжимается, такой процесс носит название такт сжатия.

Когда к ВМТ подходит поршень, сжатие воздуха происходит на необходимую степень, происходит подача топлива в камеру сгорания под высоким давлением.

Топливо-воздушная смесь при образованном высоком давлении мгновенно воспламеняется и создает повышенное давление в камере, поршень в такой момент как раз проходит ВМТ. Одним из преимуществ дизеля является то, что смесь возгорается только от давления, нет необходимости в сложной и высокоточной системе зажигания.

Но роз без шипов не бывает — обратной стороной повышенного давления является особое внимание к герметизации соединений и наличие топливного насоса высокого давления (ТНВД), штуки прецизионной и очень капризной. В процессе сгорания смеси образуется сильное давление, которое начинает давить на поршень и вести его к НМТ.

При помощи шатуна все поршневые движения преобразуются во вращение коленчатого вала.

Процесс образования давления при возгорании смеси, которое заставляет передвигаться поршень к НМТ, носит название рабочий ход. Степень сжатия играет особую роль в такте сжатия. Чем больше степень, тем быстрее и легче воспламеняется смесь, которая полностью сгорает и образует требуемое давление.

Если степень сжатия дизельного двигателя имеет высокий показатель, то она будет создавать высокую мощность при низком заборе топлива. Но у них степень сжатия способна варьироваться в оптимальном диапазоне, который нарушать не стоит, и это не просто так:

Если образовалась степень сжатия ниже допустимого диапазона, то значительно понижается мощность показателя, а объем потребляемого топлива начнет расти;
Если образовалась степень сжатия выше необходимого диапазона, то образуется сильная нагрузка на цилиндры и поршни, в результате они быстро изнашиваются.
Если произошло сильное увеличение степени сжатия, поршень начинает прогорать, а шатун изгибаться.

Зафиксированы случаи, когда при сильном повышении сжатия происходил взрыв всей системы без возможности ее восстановления.

Что влияет на компрессию дизельного двигателя?

Перед тем как приступить к проверке важнейшего показателя, характеризующего правильную или нарушенную функцию двигателя автомобиля, необходимо понимать какие факторы изменяют величину компрессии.

Количество воздушных потерь в ходе эксплуатации мотора прямо пропорциональны снижению компрессии. Данный показатель полностью зависит от исправности ЦПГ и клапанов.

От герметичности системы и периода прохождения воздушного потока, которое определяется скоростью работы вала полностью зависят характеристики компрессии.

Когда ЦПГ находится в плохом состоянии, величины компрессии будут снижаться.

Вторым аргументом, влияющим на компрессию дизельного двигателя, является количество потерь тепла. Данный фактор определяется размером стен с которыми взаимодействует поток воздуха.

При большей скорости вращения коленчатого вала, воздушный поток не так долго контактирует с поверхностью стенок и соответственно теряет меньшее количество тепла.

Уменьшение времени теплопередачи сохраняет характеристики воздушного потока и увеличивает компрессию.

Про важность количества воздушных потерь относительно компрессии двигателя знают и помнят многие автолюбители. Но вот значимость потерь тепла для компрессии, учитывает далеко не каждый. Ну и конечно никак нельзя упускать значимость скорости вращения коленчатого вала.

Разница степени сжатия бензинового и дизельного двигателей

Степень сжатия и количество расхода топлива считаются основными показателями в обоих видах двигателей. Так как между сжатием и мощностью существует прямая зависимость.

В двигателях на бензине показатель сжатия находится на отметке 12 единиц, а у дизельных моторов данное число варьируется от 13 до 25 единиц. Показателем экономичности является удельный расход топлива. Его прямой функцией является определение объема сжигаемого топлива во время работы при мощности 1 кВт за один час.

Бензиновые двигатели за час сжигают около 305 граммов топлива, в то время как дизельные всего 200 граммов. К тому же у бензиновых моторов существует один существенный недостаток, у них низкая тяга во время работы на холостых оборотах. Очень часто двигатель глохнет, если совершается попытка движения на низких оборотах.

А вот у дизельных двигателей такого недостатка нет.

Рассмотрим основные элементы,имеющие важное значение для компрессии дизельного двигателя

От исправности цилиндро-поршневой группы в большей степени зависят показатели компрессии двигателя автомобиля. Состояние ЦПГ, является важнейшим фактором при определении искомого параметра. В данном случае, все зависит от герметичности двигателя. Чем лучше состояние мотора авто, тем меньше потери воздушных потоков через стыки и узлы.

Конечно, заводская сборка сопровождается достаточно жестким и бдительным контролем. Выходя с завода, автомобиль имеет минимальных показатель потерь воздушного потока, но во время эксплуатации автомобиля этот показатель может увеличиваться. Если взять два автомобиля одинаковой марки, с равнозначным пробегом, показатели все ровно будет различаться.

Это объясняется некоторыми факторами, влияющими на состояние цилиндро-поршневой группы:

Количеством нагрузки. Таким образом, на состояние ЦПГ влияют интенсивность разгона, средняя скорость движения и манера вождения автомобилиста.
Качеством используемой рабочей жидкости. Как правило, использование мало-качественного моторного масла, ускоряет износ рабочих компонентов двигателя, в то время как хорошая смесь препятствует старению ЦПГ.
Условия эксплуатации автомобиля. При постоянном запуске и работе в экстремальных погодных условиях, ЦПГ утрачивает герметичность в связи с резкими изменениями температуры.

Существует достаточно широкий список факторов, которые положительно или отрицательно влияют на состояние ЦПГ. Рассматриваемые причины, весьма очевидны и понятны каждому автолюбителю. Помимо этого, существует фактор, который известен лишь опытным автолюбителям или профессионалам автомобильного ремонта — габариты ЦПГ.

Профессионалы проследили пропорциональность увеличения максимального пробега прямо увеличению габаритов мотора. Одной из характеристик, оказывающих влияние на продолжительность работы двигателя, является размер цилиндров.

Таким образом, можно сказать, что чем больше мотор тем он дольше служит, а компрессия падает гораздо меньше.

Несмотря на то что при больших габаритах движка увеличивается количество пропущенного воздуха, при пересчете на литр объема показатель потерь будет гораздо ниже чем у небольшого мотора.

Это легко объяснить тем, что даже при несильном износе ЦПГ в малолитражках резко падает компрессия. Как правило, компрессия исправного мотора в оптимальном состоянии за счет соответствующего уровня колец .

В ходе эксплуатации, кольца начинают терять округлость и пропускают воздушный поток, в связи с чем двигатель теряет компрессию.

При равных пробегах, кольца больших двигателей дольше удерживают свою структуру за счет массивности и соответственно сохраняют необходимое давление газов.

Таким образом, можно сделать вывод, что от массивности двигателя в большей степени зависит его надежность и уровень компрессии будет снижаться гораздо медленнее чем на двигателе с небольшими габаритами. Если рассматривать дизельные двигатели, то это правило становиться еще более актуальным, поскольку компрессия имеет решающую роль в правильной работе дизельного мотора.

Степень сжатия

Если взглянуть на два типа мотора без головки блока цилиндров, то можно заметить тот факт, что у бензинового мотора поршень, находящийся в верхней мертвой точке, не доходит до края цилиндра.

На дизельном моторе поршень в ВМТ находится в одной плоскости с блоком цилиндров, а плоскость головки блока цилиндров практически не имеет выемки.

У дизельного мотора камера сгорания находится в выемке на поршне.

Таким образом, значительное уменьшение камеры сгорания дает возможность зажигать топливно-воздушную смесь за счет сильного давления. Чем выше давление при поднятии поршня — тем горячее воздух в цилиндре.

У бензинового мотора камера сгорания занимается место между ВМТ поршня и плоскостью блока цилиндров, а также в выемке на ГБЦ.

Это первая причина, почему у дизельного мотора степень сжатия в несколько раз больше бензинового.

Измерение компрессии дизельного двигателя

Многие специалисты с уверенностью готовы сказать, что компрессия двигателя играет важнейшую роль в жизни автомобиля. Она влияет не только на техническое состояние двигателя, качество запуска, но и на его мощность в целом.

Сегодня мы узнаем о том, что собой представляет компрессия, какой ее уровень должен быть и как правильно измерять компрессию на автомобилях с дизельным двигателем. Начать нужно с того, что компрессия — это давление сжатого воздуха в цилиндре двигателя в момент нахождения поршня в верхней мертвой точке.

Уровень компрессии может падать во время эксплуатации автомобиля, поскольку происходит износ деталей. Уровень компрессии говорит о состоянии деталей двигателя.

Измеряется компрессия двигателя специальным устройством — компрессометром. Принцип его работы точно такой же, как и в манометре (прибор для измерения давления в шинах), но только он более мощный. Связано это с высокими показателями, с которыми обычный манометр не в силах справиться.

Компрессия и степень сжатия дизельного двигателя

Двигатель любого автомобиля, в том числе и дизельный, является довольно сложным устройством, состоящим из механизмов и систем.
Взаимодействие этих систем и механизмов между собой позволяет преобразовывать энергию, возникающую при сгорании топливно-воздушной смеси во вращательное движение кривошипно-шатунного механизма с дальнейшей передачей вращения на трансмиссию.
Основная работа по преобразованию энергии происходит внутри цилиндро-поршневой группы, а именно в цилиндрах.

Преобразование энергии зависит от многих факторов, среди которых степень сжатия двигателя и компрессия.

Особенно эти понятия играют более важную роль в дизельных силовых установках, поскольку воспламенение горючей смеси в цилиндрах этого агрегата производятся за счет сжатия смеси.

Понятие степени сжатия

Зачастую эти понятия путают между собой или объединяют в один термин. В действительности это два разных термина, и характеризуются они по-разному.

Сначала разберем все о степени сжатия дизельного мотора.
Соотношение объема цилиндра двигателя в момент нахождения поршня в нижней мертвой точке (НМТ) к объему камеры сгорания в момент, когда поршень достегает верхней мертвой точки и есть степень сжатия двигателя.
Степень сжатия
Данное соотношение указывает на разницу давления, возникающую в цилиндре двигателя в тот момент, когда в цилиндр поступает топливо.
В технической документации, идущей вместе с дизельной силовой установкой, степень сжатия указывается в виде математического соотношения, к примеру — 18:1.

Для дизельного агрегата самой оптимальной степень сжатия варьируется в диапазоне от 18:1 до 22:1. Именно при таких показателях у этого двигателя достигаются максимальные показатели эффективности.

Как все работает

У дизельного мотора при такте сжатия, когда поршень движется к ВМТ, объем в цилиндре быстро сокращается. В этот момент в камере сгорания находиться только воздух, он-то и сжимается, данный процесс называется тактом сжатия.

При подходе поршня к ВМТ, воздух сжимается на указанную в документации степень сжатия, в камеру сгорания под давлением подается топливо.
Смесь из топлива и воздуха из-за воздействия на нее высокого давления воспламеняется, значительно увеличивая давление внутри камеры, поршень в этот момент проходит ВМТ.
Образовавшееся в результате сгорания топливовоздушной смеси высокое давление начинает давить на днище поршня, заставляя его двигаться к НМТ.

Посредством шатуна поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение колен. вала.

В данном случае давление, возникшее в результате воспламенения смеси, заставляет двигаться поршень к НМТ называется рабочим ходом. Рабочий ход является одним из тактов работы цилиндро-поршневой группы.

При такте сжатия как раз и важна степень сжатия. Чем она выше, тем более легче воспламениться горючая смесь и в более полной мере она сгорит, обеспечив большее давление.

При хорошем показателе степени сжатия дизельный мотор будет обеспечивать больший выход мощности при меньшем количестве сгораемого топлива.
Однако у дизельных силовых установок не зря имеется диапазон степени сжатия, за который выходить не рекомендуется.
Степень сжатия меньше 18:1 приводит к снижению мощностного показателя установки, при этом потребление топлива увеличивается.

Но и чрезмерная степень сжатия у мотора тоже сказывается нехорошо на двигателе, особенно дизельном. За счет увеличенных нагрузок, которые испытывают цилиндропоршневая группа, их ресурс очень быстро сокращается.

Увеличение сверх нормы степени сжатия может привести к прогоранию поршня, изгибу шатуна.
Прогорел поршень
В некоторых случаях увеличение данного показателя приводит к взрыву силовой установки без возможности последующего восстановления.

Возможность замера степени сжатия

Проверить степень сжатия дизельного агрегата в гаражных условиях практически невозможно. Поскольку нужно проводить некоторые замеры, которые сделать очень сложно.

Одним из таких замеров является выяснение объема в цилиндре при нахождении поршня в ВМТ.

Далее нужно знать некоторые параметры силовой установки, часть из которых можно узнать из тех. документации, но некоторые узнать довольно сложно.

Для вычисления степени сжатия потребуется знать объем камеры сгорания, поскольку между блоком цилиндров находиться прокладка, то нужно знать ее толщину и диаметр поршневого отверстия в ней, ход поршня и диаметр цилиндра.

Имея все эти данные, а также произведя замеры объема в цилиндре, можно математическим путем провести вычисления степени сжатия.

Способы повышения показателя

Замерить степень сжатия на дизельном двигателе сложно, а вот изменить данный показатель в лучшую сторону – можно.
Есть несколько способов увеличения показателей степени сжатия на дизельном агрегате.
Уменьшаем камеру сгорания двигателя.
Самым простым способом увеличения данного показателя является уменьшение камеры сгорания.
Поскольку степень сжатия – это соотношение объема цилиндра к объему камеры сгорания, то изменив объем одного можно поменять и сам показатель соотношения.

Уменьшить объем камеры сгорания можно несколькими путями.

Первое, что можно сделать – это заменить прокладку между блоком и головкой двигателя на более тонкую, за счет этого и измениться объем камеры сгорания. Прокладка между блоком и головкой двигателя Дополнительно можно провести торцевание головки блока цилиндров. В этом случае с головки блока снимается слой металла, из-за чего и уменьшается камера сгорания.

Использование турбированного нагнетателя. Вторым способом изменения данного показателя является увеличение давления в камере сгорания. Применение такого устройства, как турбинный нагнетатель, он же турбонаддув, позволяет увеличить степень сжатия.

В дизельных силовых установках, не имеющих данного устройства, воздух, требуемый для создания горючей смеси, подается за счет разрежения в цилиндре, возникающего при такте впуска. При такой подаче воздуха в цилиндры высокое давление на такте сжатия обеспечить в полной мере невозможно, поскольку количество воздуха получатся ограниченным.

турбонаддув При использовании нагнетателя воздух в цилиндры подается принудительно. Это обеспечивает подачу большего количества воздуха, и как следствие большего давления в цилиндре при такте сжатия. Читайте по теме: , что лучше. Интеркулер. Часто на дизельных моторах, помимо нагнетателя применяется еще одно устройство – интеркулер.

Он также позволяет увеличить давление в цилиндре, но по несколько иному принципу, чем нагнетатель. Интеркулер В задачу входит охлаждение воздуха перед подачей его в цилиндры. Приводит это к тому, что при охлаждении плотность воздуха увеличивается, а значит и давление в цилиндре будет выше. Это основная информация, что касается степени сжатия. Перейдем к компрессии.

Понятие компрессии

Компрессия – это показатель давления в цилиндрах двигателя. Измеряться данный показатель может в нескольких величинах – кг/см кв., Барах, Атмосферах, Паскалях. Особое внимание заслуживает компрессия дизельного двигателя, так как данный показатель очень важен в дизельных моторах. У дизеля компрессия должна быть порядка 22 Атм.

, хотя на разных двигателях может быть и больше, при этом значительно. Высокая компрессия в цилиндрах дизеля должна обеспечиваться потому, что воспламенение горючей смеси производиться именно из-за высокого давления.

Что такое компрессия двигателя Если данный показатель на дизеле будет значительно меньше нормы, запуск мотора – затруднителен или невозможен. Компрессия дизельного двигателя в цилиндре достигается путем сжатия воздуха поршнем при такте сжатия. Но полной герметичности внутри цилиндра добиться просто невозможно, всегда будет утечка воздуха.

Воздух частично может прорываться через изношенные компрессионный кольца, когда они уже не могут обеспечить должное прилегание к цилиндру, часть воздушной массы может выходить из цилиндра через неплотное прилегание клапанов к седлам. Если говорить в общем, то показатель компрессии указывает на состояние двигателя.

Сильное несоответствие компрессии двигателя от заданных норм всегда указывает на сильный износ механизмов силовой установки. Поэтому входит в комплекс диагностических работ двигателя.

Как замерить компрессию

В отличие от степени сжатия провести замеры компрессии двигателя не особо сложно. Для проведения данных работ достаточно иметь компессометр или компрессограф. Принцип действия этих двух приборов одинаков, разница лишь в выводе информации. У компрессометра значение давления указывается на шкале манометра.

компрессометр У компрессографа же информация о давлении в цилиндре заносится на какой-либо носитель информации или же просто на бумагу.

компрессограф Последовательность проверки компрессии в дизельном двигателе такова:

С одного цилиндра снимается форсунка, на ее место устанавливается прибор;
Затем производится проворот коленвала стартером и записывается полученный результат;
После проверяется компрессия во всех остальных цилиндрах;
Затем значения, полученные во всех цилиндрах, сверяются.

У неизношенного двигателя компрессия должна соответствовать или хотя быть близкой к номинальному значению, указанному в документации. Разбежность в показателях на разных цилиндрах тоже должна быть одинаковой, допускается незначительные отличия.

От чего зависит компрессия

Как уже сказано, компрессия дизельного двигателя, и не только его, а всех силовых установок, зависит от состояния цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма. Но помимо этого компрессия двигателя еще и зависит от количества оборотов коленвала.

Чем ниже его обороты, тем больше времени у воздуха, находящегося внутри цилиндра найти место, где он может выйти из нее. Поэтому при замере компрессии важно проследить о том, чтобы стартер обеспечил хотя минимальных 20-250 оборотов колен. вала в минуту. Иначе показания компрессометра не будут соответствовать реальному значению данного показателя.

Износ двигателя Это конечно, не все факторы, влияющие на компрессию, но перечисленные являются одними из основных.

Особенности запуска дизельного двигателя

Но высокая компрессия дизельного двигателя, которой обеспечивается работоспособность силовой установки, играет не на руку легкости пуска. Конечно, если двигатель хорошо прогреется, стартеру не составит труда обеспечить должные обороты коленвала, и как следствие должное давление в камере сгорания и запуск силовой установки. У холодного же мотора появляется несколько дополнительных факторов, усложняющих запуск. Одним из таких факторов является повышенное трение между узлами и механизмами у холодного двигателя, поскольку масляной прослойки между ними нет. А если к данному фактору у дизельной установки добавить еще и слабую компрессию, из-за которой воспламенение рабочей смеси затруднительно, поскольку давления в камере сгорания недостаточно, то пуск мотора очень затруднителен. Поэтому чем ниже температура и слабее компрессия дизельного двигателя, тем меньше шансов его запустить. И это еще не рассмотрена такая особенность дизельного топлива, как парафинированние его при низких температурах.

Какая компрессия должна быть в дизельном двигателе

Принцип работы дизельных силовых агрегатов основан на воспламенении топливной смеси в цилиндрах под высоким давлением.

В отличие от бензинового мотора в дизеле отсутствует система искроподачи с помощью наконечников электродов на свечах: обогащённая кислородом смесь подаётся в камеру сгорания, где высокая температура образуется в процессе сжатия.

Вместо образования электрической искры дополнительный предпусковой нагрев обеспечивают свечи накаливания.

Основной параметр для диагностики состояния дизельного двигателя– компрессия, от которой зависит мощность и стабильная работа механизмов цилиндропоршневой группы.

Что такое компрессия в дизельном двигателе

Компрессия – это показатель давления в цилиндре, которое создаётся поршнем в максимальной высшей (мёртвой) точке такта. В технической литературе принято использовать аббревиатуру ВМТ (высшая мёртвая точка). Величина измеряется в кг/см² и зависит от двух основных факторов:

Нарушение герметичности камеры сгорания: происходит утечка воздуха, давление в системе падает. Изношенность клапанов, узлов цилиндропоршневой группы, либо неправильная регулировка газораспределительного механизма приводит к снижению компрессии.
Состояние коленчатого вала и скорость его вращения: потеря стабильных оборотов приводит к тепловым потерям при сжатии воздуха поршнем. Показатель степени сжатия становится ниже нормы, что напрямую влияет на энергию, которая образуется в результате образования рабочих газов при сгорании топливной смеси в цилиндрах.

Быстрый износ механизмов ЦПГ (цилиндропоршневой группы) зависит от качества смазочных материалов, интенсивности нагрузок в период эксплуатации, количества холодных пусков при минусовой температуре воздуха и часов работы на максимальных оборотах.

Некорректная регулировка клапанной системы способствует образованию нагара на стенках камеры сгорания, гильзах цилиндров, коксованию поршневых и маслосъёмных колец. В результате недостаточного давления топливная смесь сгорает не полностью, смешивается с остатками масла, оставляя продукты гари, сажи на узлах ЦПГ.

Первый признак изношенности в таком случае– дымный выхлоп и падение мощности двигателя.

Назначение системы EGR и особенности ее работы

Во время запуска и срабатывания стартера коленчатый вал в дизельном агрегате вращается со скоростью 200-300 об/мин: чем выше крутящий момент- тем выше компрессия.

Если давление в камере сгорания будет ниже 16 атмосфер- то дизель завести обычным способом с ключа становится невозможным. Теплопотери вызывают уменьшение показателя степени сжатия и нарушению регулировки фаз газораспределения.

Важно! Продолжительная эксплуатация дизельного агрегата с некорректной работой газораспределительного механизма приводит к выходу из строя всего блока цилиндров. Вплоть до заклинивания поршней без возможности восстановления и капитального ремонта.

Изучаем теорию – что происходит внутри камеры сгорания?

Степень сжатия в теории – это соотношение объема в пространстве над рабочим поршнем в момент, когда он проходит нижнюю мертвую точку, к объему в камере над поршнем в момент прохождения верхней мертвой точки. Это определение выражает разницу давления в самой камере сгорания в момент, когда происходит впрыск топлива в цилиндр.

В повседневной жизни часто путают степень сжатия с другим понятием, а именно с компрессией дизельного двигателя, однако на практике это два разных термина. Компрессия – это наибольшее давление поршнем в цилиндре на момент его прохождения от нижней мертвой точки к верхней. Эту величину измеряют в атмосферах.

Степень сжатия измеряют математическим соотношением, к примеру, 19:1. Для дизельных двигателей наилучшим считается соотношение в рамках от 18 до 22 к 1.

При такой степени сжатия сердце автомобиля будет работать наиболее эффективно. Использование топлива связано напрямую со степенью сжатия.

Чем больше давление поднимается в камере и больше сжатие, тем экономичней будет расход топлива, при этом полученная мощность может увеличиваться.

Норма компрессии в цилиндрах дизельного двигателя

В зависимости от мощности силового агрегата, типа конструкции его камеры сгорания и системы впрыска, норма компрессии может быть разной. Ее необходимо искать в техническом описании каждой конкретной марки. Ниже указаны стандартные показатели соотношения температуры запуска и компрессии, при котором возможен пуск дизельного двигателя любого типа:

Менее 18 кг/см² – запуск двигателя невозможен даже с принудительным подогревом системы;
22-24 кг/см² – пуск возможен только на горячем агрегате, после падения температуры ниже 0° С гарантирован отказ запуска со стартера;
24-26 кг/см² – запускается при температуре воздуха – 10° С;
26-28 кг/см² – максимальная температура запуска – 15° С;
28-32 кг/см² – возможен холодный пуск до – 25° С;
32-36 кг/см² – возможен холодный пуск до – 30° С;
36-40 кг/см² – возможен холодный пуск до – 40° С.

Эти нормы компрессии применяют только при исправности всех остальных систем, отвечающих за работу мотора: подача топлива (топливный насос высокого давления), 100% заряд аккумуляторной батареи, исправные узлы ГРМ.

Современные типы дизелей с раздельной камерой сгорания и системой впрыска топливной смеси «Common Rail» имеют лучшие результаты: на каждый показатель компрессии в среднем будет плюс пять температурных значений.

Так же погрешность увеличивается с количеством цилиндров в агрегате и типом компоновки: V-образные на 6 и 8 цилиндров имеют большее преимущество перед обычными рядными четырёхцилиндровыми.

Важно:

Коэффициент заполнения камеры сгорания воздухом при максимальной степени сжатия и достаточном давлении (компрессии) создают рабочую температуру воспламенения топливной смеси.

Итак, дизельный двигатель

Один из самых неоспоримых преимуществ дизельного двигателя является меньший расход топлива, примерно на 20-30% ниже, чем у бензинового. Степень сжатия воздуха в дизеле она равна 20 единицам, тогда как в бензиновом двигателе достигается не более 10 единиц.

Еще одно из немаловажных преимуществ современного двигателя на дизельном топливе является его более высокая экологичность. К тому же дизельное топливо испаряется менее интенсивно, чем бензин, что уменьшает вероятность возгорания.

При идентичном объеме двигателя максимальная мощность больше у бензинового, однако, крутящий момент гораздо ниже, чем у дизельного собрата.

Существенный минус дизеля, который беспокоит большинство автолюбителей – это сложность технического обслуживания и ремонта. Найти автосервис, готовый взяться за работу с более тонким механизмом дизеля, довольно сложно. К тому же промежуток между техническим обслуживанием у автомобиля на дизеле гораздо ниже, а цена на него выше.

Этот недостаток может стать серьезным препятствием при выборе дизельного двигателя, но только в случае, если автомобиль вам нужен для кратковременного пользования и недалеких переездов. Дизель прекрасно показывает себя и окупает в случаях, если вы планируете долго владеть автомобилем или вам требуется надежный «железный конь» в дальних разъездах.

Еще один минус дизельного топлива – это низкая морозостойкость. Обычная солярка на морозе быстро густеет и автомобиль отказывается заводиться. Если вы живете в регионе, где нередки минусовые температуры, вам придется запасаться специальной «зимней» соляркой или точно знать на каких заправках ее можно будет найти зимой.

Также, если продолжить тему морозов, недостатком дизельного двигателя можно назвать медленное прогревание.

Как замерять давление в цилиндрах

Снятие показателей компрессии выполняют при помощи специального прибора – компрессометра.

Компрессометр работает по принципу манометра: переходник с конструкцией наконечника форсунки или свечи накаливания предназначен для установки в головку блока цилиндров и имеет запорный клапан, который препятствует потере давления во время измерений.

Простые устройства снабжены обычной шкалой со стрелкой, более точные профессиональные приборы – электронные цифровые, либо синхронизированы с компьютером.

Что такое впускной коллектор (принцип работы, неисправности)

Внимание! Компрессометр должен быть откалиброван с точностью до 0,1 кгс/см² – в противном случае результаты замеров не будут соответствовать нормам.

Перед измерением дизельный двигатель прогревают на максимальных оборотах до рабочей температуры масла, проверяют работу стартера и состояние заряда аккумуляторной батареи в 100%. Каждый цилиндр замеряют по отдельности.

Почему компрессия может понижаться

Падение давления в цилиндрах сопровождается следующими характерными признаками:

отказ запуска двигателя при низкой температуре либо плохое срабатывание системы зажигания;
во время работы на холостых оборотах происходит «троение»;
падение мощности с нестабильными оборотами;
повышенный расход топлива;
чрезмерное потребление масла;
посторонние примеси выхлопных газов (дымный выхлоп);
сильный шум, вибрации во время открывания дроссельной заслонки.

Пониженная компрессия возникает из-за утечек воздуха в системе газораспределительного механизма, блока цилиндров либо износа элементов и узлов цилиндропоршневой группы.

ГРМ может некорректно работать по причине образования нагара на чашках клапанов, поломки приводных механизмов (пружин, седла).

Для выявления конкретной причины проводят диагностику клапанной системы – измеряют зазоры клапанов.

В случае износа деталей ЦПГ (цилиндропоршневой группы) демонтируют головку блока цилиндров с целью нахождения изношенной чашки поршня, прокладок, поршневых колец или рабочей поверхности цилиндров. Прогары, трещины на корпусе головки блока можно установить визуально.

Способы устранения проблем

При обнаружении пониженной компрессии проводят полную проверку всех систем.

Современные методы диагностики с помощью специального сканера «G‑Scan» позволяют установить причину поломки с точностью до конкретного узла на основе анализа данных топливной смеси, значений компрессии и различных показаний датчиков.

Сканер учитывает записи журнала ЭСУД (электронной системы управления двигателем), где отклонения в работе систем детализированы, все сбои в механизмах ГРМ учтены согласно кодам ошибок.

Бортовая компьютерная диагностика обеспечит точное определение нарушения, которое можно пропустить при визуальном осмотре.

Например, в процессе недостаточной подачи топливной смеси в цилиндр из-за нарушения зазора какого-либо клапана, блок-контроллер на основании показаний кислородного датчика регулирует дополнительный впрыск на конкретный цилиндр, отдавая команду на исполнительное устройство. При обычной проверке с измерением зазоров всех клапанов, установить причину нагара на конкретном участке бывает невозможно.

Причина снижения давления может быть из-за незначительной утечки воздуха, когда для исправления достаточно простой регулировки или замены прокладки. В случае серьёзного износа важных механизмов ЦПГ потребуется капитальный ремонт двигателя.

Степень сжатия на практике – как это происходит?

Сгорание топливной смеси в двигателе происходит при взаимодействии смешанных паров топлива и воздуха. При возгорании смеси происходит ее расширение, в результате чего увеличивается давление в камере.

Коленчатый вал при этом выполняет обороты, соответственно двигатель выполняет один такт полезной работы. В наше время уже практически не выпускаются дизельные двигатели с низкой степенью сжатия, так как в этом нет необходимости, также и низкооктановое топливо практически исчезло с рынка.

Все стремятся к более экономичным и высокооборотистым двигателям с большей степенью сжатия.

Увеличения степени сжатия можно добиться за счет уменьшения камеры сгорания дизельного двигателя.

Но при таких изменениях инженерам на заводах приходятся искать компромиссное решение, потому что нужно сохранить давление в камере, а также уменьшить объем сжигания топлива.

Одним из способов увеличения сжатия является расточка блоков головки цилиндра – степень сжатия при этом увеличивается, а объем сгорания топлива в камере уменьшается. При этом цилиндр сохраняет свой рабочий объем, и объем двигателя не меняется.

Как завести мотор при недостаточной компрессии

При низких показателях компрессии дизельный агрегат не запускается обычным проворотом стартера.

Если пуск производится в минусовую температуру на холодном моторе- то усилие для нормальной скорости вращения коленчатого вала требуется большее, так как масло на морозе становится более вязким.

Для подогрева кардана используют обычную паяльную лампу, которую устанавливают внизу и разогревают системы двигателя горячим воздухом.

Искусственно повысить компрессию для разового холодного пуска можно также созданием масляной плёнки в цилиндрах. Для этого выворачивают свечи накала, либо форсунки и заливают моторное масло с помощью шприца прямо в камеру сгорания, объёмом не более 50 мл. Повторяют всю процедуру на каждом цилиндре в отдельности.

После проворачивают коленчатый вал, чтобы на стенках образовалась равномерная масляная плёнка, которая обеспечит создание герметичности во время пуска.

Используя такой способ нужно проследить распределения масла в цилиндра, до запуска двигателя поршень должен сделать несколько тактов стартером, чтобы избежать гидроклина.