Компрессия в двигателе: показатели, измерение и последствия

Каждый мотор, как и человек, обладает показателями здоровья. Практически 90-95% покупателей машин на вторичке игнорируют замеры компрессии, поступая в корне неверно. Здоровый мотор выдает правильную компрессию и ходит сотни тысяч километров. Каждый автомобиль-донор, поступающий на разбор, проходит через проверку компрессии. Ребята из Гидрача готовы поделиться своими знаниями и рассказать про компрессию в двигателе больше. 

Что значит компрессия. Чем отличается от степени сжатия

Если степень сжатия — константа мотора, то компрессия — величина динамическая. Под компрессией в цилиндрах понимается давление, возникающие в конце такта сжатия. Поршень движется снизу-вверх. Достигая верхней мертвой точки (ВМТ), поршень предельно сжимает топливовоздушную смесь (ТВС). Давление внутри цилиндра после достижения поршнем ВМТ — это и есть компрессия в моторе. Ошибочно можно спутать разницу между компрессией и степенью сжатия, которая также указывает на давление в цилиндре при разных положениях — верхнем и нижнем. При этом на поверку степень компрессии всегда существенно выше. Происходит это по ряду причин. Смесь топлива и воздуха при резком сжатии нагревается. Также тепло поступает и от стенок прогретого мотора, поскольку рабочая температура ДВС существенно выше температуры окружающей среды. Так, компрессия зависит от степени сжатия, но не является тождественной ей. Именно проверка компрессии в двигателе позволяет оценить техническое состояния последнего. Когда компрессия в норме — топливо сгорает полностью, мотор запускается легко и демонстрирует хорошую тягу с места, выхлопная труба всегда остается чистой. Если компрессия низкая, мотор начинает подтраивать, плохо тянет и не запускается в мороз. Перейдем к степени сжатия. 

Мы помним, что в работающем моторе цилиндр движется вверх и вниз, обладая двумя мертвыми точками. Так вот, степень сжатия — это соотношение между двумя объемами. Если поршень находится внизу, то объем цилиндра называется полным, если в верхней — то пространство считается камерой сжатия. Получается, что СЖ — это математическое отношение, показывающее во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь во время работы ДВС. Степень сжатия — базовая и постоянная характеристика ДВС, закладываемая еще на стадии проектирования мотора. У бензиновых моторов СЖ существенно ниже, нежели у тех, что работают на тяжелом топливе. В среднем «бензинки» демонстрируют от 8:1 до 12:1, а дизели — от 14:1 до 23:1. Компрессия и СЖ у дизелей выше, ведь топливо и воздух воспламеняются самостоятельно от сжатия. В бензиновом ДВС на каждом из тактов смесь поджигается искрой свежи зажигания. В целом по индустрии степень сжатия росла непрерывно. Причина проста — увеличение СЖ ведет к увеличению КПД мотора. При том же объеме и расходе топлива мы получаем хорошую прибавку в мощности. Соответственно, с постепенным ростом степени сжатия связано и применение топлива с высоким октановым числом. Таким образом, степень сжатия — это конструктивная особенность двигателя внутреннего сгорания. Она не меняется из-за износа и поломок. Степень сжатия не нужно проверять перед покупкой. В основном она говорит вам об октановом числе топлива, которое нужно заливать в бак. 

Какая компрессия должна быть — нормальные значения

То, какая компрессия имеется в моторе находится в прямой зависимости от типа ДВС. Каждая модель двигателя имеется свои значения, но имеются и некие общие соотношения компрессии. Даже в «живом» моторе при измерении компрессии будет разбег по значениям между цилиндрами. Это не всегда признак поломки, если разночтения не превосходят 1 кг/см2. Главное, что компрессия должна находится в заводских пределах. В бензиновом моторе топливовоздушная смесь воспламеняется при помощи свечи. Поэтому бензиновым ДВС не нужно высокое давление, как в дизельных ДВС. Для большинства моторов нормальной компрессией считается давление в 10-15 бар. Точные цифры зависят от ряда параметров:

• способ впрыска топлива — инжектор или карбюратор;
• подвид инжектора — распределенный или непосредственный впрыск;
• наличие турбины (бензиновая компрессия в турбомоторах может превышать 15 бар).

В бензиновых двигателях важна стабильность давления, чтобы ТВС сгорала равномерно без перебоев. Не стоит думать, что компрессия для дизельного ДВС не так существенна, поскольку смесь загорается не от свечи, а от высокой температуры из-за серьезного сжатия. Дизели чувствительны и не заводятся в мороз из-за легкого снижения компрессии. Турбодизели по умолчанию имеют повышенную компрессию, при этом СЖ будет обязательно ниже. При внедрении турбины снижение степени сжатия является обязательными, иначе появляется деструктивная детонация (даже если лить качественное топливо). Вот какая компрессия в дизельном двигателе — она в 2-3 раза выше и составляет от 22 до 30 бар. Причина кроется в принципе воспламенения. Если показатель снижается ниже 22-24 бар, то холодный пуск станет проблемой. При нижней компрессии в 17-18 бар дизельный мотор и вовсе перестает запускаться. 

Как проверить компрессию — пошаговая инструкция

Измерения производятся посредством автомобильного инструмента — компрессометра для двигателя. Он представляет собой манометр со стальной трубкой и резиновым наконечником, который прижимается к свечной резьбе. Помимо прижимного компрессометра для проверки двигателя существуют резьбовые — в таком случае к манометру прикручивается резиновый шланг со стальным наконечником, который меняется в зависимости от размера свечи и вкручивается на ее место. Второй вид больше подходит для замера компрессии в двигателе в одиночку. Резьбовые приборы для компрессии позволяют крутить стартер, а затем выходить из салона и смотреть показания, которые замирают на манометре и сбрасываются нажатием на клапан. Вот как мерить компрессию пошагово:

1. Снимите декоративную накладку с ДВС. Удалите крупные загрязнения с клапанной крышки ветошью или сжатым воздухом.
2. Прогрейте агрегат, проверка мотора проводится при температуре 80-90 градусов по Цельсию. Холодные моторы дают погрешность до 20%, компрессия проверяется на горячую. 
3. Снимите все катушки зажигания с двигателя, выкрутите свежи зажигания или свечи накаливания для проверки компрессии в дизельном двигателе. 
4. Вкрутите шланг компрессометра в первый цилиндр для диагностики двигателя.
5. Выжмите педаль акселератора, чтобы открыть дроссельный узел.
6. Поверните ключ и сделайте прокрутку стартером длительностью от 5 до 15 секунд.
7. Запишите показания и проверьте остальные цилиндры мотора.

Если вы не знаете какой должна быть компрессия мотора, то найдите значения в сети и сравните с полученными цифрами. Также в норме разбеги по компрессии в двигателе не должны превышать 10-15%. Если в одном из цилиндров нету компрессии, то можно провести «мокрый тест», о котором расскажем далее. 

Слабая компрессия — на что влияет и почему пропадает

Влияет пропавшая компрессия на многое! В основном маленькая компрессия негативно влияет на запуск ДВС при низких температурах. Особенно это критично для дизельных моторов, где от давления и температуры зависит воспламенение солярки в цилиндрах. Но и в бензиновых двигателях компрессия влияет на испаряемость топлива, которое в мороз должно испаряться еще по пути в цилиндр. В реальности же оно поступает в виде крупных капель, которые сложно разжечь. Если мотор все же запустился зимой, но компрессии мало, внутри мотора возрастает давление картерных газов. Через патрубки вентиляции во впускной тракт летят горячие газы с вкраплениями масла. Камера сгорания обрастает нагаром, токсичные вещества убивают катализатор и летят сквозь выхлоп. Если один цилиндр работает без компрессии, то появляется вибрация, особо досаждающая при малых оборотах. Вибрация добивает не только мотор, но и детали трансмиссии. Именно поэтому при проверке дизельных и бензиновых двигателей владельцы надеются получить максимально «кучные» результаты. Вот почему нет компрессии — часть давления, которое должно оставаться внутри цилиндра, исчезает. В «здоровом» цилиндре топливовоздушная смесь запирается достаточно плотно. Если присутствуют утечки, то мотор теряет в динамике, плохо заводится и начинает сильнее расходовать топливо. Проблемы с компрессией возникают из-за таких неисправностей.

Поршневые кольца. Кольца нивелируют зазор между поршнем и стенками цилиндра. Постепенно кольца изнашиваются и обрастают нагаром (залегают), газы прорываются и давление падает. Что делать с залегшими кольцами – об этом мы писали в одном из предыдущих обзоров. Как следствие – повышенный расход масла и синеватый дым из трубы.

Клапаны двигателя. В каждом моторе есть впускные и выпускные клапаны. Они поднимаются и опускаются с определенными временными задержками, чтобы ТВС поступала в камеру и из нее выходили выхлопные газы. Закрытый клапан просто обязан прилегать к седлу, если клапаны в двигателе прилегают не плотно, то компрессия падает. Проблема возникает, если: клапан прогорел, седло повреждено, тепловые зазоры клапанов изменены, нагар мешает клапану прижиматься к седлу. Герметичность проверяется путем закачки сжатого воздуха через свечное отверстие.

Прокладка ГБЦ. Между блоком и головкой ДВС находится паронитовая или стальная прокладка, обеспечивающая герметичность. Ее прогар ведет к тому, что газы поступают в систему охлаждения или в картер, снижая компрессию до 0. Основные признаки – белый пар из выхлопной трубы, эмульсия в моторе и в бачке ОЖ. Пробитая прокладка – критическая поломка, движение при которой воспрещено.

Прогар поршней. Уставшие поршни – итог детонации или перегрева. Они уничтожают хон и набивают эллипс в цилиндре. Из хорошей компрессия превращается в нулевую и электроника отключает цилиндр программно. 

Пониженная компрессия выявляется лишь после тщательной диагностики двигателя автомобиля. Постепенно симптомы нарастают и дело движется к капитальному ремонту. Отрицательные признаки могут проявляться как по одному, так и все сразу: плохой запуск в прохладное время, мотор троит и вибрирует на холостых, машина плохо разгоняется, сизый дым из выхлопной трубы, рост расхода топлива на 10-15%.

Как померить компрессию – альтернативные способы

После получения контрактного мотора тут же возникает вопрос – какая компрессия должна быть в двигателе и как проверить ее на снятом моторе. Вот как замерить компрессию без приборов под рукой. Коленчатый «контрактника» вал должен прокручиваться с серьезным усилием, также это определяется на слух. Еще один вариант – попросить напарника накинуть головку с воротком на болт коленвала и провернуть вал по часовой стрелке. В это время необходимо заткнуть свечной колодец пальцем, если давление не позволяет пальцу удержаться, то с мотором все в порядке. Еще один экспресс-вариант – проверка через маслозаливную горловину. Если вы ощущаете «дыхание» мотора газами из картера, то компрессия в двигателе ВАЗ или другой машины серьезно просела. Вот еще несколько вариантов.

Проверка холодного двигателя. При затрудненном пуске мотора стоит проверить компрессию на холодную, когда температура ДВС равна температуре окружающей среды. Из-за критичного износа ЦПГ или при залегании колец давление в определенных цилиндрах падает практически в два раза до 6-7 бар. После прогрева показатель улучшается на несколько «очков». Такую неисправность можно найти лишь при последовательных замерах. Также компрессометр пригодится и для дизельных двигателей. Дизелю нужно дать отстояться несколько часов, чтобы масло стекло в цилиндры. Если цифры для холодного мотора не превышают 17-18 бар, то запустить такой ДВС в мороз практически нереально.    

Выявление «больного» цилиндра. Итак, компрессия в двигателе должна быть равномерной. Когда в одном из цилиндров значения отличаются от других, он признается «больным». Если разброс не превышает 1 бар, то стоит искать причины троения в зажигании, подаче топлива, искать подсос воздуха на впуске и так далее. Разброс в 1 бар будет указывать на неравномерность износа ЦПГ, что вполне допустимо для машин с относительно скромным пробегом. 

Стоит учитывать, что разброс является примерным. На его возникновение влияют разные переменные – температура мотора, вязкость масла, уровень заряда аккумуляторной батареи. Также компрессометры для бензиновых и прочих моторов имеют некую допустимую погрешность. Так что стоит ориентироваться на использование одного прибора для замера во всех цилиндрах при адекватных условиях. Давление может оказаться и повышенным. К примеру, из-за излишнего масла в цилиндре. Оно попадает туда из-за повреждернных поршневых колец или дефектов в паре клапан-направляющая втулка. Поэтому при измерении стоит учитывать степень масложора и состояние свечей (нагар также даст дополнительную информацию).

Добавление масла в цилиндр для диагностики систем двигателя. Существует феномен проблемных цилиндров (четвертых, пятых, шестых), где снижение компрессии происходит преждевременно и с высоким шансом. Допустим, что замеры позволили выявить один цилиндр с «никакой» компрессией. Достаточно залить в цилиндр 5-10 миллилитров моторного масла, попадая не на поршень, а на стенки гильзы. На некоторое время смазка усиливает масляный клин и давление восстанавливается. Если повторный замер дал нормальные значения, то на лицо сильная закоксовка или залегание поршневых колец. 

Как вернуть компрессию или предотвратить ее падение

Самое очевидное решение – замена мотора или «капиталка». В нее входят такие процедуры: 

• замена поршневых колец, клапанов, шлифовка плоскости ГБЦ и седел;
• восстановление ГБЦ или ее замена;
• расточка блока, замена коленвала и поршней, гильзовка.

Если разборка мотора не устраивает, что можно прибегнуть к жесткой раскоксовке. Обычно умельцы используют димексид или смесь керосина с ацетоном. Раствор заливается в мотор на 10-12 часов, потом двигатель работает некоторое время. Нагар размягчается и кольца освобождаются. Далее следует обязательная замена моторного масла. Обычно облегчение носит временный характер, поэтому гораздо эффективнее правильно ухаживать за машиной. Сократите интервал замены масла, заливайте качественное топливо и следите за температурным режимом ДВС. Следите за уплотнениями и течами – масляный налет превращается в «масляную шубу», которая ведет к перегреву. Следите за системой охлаждения, регулярно меняйте антифриз и проводите «мягкую» раскоксовку средствами, которые ненадолго заливаются в ДВС перед заменой масла. Раскоксовка продлит моторесурс и слегка повысит компрессию. Теперь вы в курсе сколько должна быть компрессия и как замерить компрессию своими руками.

Часто задаваемые вопросы 

Да, потребуется дизельный или бензиновый компрессометр. Купить его можно в пару кликов на любом маркетплейсе. Заранее отключите катушки и выкрутите свечи зажигания, присоедините прибор к цилиндру и прокручивайте старте. Если опыта не так много, то лучше поручить работу спецам из СТО.

Обычная компрессия на бензине составляет 9-15 бар (у турбомоторов всегда чуть выше). При диагностике дизельного двигателя компрессометр должен показывать от 22 до 30 бар. Если показатели в одном из цилиндров завышены, это повод перепроверить поршневую. 

Вы уже знаете какая компрессия должна быть в цилиндрах. Основные ее враги — износ ЦПГ, нагар и некачественное масло. Регулярно обслуживайте ДВС, содержите его в чистоте, используйте хорошие масла и заливайте проверенное топливо. Если хотите перестраховаться, то заливайте «мягкие» присадки перед заменой масла. 

В теории — конечно! Можно испытать разные виды составов для раскоксовки. Залейте состав и дайте поработать мотору на оборотах. Если компрессия повысится и пропадет жор масла, то вы отыграйте несколько лет жизни для мотора. 

Готового ответа нет, все зависит от степени износа ДВС. Если падение незначительно, то мотор можно спасти и он проедет сотни тысяч километров. Если разбег по цилиндрам большой, то стоит отправить авто на «капиталку», не дожидаясь плачевных последствий и дорого ремонта.