Компрессия и степень сжатия разница: Какая компрессия должна быть в двигателе и как ее проверить?

Содержание

Компрессия — что это?

Величина давления, создаваемого в цилиндре в конце такта сжатия называется компрессией. Компрессия зависит от технического состояния двигателя и от условий, когда делают её замер. Соответственно по значениям измеренной компрессии можно оценить состояние мотора. Причём режимы замера одинаковыми должны быть всегда, то есть: стопроцентно заряженная аккумуляторная батарея, технически исправный стартер и его электрическая цепь, вывернутые все свечи, прогретый двигатель до восьмидесяти градусов по Цельсию и открытая полностью дроссельная заслонка.

Приборы, которые измеряют компрессию, называют компрессометрами. Имеется много вариантов, но отличаются они друг от друга только конструкцией. Он состоит из манометра, обратного клапана и наконечника, который устанавливается в свечное отверстие. Манометр соединяется металлической трубкой или резиновым шлангом с наконечником. Чтобы стрелка в манометре замирала на максимальном давлении при замере компрессии, для этого в наконечнике имеется клапан. Есть сложный прибор, который вместо стрелки имеет самописец, выводящий данные на цифровое табло. Его используют на станциях технического обслуживания автомобилей.

Какие выводы делать по результатам замера компрессии?

В книгах по технической эксплуатации отечественных автомобилей, заводы прописывают самые нижние допустимые пределы компрессии, которые возможны при работе транспортных средств. Одним из самых важных условий является минимальная разница по величине между цилиндрами. Если износ цилиндров и деталей одинаков, то и значения будут примерно одни. Например: в первом цилиндре компрессия 10,8 кгс/см2, а в трёх других от 12,3 до 12,5 кгс/см2. Большой разбег говорит о наличии неисправности, хотя величины компрессии пребывают в норме. Перепад между наибольшим и наименьшим значением не должен превышать 1 кгс/см2.

Где и как найти неисправность?

Простой способ: через свечное отверстие в цилиндр с компрессией минимального значения заливайте сто грамм свежего моторного масла. Замеряйте компрессию. При увеличении компрессии причиной неисправности будет износ поршневых колец. Если значение компрессии не изменилось, то возможны следующие виды повреждений: трещина или прогорание дна поршня или стенки камеры сгорания и прогорание прокладки головки блока или клапана.

Если Вы будете самостоятельно ремонтировать двигатель, то очень легко можно определить причину неисправности. Возьмите старую свечу и выбейте из неё керамический изолятор. К металлическому корпусу приварите или припаяйте вентиль от автомобильной камеры. Установите поршень неисправного цилиндра в верхнюю мёртвую точку такта сжатия. Вверните в свечное отверстие свечу с переходником и подсоедините к ней автомобильный компрессор. Открутите маслоналивную крышку и пробку расширительного бачка. Включите автомобильный компрессор. При выходе воздуха через глушитель — прогоревшим будет выпускной клапан, а если воздух будет выходить через дроссельную заслонку, то прогорел или негерметичен впускной клапан. Когда воздух будет выходить пузырями из охлаждающей жидкости в расширительном бачке – прогоревшей окажется прокладка головки блока цилиндров. Ну, а если воздух будет выходить из маслоналивной горловины, то это говорит об износе поршневых колец.

От чего зависит компрессия на технически исправном двигателе и что на неё влияет?

Чем выше в двигателе степень сжатия, тем больше давление в цилиндре. Причём величина степени сжатия не должна быть равной величине компрессии. На деле значение компрессии выше.

Откуда появляется дополнительное давление?

Степень сжатия – это параметр конструкции, то есть соотношение всего цилиндрического объёма над поршнем, когда он в нижней мёртвой точке, к объёму камеры сгорания над поршнем, когда тот в верхней мёртвой точке. Энергия тратится на сжатие рабочей смеси, происходит повышение температуры, дальше в конце такта сжатия в камере сгорания увеличивается давление. Камера сгорания и стенки цилиндра разогреты до девяноста градусов по Цельсию – это тоже влияет на нагрев рабочей смеси. Вывод прост: следите за количеством оборотов коленчатого вала двигателя и его температурой при замере компрессии.

Но есть ещё один нюанс, влияющий на замер компрессии. Цилиндр перед тактом сжатия заполнен рабочей смесью, которая имеет атмосферное давление. Если оно будет низким, то и низким будет значение давления. Воздух проходит через воздушный фильтр и впускной коллектор, во время такта всасывания заполняет цилиндр и создаётся разряжение. Большее наполнение цилиндра перед сжатием будет тогда, когда в этой цепочке будет наименьшее сопротивление рабочей смеси. При открытых дроссельных и воздушных заслонках, но с грязным воздушным фильтром результат замера компрессии будет не верным. Если впускной клапан закрыт, через который заполнялся цилиндр, то сжатие начинается сразу, при движении поршня вверх от нижней мёртвой точки. Но на современных двигателях, только при прохождении поршнем некоторого расстояния к верхней мёртвой точке, закрывается впускной клапан. Угол поворота коленчатого вала двигателя (от сорока до семидесяти градусов) и есть то расстояние.

Это решение конструкторов помогло получить при высоких оборотах увеличенную мощность, потому что при малом давлении в начале такта сжатия поток рабочей смеси поступает в цилиндр и дополнительно его наполняет. А при малых оборотах коленчатого вала (например, стартером), к началу закрывания впускного клапана поршень обратно выталкивает часть рабочей смеси во впускной коллектор. Соответственно после закрытия клапана и начинается сжатие.

У каждого двигателя свои особенности в фазах газораспределения. В обычной повседневной эксплуатации двигатель может иметь иные характеристики фаз газораспределения, нежели те, что написаны в технической документации к нему. Изменение регулировок и износ деталей способствуют этому.

Так что компрессия имеет хорошую возможность дать понять о том, в каком состоянии находится мотор. При этом Вам совсем не нужно иметь никакого диагностического стенда. Для того чтобы Вы экономили средства на ремонт, масло и топливо, а также содержали мотор в исправном состоянии – проверяйте компрессию регулярно.

< Назад
Вперёд >

Компрессия и Детонация — что это такое, чем опасно для двигателя преждевременное воспламенение смеси

Увеличение коэффициента полезного действия (КПД) автомобильного двигателя весьма полезно с точки зрения его экономичности, но практически всегда заводит инженеров в конструкционный тупик. Так произошло и при попытках увеличения степени сжатия в цилиндрах. Бесконечно уменьшать объём камеры сгорания невозможно, ограничения накладывает применяемое топливо.

Содержание статьи:

1 Что такое компрессия
2 Чем отличается компрессия в дизельных и бензиновых ДВС
3 Как проверить компрессию в цилиндрах
4 Что представляет собой детонация
5 Причины возникновения
6 Признаки детонирования
7 Последствия процесса
8 Меры устранения и профилактика

Что такое компрессия

Компрессия измеряется в единицах давления и представляет собой пиковое его значение в цилиндре при быстром подводе поршня к верхней мёртвой точке (ВМТ) в конце такта сжатия, когда клапаны закрыты, а утечкой через кольца можно пренебречь за счёт скорости процесса.

Читайте также: Как прогреть салон автомобиля в зимний период

В отличие от степени сжатия, которая выражается в отношении рабочего объёма цилиндра к пространству камеры сгорания и является величиной безразмерной, не зависящей от технического состояния мотора, компрессия двигателя может меняться и зависеть от множества условий.

Поэтому именно она представляет большой интерес для оценки текущего положения дел в двигателе. Ведь горение смеси происходит не в абстрактном цилиндре нового мотора, а во вполне конкретных условиях, иногда далёких от идеала.

Чем отличается компрессия в дизельных и бензиновых ДВС

В дизельном моторе воспламенение смеси происходит за счёт тепла, выделяемого воздухом при его быстром и значительном сжатии. Температура поднимается настолько, что при впрыске даже тяжёлого дизтоплива в этот раскалённый газ оно мгновенно и надёжно загорается во всём объёме.

Бензиновый мотор работает иначе. Смесь подготавливается заранее, независимо от того, происходит ли это в цилиндре (так называемый прямой впрыск бензина) или ещё во впускном коллекторе, по ту сторону от клапана.

При нормальной работе воспламеняться самопроизвольно она не должна, поджигание происходит от электрической искры в свече зажигания. И не во всём объёме сразу, а только в ограниченной области искрового промежутка, откуда дальше и распространяется фронт пламени, поджигающий всю оставшуюся смесь.

Отсюда и различия в уровне компрессии. Если не брать в расчёт новейшие разработки ещё не пошедших в серию двигателей, то компрессия в дизелях значительно больше, примерно вдвое от бензиновых аналогов.

Это интересно: Что такое Вебасто и как им подогреть двигатель и прогреть салон

Точные цифры привести невозможно, поскольку моторных технологий масса, а с появлением турбированных двигателей с большим избыточным давлением на впуске ситуация вообще сильно изменилась. Остался только общий принцип – при прочих равных условиях компрессия в дизеле должна быть выше, а ограничения в её росте существуют в обоих случаях.

Как проверить компрессию в цилиндрах

По определению понятия компрессии можно догадаться, как её измерить. Предварительно ДВС прогревается до высокой температуры 70-90 градусов.

Из цилиндра выворачивается свеча, а вместо неё вставляется наконечник жёсткого или гибкого армированного шланга, заканчивающегося манометром с подходящим пределом измерения давления.

После чего выполняется несколько процедур:

отключается топливный насос, для чего достаточно вынуть соответствующий предохранитель;
блокируется подача искры и топлива в цилиндры, например, снять разъёмы с модулей зажигания и форсунок;
наконечник шланга плотно фиксируется для предотвращения утечек, полностью нажимается педаль газа для освобождения пути воздуха на впуск, после чего включается стартёр;
как только показания манометра прекращают расти, данное финишное значение давления запоминается или записывается, это и будет означать компрессию в данном цилиндре.

Для каждого двигателя существует свой допустимый диапазон значения компрессии, зависящий от его конструкционной геометрической степени сжатия.

Среднее значение давление в бензиновом моторе составляет в районе — 10 кг/см² (в дизельном ДВС — 20 кг/см²).

Практический смысл имеет также разбег показаний между цилиндрами, поскольку все одновременно выходят из строя довольно редко.

Упомянутые выше утечки через кольца по мере износа начинают играть всё большую роль. Обычно компрессия уменьшается со временем, но случаются парадоксальные случаи так называемой масляной компрессии.

Масло поступает в цилиндр в таком количестве, что полностью заливает кольца, и компрессия может даже превысить показания нового мотора.

Что представляет собой детонация

В нормальном режиме смесь в бензомоторах горит достаточно медленно, и фронт пламени от свечи распространяется с небольшой скоростью порядка 50 м/с.

Однако при выполнении ряда условий эта скорость резко возрастает:

низкое качество антидетонационных свойств бензина, характеризуемых его октановым числом;
самовоспламенение по дизельному типу задолго до ВМТ;
высокая температура в цилиндре;
возникновение дополнительных нагретых очагов в камере сгорания;
неконтролируемое увеличение степени сжатия, например, при сильном нагаре;
низкие обороты при большой нагрузке;
слишком бедная, быстро сгорающая смесь.

Физическими свойствами детонации становятся быстрое, взрывное горение и распространение волны со скоростью звука. Причём эта скорость в условиях высокого давления и температуры значительно превышает её в нормальной обстановке.

Причины возникновения

Условия проявления детонации вызваны неисправностями мотора или пренебрежением к правилам его эксплуатации:

заправка некондиционным или неподходящим для данного мотора топливом;
перегрев двигателя;
езда на повышенных передачах с малыми оборотами и значительным нажатием на педаль акселератора;
установка слишком раннего зажигания на двигателях, где оно регулируется;
нагар в камере сгорания;
неисправность датчика детонации, не вызывающая выявления его ошибки со стороны блока управления;
чрезмерное обеднение смеси.

Полностью исправный двигатель, снабжённый электронной системой впрыска и заправленный положенным по инструкции горючим, не детонирует.

Признаки детонирования

Самое частое упоминание о детонации – это знаменитая фраза «пальцы стучат». Разумеется, никакие пальцы там не стучат, а характерный звук возникает от ударов волны с большой скоростью о днище поршня.

Это надо знать: Гидроудар двигателя, что это такое, признаки и меры предосторожности

При сбросе газа, а также при равномерном движении на больших оборотах звон пропадает, хотя в особо тяжёлых случаях мотор может звенеть постоянно, что очень опасно для него, тем более, что при раскрутке звон плохо различим.

Последствия процесса

Разница между нормальным процессом и детонацией примерно такая же, как между горением артиллерийского пороха и взрывом бризантных веществ.

Первое выталкивает снаряд, а второе разрушает его вместе со стволом пушки. Примерно то же возникает и в цилиндрах двигателя.

Разваливаются и прогорают поршни, сокрушаются перегородки между кольцами, перегревается и искривляется головка блока. Ездить с детонацией категорически недопустимо.

Меры устранения и профилактика

Всё сводится к соблюдению простейших правил:

заправляться только проверенным бензином с заданным октановым числом;
вовремя менять масло, не дожидаясь отложений нагара;
следить за состоянием системы управления двигателем, проводя полную диагностику после появления сигналов об ошибках;
не допускать перегревов;
не ездить под нагрузкой на чрезмерно малых оборотах;
при увеличении расхода масла двигателем проверять компрессию и не откладывая принимать решение о ремонте мотора.

Актуальность борьбы с детонацией резко уменьшилась после прощания с карбюраторными моторами и повышением общей культуры обслуживания автомобилей.

Но знать об этом явлении нужно, тем более, что запас прочности у новых двигателей значительно меньше, чем был во времена постоянно «звенящих» от детонации моторов старых «Москвичей» и любителей ездить на «Жигулях», заливая «76й» бензин.

Особенно быстро детонация убьёт турбомотор, где и так конструкторы вынуждены снижать степень сжатия из-за высокого начального давления на впуске.

Что такое степень сжатия в автомобильных двигателях?

Вы, наверное, слышали термин степень сжатия в разговорах, связанных с автомобильными двигателями. Однако не многие люди понимают, что означает этот термин. Как правило, люди приблизительно имеют представление о том, что это такое, но затрудняются объяснить, когда кто-то прямо спрашивает их: « Что такое степень сжатия ?» хотя лишь немногие знают истинное значение. Да, это соотношение, но оно сложнее. Однако самое главное, что нужно знать, это то, что высокая степень сжатия желательна, а низкая степень сжатия — нет.

Вам не нужно разбираться в высокотехнологичных аспектах компрессии в двигателях, чтобы знать ответы на свои практические вопросы. В этой статье мы углубимся в то, что такое степень сжатия , и многие сопутствующие вопросы, которые задают автовладельцы. Узнайте больше из этой статьи.

Что такое степень сжатия?

Степень сжатия (CR) в двигателе относится к отношению общего объема цилиндра, когда поршень находится в нижней мертвой точке (НМТ), к объему цилиндра зазора, когда поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ). ). CR — степень сжатия топливно-воздушной смеси перед воспламенением.

Представьте себе цилиндр двигателя, общий объем которого, скажем, 7 куб. см, когда поршень находится в НМТ (обратите внимание, что в этот момент объем несжатой газовой смеси также равен 7 куб. см). Поршень движется вверх, сжимая при этом газовую смесь, пока не достигнет ВМТ. В этот момент воздух сжимается до 1 куб. см, что является наименьшим объемом (называемым зазором) цилиндра. Этот двигатель имеет степень сжатия 7:1, что означает, что он может сжимать топливно-воздушную смесь до одной седьмой ее первоначального объема.

Дизельные двигатели обычно имеют более высокую степень сжатия, чем бензиновые, и на это есть причина. Читайте в нашей статье о разнице степени сжатия дизельных и бензиновых двигателей. Высокопроизводительные спортивные автомобили имеют высокую степень сжатия . Например, у Ferrari 458 степень сжатия 14:1. Автомобили Формулы-1 обычно имеют степень сжатия 17:1.

Почему в автомобилях важна степень сжатия?

Понимание степени сжатия — это только первый шаг. Более важно понять, почему это важно и почему автопроизводители заботятся об этом. Как упоминалось ранее, 9В двигателях 0003 желательна высокая степень сжатия . Вы, наверное, спросите, почему так.

Что ж, высокий CR дает двигателю возможность генерировать больше энергии от сгорания из-за лучшего теплового КПД, чем двигатель с низким CR, использующий то же количество топлива. Это приводит к более длительному циклу расширения, то есть к более низкой температуре выхлопных газов и большей выходной механической мощности.

При увеличении степени сжатия поршень перемещается выше в цилиндре. Чем выше находится поршень, тем большая сила прикладывается во время расширения, чтобы толкнуть поршень вниз, что приводит к гораздо большей мощности. Другими словами, двигатель, который сжимает газовую смесь до одной семнадцатой части ее первоначального объема, будет производить большую мощность при расширении, чем другой двигатель, способный сжимать газ только до одной седьмой.

Статическая и динамическая степень сжатия

Степень сжатия может считаться статической или динамической.

Статическая степень сжатия в двигателе внутреннего сгорания рассчитывается на основе объемов цилиндра и камеры сгорания.

Динамическая степень сжатия, с другой стороны, несколько улучшена и учитывает количество газов, поступающих в цилиндр и выходящих из него во время фазы сжатия.

Что произойдет, если степень сжатия слишком высока?

Вы, наверное, думаете, что раз желателен более высокий CR, то почему бы не производить все двигатели с CR, скажем, 50:1 или выше. К сожалению, это неосуществимо, потому что металл не выдерживает такого уровня нагрузки от такого двигателя.

Это тот случай, когда слишком много хорошего — это плохо. В то время как высокая степень сжатия повышает эффективность, это также может привести к детонации двигателя.

Когда дело доходит до моторного топлива, вам нужно топливо, которое воспламеняется именно в тот момент, когда вы этого хотите, а не в любой другой момент. Неконтролируемое сгорание называется детонацией. Детонация снижает крутящий момент автомобиля и может привести к серьезным повреждениям двигателя.

Чем выше степень сжатия, тем выше вероятность детонации двигателя.

Какое октановое число необходимо для высокой степени сжатия?

Высокая степень сжатия требует высокооктанового топлива. Октановые числа используются в качестве эталона способности бензина сопротивляться самовоспламенению. При сжатии газы нагреваются. Так как низкооктановое топливо самопроизвольно воспламеняется под давлением, его не рекомендуется использовать в автомобилях с высокой степенью сжатия. Вместо этого предпочтительнее топливо с более высоким октановым числом; или просто:

Более высокий CR = более высокое октановое число

Октановое число 93 идеально подходит для двигателей с степенью сжатия менее 8,5:1. Октановые числа 95 и 98 больше подходят для автомобилей с CR от 8,5:1 до 10:1. Гоночные автомобили используют гоночное топливо с гораздо более высоким октановым числом.

Заключение

Итак, что такое хорошая степень сжатия ? Подводя итог, более высокий CR означает, что двигатель вырабатывает больше мощности, используя то же количество топлива, чем двигатель с более низким CR. Это желательно в транспортных средствах, так как это хорошо для экономии топлива. Однако очень высокая степень сжатия опасна, так как может вызвать детонацию и повредить двигатель.

Сэм О.

Коэффициенты сжатия и их влияние на сборку

Автор: Бобби Батыко, 9 февраля 2016 г.

Двигатель внутреннего сгорания — замечательное устройство, в некоторых случаях живое противоречие. Он способен производить ошеломляющее количество энергии. Тем не менее, если определенные допуски превышаются с минимальной маржой, обычно следует громкий хлопок, красочный язык и особенно интересное страховое требование. Одним из ключей к пониманию того, как далеко можно разогнать двигатель, является степень сжатия. Новичок в термине или может использовать переподготовку? Мы прикрыли вас здесь….

Во-первых, общее понимание фразы «степень сжатия». Удивительно, но это довольно просто: это отношение объема камеры сгорания от ее наибольшей емкости к наименьшей. Как правило, предпочтительны более высокие степени сжатия, что приводит к повышению эффективности и производительности. Вы когда-нибудь задумывались, почему ваш автопроизводитель просит вас использовать бензин премиум-класса? Если вы используете высокую степень сжатия (скажем, 10:1 или выше), топливо, которое сгорает при высокой температуре (т. е. с высоким октановым числом), позволяет цилиндру еще больше сжаться перед воспламенением. Используйте топливо более низкого качества, и приятные звуки стука штока не заставят себя долго ждать.

Теперь о том, как эти числа влияют на вашу сборку. Чем выше степень сжатия, тем лучше? Вообще говоря, да. Однако это может сильно зависеть от того, что вы ищете в сборке. Отличный пример: FA20 против EJ (или 2015 WRX против 2015 STI). У FA соотношение значительно выше, 10,6:1, по сравнению с 8,2:1 у EJ. Это приводит к тому, что FA значительно более эффективен и производит больше энергии на литр. Одна проблема: хотя это, безусловно, более эффективный (и почти во всех отношениях лучший) двигатель, такое высокое передаточное число означает, что нагрузка на двигатель увеличивается.

Очень-очень низкая степень сжатия EJ не совсем желательна, но это означает, что пределы возможностей двигателя довольно далеки. Увеличение наддува и/или настройка EJ, вероятно, будет безопаснее, чем использование тех же параметров на стандартном FA. Это становится критически важным, когда сравнение переходит к безнаддувным двигателям и двигателям с турбонаддувом. BRZ и WRX имеют почти одинаковые двигатели FA20 с одной огромной разницей: BRZ дышит естественным путем. Отчасти из-за этого несоответствия N/A FA работает гораздо тяжелее, с заоблачным соотношением 12,5:1. По любым меркам это довольно примечательно.

Хотите знать, что происходит, когда вы не проводите исследования? Зайдите на форум GT86/FR-S/BRZ и поищите кого-нибудь, кто напишет о том, как они собираются работать с давлением 8+ фунтов на квадратный дюйм на 86 со стандартными внутренними деталями. Звучит вполне разумно и в равной степени безопасно. В конце концов, стандартный WRX с тем же двигателем (плюс турбонаддув) работает с давлением 16+ фунтов на квадратный дюйм. Сложность заключается в том, что передаточные числа существенно различаются, как и нагрузки на двигатели. Запуск чего-либо с давлением более 7 фунтов на квадратный дюйм на не построенном 86 FA — очень рискованное дело. Это связано не только со степенью сжатия двигателя, но, безусловно, принимается во внимание.

По мере того, как машины совершенствовались, соответственно увеличивались и коэффициенты. Число 8,2: 1 EJ невероятно низкое и, вероятно, недолгое для этого мира. Откровенно говоря, мы поражены , что он зашел так далеко. Для сравнения, и 5,0-литровый Coyote, и LS7 имеют степень сжатия 11:1. В данном случае рост числа – абсолютно положительная тенденция. Просто имейте это в виду, когда вы настраиваете или планируете свою сборку. Небольшое домашнее задание имеет большое значение. Преобразование автомобиля из N / A в принудительную индукцию? Мы любим тебя за это.