Что такое такое степень сжатия двигателя и на что она влияет

Что такое такое степень сжатия двигателя и на что она влияет

От величины сжатия зависит термический КПД двигателя. Но с ростом степени повышается и риск детонации, поэтому при форсировке и капитальном ремонте следует уделить время расчетам. Давайте рассмотрим, как увеличить степень сжатия двигателя, взаимосвязь компрессии и степени, и чем примечателен двигатель цикла Миллера-Аткинсона.

Расчет сжатия

Рассмотрим, как узнать степень сжатия двигателя.

Она вычисляется по формуле:

Здесь Vр означает рабочий объем отдельного цилиндра, а Vс – значение объема камеры сгорания. Формула показывает важность значения объема камеры: если его, например, снизить, то параметр сжатия станет больше. То же произойдет и в случае увеличения объема цилиндра.

Чтобы узнать рабочий объем, нужно знать диаметр цилиндра и ход поршня. Вычисляется показатель по формуле:

Здесь D – диаметр, а S – ход поршня.

Поскольку камера сгорания имеет сложную форму, ее объем обычно измеряется методом заливания в нее жидкости. Узнав, сколько воды поместилось в камеру, можно определить и ее объем. Для определения удобно использовать именно воду из-за удельного веса в 1 грамм на куб. см – сколько залилось грамм, столько и «кубиков» в цилиндре.

Альтернативный способ, как определить степень сжатия двигателя – обратиться к документации на него.

Отличие степени сжатия от компрессии

Степень сжатия двигателя не является компрессией. Они полностью различаются, хотя многие их путают. Коэффициент, о котором идёт речь в статье, не раскрывает значение оптимального давления ТВС перед возгоранием. Измеряется ССД лишь относительно, в соотношении к единице объёма камеры.

Под компрессией принято понимать предельное значение сжатия, образуемого в камере сгорания, на конечном этапе давления горючей смеси. Данная величина априори не может быть относительной, поэтому её измеряют в абсолютных значениях — атм, кг/см2, бар.

Степень сжатия и компрессия неразрывно связаны, но не идентичны. Показатель компрессии зависит не только от сжатия. На него оказывает влияние температура ДВС, наличие зазоров в приводных клапанах, состав топлива и многое другое.

На что влияет степень сжатия двигателя

Степень сжатия двигателя напрямую влияет на то количество работы, которое производит силовой агрегат. Чем она выше, тем больше энергии выделяется при сжигании топливной смеси, и, соответственно, тем большую мощность демонстрирует силовой агрегат. Именно по этой причине в конце прошлого века производители двигателей внутреннего сгорания старались делать свою продукцию мощнее именно за счет увеличения степени сжатия, а не за счет увеличения объемов цилиндров и камер сгорания. Следует заметить, что при форсировании моторов таким способом достигается существенный прирост мощности без дополнительного потребления топлива. Таким образом, моторы в итоге получаются не только мощными, но еще и экономичными.

У такого метода есть, однако, и свои ограничения, причем довольно существенные. Дело в том, что при сжатии до определенной величины топливная смесь детонирует, то есть происходит ее самопроизвольный взрыв. Это, правда, касается только бензиновых двигателей: в дизельных моторах детонации не происходит, и во многом именно поэтому они в среднем имеют более высокую степень сжатия.

Для того чтобы серьезно увеличить значение давления детонации, повышают октановое число бензина, что существенно удорожает топливо. Кроме того, многие химические добавки, которые для этой цели используются, ухудшают экологические параметры двигателей внутреннего сгорания. Некоторые не очень опытные автомобилисты считают, что чем выше октановое число бензина, тем больше энергии он выделяет при сгорании, однако на самом деле это совсем не так: эта характеристика не оказывает никакого влияния на теплотворную способность топлива.

Кратко о компрессии

Если со степенью сжатия все понятно, то перейдем к термину компрессия. Под этим понятием понимается максимальный уровень давления, который возникает в камере сгорания в момент перед сгоранием топлива. Если степень сжатия это условная величина, то компрессия является абсолютной величиной и измеряется в атмосферах, килограммах на кубический сантиметр (кг/см 2 ).

Компрессия — это давление в цилиндре, степень сжатия — безразмерный параметр, описывающий геометрические характеристики цилиндра.

Между этими двумя понятиями есть тесная связь, но на компрессию влияет не только уровень сжатия, но также герметичность компрессионных колец и клапанов, температура двигателя, температура горения топлива и многое другое. Более подробно о компрессии можно почитать в отдельной статье на нашем сайте.

Почему со временем падает компрессия

Избежать снижения давления в цилиндрах силового агрегата невозможно: процесс износа идет постоянно. Но продлить эксплуатационный ресурс мотора вполне реально, если знать причины снижения компрессии. А они могут быть нижеследующими:

• прогорание поршня либо образование трещин в его перемычке;
• сильный износ, закосовывание или залегание колец, приводящие к потере их упругости;
• износ поверхности цилиндра;
• поломка кулачка распредвала;
• деформация (вплоть до поломки) клапанных пружин;
• пробой, прогар прокладки ГБЦ;
• неверно выставлены фазы газораспределения (после ремонта): в итоге клапана закрываются не тогда, когда нужно – в ходе такта сжатия они чуть приоткрыты.

Причины изменения компрессии

Следует сказать, что проблемы с компрессией свидетельствуют о серьезных поломках двигателя, и, с большой долей вероятности, автовладельцу придется выполнять дорогостоящий капитальный ремонт автомобиля.

В том случае, если отмечается нарастание компрессии по мере увеличения тактов двигателя, это может говорить об износе стенок цилиндра, поршневых канавок и проблемах с кольцами.

Если же, наоборот, компрессия двигателя не увеличивается и не достигает необходимых показателей, то в результате седла клапанов не обеспечивают должную герметизацию камеры сгорания и из нее выходит воздух. В данном случае необходим ремонт головки блока цилиндров.

В том случае, если измерения компрессии проводились при полностью открытой заслонке, и при этом отмечается недостаточный уровень данной характеристики, это говорит о прогаре поршней и клапанов, деформации клапанов и задирах на цилиндрах двигателя.

Последнее в особенности распространено на современных моторах, поэтому дополнительно при подозрении на задиры производят осмотр мотора специальными устройствами, которые позволяют визуально определять состояние каждого цилиндра на предмет выявления таких проблем. У таких моторов с задирами отмечается уменьшенная компрессия двигателя.

Нормы компрессии

Для определения критической изношенности цилиндро-поршневой группы нужно сверять стандартный показатель с имеющейся величиной. Естественно, идеальным он не может быть, тем более, на моторах со старым устройством. Различают 3 приемлемых значений, при которых работа движка считается удовлетворительной:

• для старых карбюраторных моторов с низкой степенью сжатия — до 9,9 атмосфер;
• для инжекторов — 10,8 атмосфер;
• для дизелей — до 29.7 атмосфер.

Такой разброс значений легко объяснить разностью степени сжатия. На старых силовых агрегатах она априори низкая — редко превышает 8,5 единиц. На DIESEL этот показатель, наоборот, высокий из-за малых размеров камеры сгорания — доходит до 24 единиц. И только на современных бензиновых инжекторных моторах компрессия равна 9 или максимум 11 единицам.

Принято считать, что компрессия прямо связана со степенью сжатия. Если знать последнюю величину, которая всегда представлена в технических документах на автомобиль, определить компрессию не составит труда. Достаточно умножить коэффициент сжатия на 1,4 или 1,5. Но желательно всё-таки использовать те значения, которые приведены в официальных источниках.

На двигателе Ваз-2106 показатель компрессии равен 11 кгс/см 2 , а на уже на Ваз-2110 — 13 кгс/см 2 . Дизельный BHDA или BHDB, устанавливаемый на Ford Focus, отличается более высоким значением — 18 кгс/см 2 . На Mitsubishi ASX с движками 1.6, 1.8 и 2.0 литра, этот показатель варьируется в пределах 12-13 кгс/см 2 .

Что делать, если слишком низкая компрессия в двигателе?

Основной причиной потери компрессии является, понятно, потеря герметичности. Но где именно произошла разгерметизация? Проверить это можно следующим образом.

В «подозрительный» цилиндр выливают 50 мл моторного масла и снова замеряют компрессию. Возможны два варианта. Если компрессия осталась такой же низкой, то воздух выходит где-то сверху, в камере сгорания, и это могут быть либо негерметичная дроссельная заслонка, либо прогоревший клапан, либо пробой прокладки головки блока цилиндров. А то и все вместе. Если же компрессия существенно поднялась, следовательно причиной являются «залёгшие» поршневые кольца. И если разница между заводской компрессией и имеющейся превышает хотя бы 20-25%, то переборка — неминуема. То есть — капитальный ремонт двигателя.

Как повысить компрессию в двигателе? Помогают ли присадки в двигатель для повышения компрессии? Не всегда, но — помогают. И прежде, чем начать капитальную затрату средств на дорогостоящий ремонт, такой возможностью стоит воспользоваться. Но если результат окажется нулевым, то вашему автомобилю прямая дорога на СТО.

Правильная, а главное профилактическая диагностика систем и узлов двигателя — залог его безаварийной работы. За компрессией в цилиндрах двигателя нужно периодически следить. Точно также — как и за всеми другими системами, агрегатами и узлами двигателя и всего автомобиля.

Провести грамотную профессиональную диагностику, выявить причины падения той же компрессии в двигателе сумеют исключительно профессионалы, тем более, если у вас не древний карбюраторный автомобиль, а современная иномарка.

Воспользуйтесь формой внизу, чтоб найти профильные СТО поблизости и записаться на сервис в любое удобное для вас время.