Термин «компрессия», вообще говоря, не совсем профессиональный — правильнее говорить о давлении в конце такта сжатия. Однако «компрессия» настолько прочно вошла в наш лексикон, что в дальнейшем мы будем использовать именно это слово.
Чем компрессия отличается от степени сжатия?
Всем! Компрессия — это давление, которое создается в цилиндре при выключенном зажигании (или при отключенной подаче топлива у дизеля) при положении поршня в верхней мертвой точке. Компрессия зависит от множества параметров: давления начала сжатия, фаз газораспределения, температуры, при которой проводится замер, и собственно изношенности деталей двигателя. Компрессия — это показатель реального здоровья мотора, которое с возрастом ухудшается.
А вот степень сжатия с годами не меняется. Это — безразмерный параметр, заложенный конструктором мотора. Он характеризует геометрию цилиндра, точнее — отношение его полного объема к объему камеры сжатия. Очевидно, что компрессия от степени сжатия зависит, а степень сжатия от компрессии — нет!
Камера сжатия или камера сгорания?
Речь об одном и том же: имеется в виду объем пространства над поршнем при его положении в верхней мертвой точке (ВМТ). Иногда его еще называют объемом конца сжатия. Термин «камера сгорания» не совсем корректен, поскольку сгорание топлива происходит почти во всем объеме цилиндра.
Если компрессия низкая…
Если компрессия понизилась, мотор будет хуже пускаться. Особенно это заметно на дизелях, где от давления и температуры конца сжатия зависит, воспламенится ли дизтопливо или нет.
В бензиновых моторах при пониженной компрессии топливо, попадающее в цилиндр, начинает хуже испаряться, оставаясь в виде негорючих капель. Увеличивается давление картерных газов — при этом растет токсичность, а камера сжатия ускоренно загрязняется. А если компрессия стала неравномерной по цилиндрам, мотор может начать вибрировать, особенно на оборотах холостого хода.
Как и чем измерить компрессию
Для измерения необходим компрессометр — прибор, который измеряет давление рабочей смеси по окончанию сжатия в цилиндре. Для экспертизы мы купили семь инструментов аналогичного назначения, но к ним вернемся чуть позже — предварительно надо подготовить мотор к замерам.
Аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена. Проверку проводим на двигателе, прогретом до рабочей температуры. Пока будем готовиться к тесту, температура немного упадет, но она не должна быть ниже 50–60 °C. Во избежание смывания масляной пленки со стенок цилиндров желательно отключить подачу топлива. Для этого рассоединяем либо общий разъем жгута форсунок, либо разъемы от каждой форсунки.
Затем отсоединяем колодку проводов от модуля зажигания или индивидуальных катушек зажигания. Подготовив доступ и очистив углубления в головке блока цилиндров вокруг свечей, выворачиваем все свечи. Если не очистите, то не удивляйтесь, если компрессия вскоре упадет: песок, попавший в цилиндры, быстро угробит их.
Необходимо обеспечить свободный проход воздуха в цилиндры. Для этого на автомобилях с тросовым приводом дроссельной заслонки достаточно нажать педаль газа до пола. А вот с электронным приводом желательно убедиться, открывается ли заслонка при включенном зажигании, нажатии акселератора и прокрутке стартером. Для этого придется отсоединить патрубок, подводящий воздух к дроссельному узлу от воздушного фильтра. Если заслонка не открывается, надо демонтировать дроссельный узел. Второй вариант — на свой страх и риск, отключив электрический разъем от дроссельного узла, попробовать очень аккуратно повернуть заслонку пальцем до полного открытия. Она подпружинена, а потому ее придется удерживать во время всех замеров.
Для замеров вставляем или вворачиваем наконечник компрессометра в свечное отверстие. Стартером проворачиваем двигатель до тех пор, пока показания на манометре не перестанут расти. Фиксируем результат и сбрасываем давление в компрессометре.
Как оценивать результаты
Компрессия исправного бензинового двигателя должна находиться в пределах 11–14 бар, при этом разность показаний по цилиндрам не должна превышать 1 бара.
Для выяснения причин низкой компрессии заливаем в цилиндр через свечное отверстие 5–10 см³ моторного масла и повторяем измерение. Если компрессия возросла более, чем на пару бар, скорее всего, налицо износ, залегание или поломка поршневых колец. Если же показания не выросли, то, вероятно, клапаны неплотно прилегают к седлам. Такое происходит при нарушении тепловых зазоров в их приводе, а также при износе, прогаре или повреждении тарелок или седел клапанов.
Почему величина компрессии отличается от степени сжатия?
У двигателя с минимальными утечками по поршневым кольцам и герметичными клапанами компрессия выше геометрической степени сжатия потому, что воздух в цилиндре при сжатии подогревается — при этом дополнительно увеличивается его давление. А низкая компрессия может быть при значительных утечках.
Читайте также: Цилиндр заднего суппорта рено меган
Видео:Что можно увидеть благодаря датчикам давления в камере сгорания. Opel Insignia II 2.0D, D20DTСкачать
Датчики давления в цилиндре дизеля
Измерение давления в цилиндрах дизеля. Индикаторные установки сравнительно сложны и пользуются ими только в лабораториях при специальных испытаниях дизелей. В локомотивных депо для измерения наибольших давлений в цилиндрах дизеля рг ИСПОЛЬЗУЮТ обыЧНО МЭКСИМетрЫ
(рис. 30). Прибор штуцером 9 ставят на индикаторный кран цилиндра и закрепляют маховичком 8; затем индикаторный кран (на рисунке не показан) открывают и газы из цилиндра
/ — манометр; 2 — трубчатый холодильник-компенсатор; 3 — корпус; 4 -■ выпускное отверстие; 5, в — маховички; 6 — обратный клапаи; 7 — штуцер; 9 — штуцер коническийпроходят через штуцер 9, обратный клапан 6 и трубчатый холодильник 2 в манометр /. Весь объем максиметра наполняется газом из цилиндра за несколько ходов поршня.
При понижении давления в цилиндре газы из манометра не уходят, так как этому препятствует обратный клапан 6. Индикаторный кран держат открытым до тех пор, пока стрелка манометра перестанет перемещаться и остановится, например, на цифре 8. Это значит, что максимальное давление в цилиндре 8 МПа. Когда показание прибора зафиксировано, повора-вают маховичок 5 и газы через отверстие 4 удаляются в атмосферу, а стрелка манометра становится на 0. Трубчатый холодильник-компенсатор 2 служит для охлаждения газа.
Рис. 31. Принципиальная схема электропиевматической индикаторной установки типа
/ — цилиндр дизеля; 2 — мембрана приемника, 3 — приемник давления, 4 — электрод, 5 — поршень дизеля; 6 — манометр; 7 — воздухопровод, 8, 9 — краны; 10 — баллон, 11 — тиратронный блок, 12 — плунжер подвижной; 13 — пружина; 14 — шина импульса высокого напряжения; 15 — искровой штифт; 16 барабан; /7 — кулачковая муфта; 18 — плунжер неподвижный; 19 — гильза; 20 — бачок; 21 — шатунная шейка коленчатого вала
Приборы для снятия индикаторной диаграммы двигателя. Для изучения процессов, происходящих в цилиндре поршневой машины, используют графическую запись зависимости давления в исследуемой полости от изменения ее объема (или, что то же самое, от перемещения поршня). Такая графическая зависимость называется индикаторной диаграммой, процесс ее получения — индицированием, а прибор, с помощью которого снимают диаграмму, — индикатором.
Для индицирования дизелей, работающих со средней и высокой частотой вращения коленчатого вала, часто применяют электропневматические стробоскопические индикаторы типа МАИ-2 (рис. 31). Такие индикаторы записывают диаграмму, развернутую по углу поворота коленчатого вала, что в принципе ничего не меняет, так как каждому значению угла поворота вала однозначно соответствует вполне определенное положение поршня и,
следовательно, определенный объем надпоршневой полости.
Индикаторная диаграмма получается путем фиксирования отдельных точек рабочего процесса в цилиндре поршневой машины; при этом из каждого цикла выбирается только две точки, и вся диаграмма получается в виде последовательности точек, принадлежащих следующим друг за другом циклам. Такой принцип записи называется стробоскопическим.
На индикаторный кран цилиндра испытываемого дизеля / установлен приемник давления (датчик) 3. Верхняя полость приемника давления соединена с пневматической системой прибора, в которую сжатый воздух поступает из баллона 10 через кран 9. Из пневматической системы воздух проходит также в бачок 20, заполненный наполовину жидкостью. Воздух из системы может быть выпущен в атмосферу через кран 8.
Записывающая часть прибора состоит из измерительного механизма и барабана, который приводится во вращение непосредственно от коленчатого вала через кулачковую муфту 17. Измерительный механизм состоит из гильзы 19, неподвижного плунжера 18, подвижного плунжера 12, пружины 13 и искрового штифта 15. Давление воздуха из пневмосистемы индикатора передается на подвижный плунжер из бачка 20 через жидкость. Перемещаясь, плунжер 12 растягивает пружину. Изолированный искровой штифт 15 связан с подвижным плунжером, и, следовательно, его перемещение пропорционально давлению воздуха в системе. Ось измерительного механизма параллельна оси барабана, поэтому по образующей барабана расположена ось давлений индикаторной диаграммы. Муфта 17 обеспечивает соединение барабана с валом дизеля всегда в одном и том же относительном положении, и таким образом шкала на окружности барабана \называет углы поворота коленчатого вала.
Для уменьшения влияния трения на точность работы измерительного механизма гильза 19 через шестерен-но-червячную передачу приводится во вращение от вала барабана. Уменьшению трения способствует также жидкость, обладающая хорошими смазывающими свойствами.
Электрическая система индикаторной установки включает цепи низкого и высокого напряжения. К центру мембраны 2 приемника давления подходит изолированный от корпуса электрод 4 так, что когда давление с обеих сторон мембраны одинаково, то между электродом и мембраной устанавливается очень маленький зазор 10,02 мм). Электрод соединен с тира-тронным блоком 11, к выходу которого подключена шина 14. Вдоль шины, соприкасаясь с ней, перемещается искровой штифт 15.
На барабан 16 накладывается и закрепляется лист черной бумаги, на котором и записывается индикаторная диаграмма. Диаметр наружной поверхности барабана подобран так,
Читайте также: Чистка цилиндров двигателя химик
чтобы длина окружности его составляла 360 мм, поэтому каждый миллиметр длины диаграммы соответствует 1° угла поворота коленчатого вала.
Индикатор работает следующим образом. В тот момент, когда давление в цилиндре двигателя станет равным или чуть ниже давления воздуха над мембраной, она прогнется, контакт ее с электродом нарушится и электрическая цепь разомкнётся. При этом тиратронный блок подаст на шину 14 импульс высокого напряжения, вследствие чего между искровым штифтом и барабаном «проскакивает» искра, прожигающая отверстие в бумаге, натянутой на барабан. Так как барабан вращается вместе с коленчатым валом двигателя, а подвижной плунжер вместе с искровым штифтом перемещается вдоль барабана под давлением воздуха в пневматической системе, то искра прожигает отверстие в бумаге в том месте, которое однозначно соответствует определенному давлению в цилиндре двигателя и определенному углу поворота коленчатого вала. То же самое происходит и при замыкании электрической цепи мембраной.
Для записи индикаторной диаграммы, открыв кран 9, повышают давление воздуха в пневмосистеме прибора, а значит, над мембраной 2 приемника давления и внутри гильзы 19 до величины, превышающей наибольшее давление в цилиндре. Затем закрывают кран 9 и, открывая кран 8, медленно «стравливают» давление в системе, выпуская воздух в атмосферу. При этом в результате совместной работы всех систем индикаторной установки на бумаге, навернутой на барабан, будет записана индикаторная диаграмма, составленная из отдельных точек, причем каждому циклу принадлежат две точки — одна на линии сжатия, другая на линии расширения. Поскольку давление в пневматической системе в период записи диаграммы снижается, то каждые последующие точки лежат ниже предыдущих. К моменту, когда давление в системе станет равным атмосферному, на бумаге, прикрепленной к барабану, будет за-
Рнс. 32. Схема работы электропневматического индикатора:
давление в цилиндре дизеля; рп — атмос фериое давлениефиксирована полностью индикаторная диаграмма, развернутая по углу поворота коленчатого вала двигателя.
Принцип работы электропневматического индикатора хорошо иллюстрируется схемой, приведенной на рис. 32. При снижении давления в пневмосис-теме прибора первая точка запишется, когда давление над мембраной станет равным рг (наибольшему давлению цикла). Когда давление в системе достигнет, например, значения ри запишутся две точки — в момент замыкания электрической цепи точка / (линия сжатия), в момент размыкания цепи — точка /’, при понижении давления до значения рг совершенно аналогично запишутся точки 2 и 2′ индикаторной диаграммы и т. д.
Видео:Давление в камере сгорания дизеля. Тестирование датчикаСкачать
Датчики давления в цилиндре дизеля
В сотрудничестве с нашими консультантами разработан и производится датчик давления. Корпус датчика и предлагаемые в комплекте переходники, изготовлены из алюминиевого сплава и имеют «накатку» для исключения скольжения пальцев. Измерительный элемент производства фирмы Моторола, отличающейся высоким качеством выпускаемых измерительных элементов, помещен внизу корпуса датчика, что позволяет максимально точно отслеживать давление и разрежение в цилиндре двигателя непосредственно при его работе. Питание на датчик берется от 12 вольт бортовой сети автомобиля, датчик универсален т.е. его можно использовать с любым специализированным осциллографом.
Тестирование датчика показало его хорошую чувствительность и качество сигнала. В виде примера приводятся фотографии и скриншоты тестирования на автомобиле ВАЗ-21124. Датчик соединен с длинным переходником и установлен на место свечи первого цилиндра.
Каждый цифровой датчик имеет свой «ноль» это некоторое напряжение, имеющееся на выходе в состоянии покоя. В данном случае напряжение покоя составляет 0,85 вольта, его принимаем за «ноль» и учитываем в расчетах. Далее проводим тест на наличие расхождения по времени сигналов ДПКВ и датчика давления.
В диагностической практике вполне достаточно совпадения ВМТ по этим двум датчикам.
Как видим, расхождений практически нет. Следующий тест на чувствительность – куском ветоши прикрываем выходную трубку глушителя и видим как осциллограмма поползла вверх. В реальных условиях, при спекшемся или рассыпавшемся катализаторе расхождения будут еще более заметны.
Естественно, каждый датчик имеет диапазон допустимых нагрузок и температур, которые необходимо соблюдать при эксплуатации. А также ограниченный срок службы, который уменьшается при несоблюдении условий эксплуатации. Датчик тестировался со значительными нагрузками по давлению, температуре и нахождению в агрессивной среде. Практические результаты этих испытаний, позволяют сделать вывод о хорошей надежности изделия при соблюдении следующих условий: 1. Время работы двигателя на холостом ходу, с установленным датчиком давления не должно превышать 3-х минут. 2. Температура нагрева датчика не должна превышать 80 гр.
Для получения осциллограммы можно воспользоваться режимами осциллограф или самописец. Стоит обратить внимание, что USB осциллограф в низковольтовом диапазоне может выдавать зашумлённый сигнал, поэтому для получения качественных изображений можно применить кнопки математического сглаживания сигналов (см. ниже на скриншотах).
При запуске приложения в режиме Мотор-Мастер на панели инструментов появляется панель диагностики по датчику давления.
Кнопка Рамка ДД открывает рамку датчика давления. Эта рамка служит для преобразования значений напряжения на осциллограмме в значения давления (в барах).
Рамка может перемещаться и изменять свои размеры с помощью мыши.
Перемещая указатель мыши внутри рамки можно наблюдать значение параметров в данной точке.
Диапазон горизонтальной оси жестко зафиксирован от 0 до 720 градусов.
Диапазон вертикальной оси может изменять свои значения, для этого необходимо щелкнуть мышью по максимальному или минимальному значению вертикальной шкалы.
Двойной щелчок мыши внутри области рамки позволяет отметить на диаграмме точку с отображением параметров сигнала в данной точке. Двойной щелчок мыши по имеющейся точке удалит ее.
Читайте также: Передние тормозные цилиндры белмаг
Кнопка Параметры ДД открывает панель параметров датчика давления.
Параметр Umax определяется как значение максимального напряжения на датчике давления за вычетом напряжения смещения U0, которое можно задавать вручную.
Параметр R отображает обороты двигателя (для 4х цилиндровых двигателей) и определяется по принципу “один импульс на два оборота”, то есть с использованием формулы R = 120/T, где T — разница между импульсами на датчике давления (в секундах).
В этом случае выявлен разрушенный катализатор, забивший своими остатками выхлопную трубу. Если в фазе выпуска наблюдается рост среднего давления в выпускном коллекторе выше 0.86 атм, то это означает забитый глушитель. Например, разрушенный катализатор. При этом возможно смещение всего графика давления вверх. Обычно, при не забитом глушителе, давление в выпускном коллекторе около 0,2 атм.
При забитой выхлопной системе противодавление выпуску будет повышаться от такта к такту, этим и можно отличить данную неисправность от подсоса воздуха на впуске, там график давления стабилен.
Датчик давления предназначен для получения осциллограммы, отражающей изменение давления в цилиндре бензинового двигателя, по характерным точкам и участкам которой определяется ряд параметров:
— взаимное положение коленчатого и распределительных валов,
— состояние уплотнений цилиндро-поршневой группы,
— по градусной шкале определяются некоторые фазы работы ГРМ,
— пропускная способность выхлопной системы,
— соответствие взаимного положения задающего диска и датчика положения коленчатого вала.
Диапазон измеряемого абсолютного давления датчиком, позволяет измерять разрежение
до 0,85 Bar и давление до 7 Bar относительно нулевого значения атмосферного давления. Такой диапазон позволяет получить достоверный график давления в цилиндре бензинового двигателя, прогретого до рабочей температуры и работающего на оборотах холостого хода с отключенной системой зажигания в диагностируемом цилиндре.
Комплекс технических характеристик и особенности конструкции датчика обеспечивают стабильность диапазона измеряемого датчиком абсолютного давления и высокую точность измерений даже под воздействием разогретых до высокой температуры вследствие быстрого сжатия газов.
Характеристики.
Максимальное рабочее давление кПа: 700
Максимальное допустимое давление кПа: 2800
Диапазон выходного напряжения мВ: 4500
Температурная компенсация: есть
Порядок работы.
Для проведения диагностики состояния механики двигателя по графику давления в цилиндре, необходимо:
— установить датчик давления, вкрутив его в свечное отверстие диагностируемого цилиндра
(при необходимости использовать удлинитель),
— высоковольтный провод диагностируемого цилиндра нагрузить искровым разрядником для исключения выхода из строя элементов системы зажигания,
— подать питание на датчик, подключив кабель питания к соответствующим клеммам АКБ автомобиля,
— подключить сигнальный кабель к входу осциллографа,
— двигатель должен быть предварительно прогрет до рабочей температуры и работать на оборотах холостого хода без нагрузки.
В таком режиме работы двигателя, на такте впуска топливовоздушной смеси, значение разрежения в цилиндре достигает 0,65…0,75 Bar и превышает среднее значение разрежения во впускном коллекторе.
На акте выпуска топливовоздушной смеси, значение давления в цилиндре практически не превышает атмосферного. Повышение давления в цилиндре на такте выпуска может быть вызвано малым проходным сечением выпускных каналов отработавших газов, причиной чего может быть малый ход открытия выпускного клапана, «забит» катализатор, глушитель или выхлопная труба.
Диапазон давлений датчика составляет -0,85…+7 Bar, что перекрывает диапазон давлений в диагностируемом цилиндре бензинового двигателя, прогретого до рабочей температуры и работающего на оборотах холостого хода без нагрузки. Комплекс технических характеристик и особенности конструкции датчика обеспечивают стабильность диапазона измеряемого датчиком абсолютного давления и высокую точность измерений даже под воздействием разогретых до высокой температуры вследствие быстрого сжатия газов.
1. Установка датчика, на прогретый до рабочей температуры двигатель, производится не менее чем через 10 минут после его остановки, для исключения взрыва топливной смеси в цилиндре от раскаленных частей камеры сгорания или свечи зажигания (калильное зажигание), что неизбежно приведет к повреждению датчика.
2. Время работы двигателя на холостом ходу, с установленным датчиком давления не должно превышать 3-х минут.
3. Температура нагрева корпуса датчика не должна превышать 80 гр.
В полный комплект поставки датчика давления входят:
1. Датчик давления
2. Удлинитель датчика
3. Шнур питания от АКБ и соединения с осциллографом
🔍 Видео
Конструкция датчика давления для дизельного двигателяСкачать
график давления в цилиндре .а что на самом делеСкачать
Датчик давления в цилиндре для мотор-тестера своими рукамиСкачать
Датчик давления 7 Бар мотортестера Диамаг-2. Как он выходит из строя и что при этом делать.Скачать
⚠️ Разбор осциллограммы датчика давления ⚠️Скачать
Проверка двигателя по датчику давления в цилиндре. Проверка катализатора.Скачать
Загрязнение датчика давления наддува приводит к недостаточной мощности двигателяСкачать
Как читать график датчика давления в цилиндре мотор тестера Диамаг2Скачать
Автоас экспресс 2: Датчик давления в цилиндре - авторасстановка меток углов! №50Скачать
какие изменения в показания датчика давления в цилиндре, вносит удлинитель.Скачать
диагностика дизельного двигателя common railСкачать
Диагностика ГРМ с помощью мотор тестераСкачать
Ремонт датчика давления в цилиндре от Diamag2Скачать
Диагностика ГРМ Мтпро4 / Анализ давления в цилиндреСкачать
Diamag 2 и диагностика автомобиля. Разбираем осциллограмму датчика давления. Часть 1.Скачать
Датчик давления Мт проСкачать
Самодельный Датчик Давления для Motor Tester MT pro 4.Скачать
Как горит топливо в цилиндре дизеляСкачать
