Диагностика неисправностей двигателя измерением компрессии в цилиндрах
Измерение компрессии в цилиндрах является наиболее простым и дешевым, а потому широко распространенным способом диагностирования двигателя.
Компрессометр представляет собой манометр с обрат¬ным клапаном и заворачивается вместо свечи зажигания у бензинового двигателя или свечи накаливания у дизеля. Простота и доступность этого прибо¬ра сделали его практически "универсальным" средством и для определения неисправностей двигателя и для оценки его технического состояния в целом. К сожалению, это весь¬ма распространенное заблуждение. При всей простоте спо¬соба полученные результаты нередко требуют определенно¬го объяснения, иначе можно сделать совершенно неверные выводы. Наиболее характерный пример - измерение ком¬прессии в бензиновом двигателе с пробегом в 230+250 тыс. км. дает 1,1+1,2 МПа, что не только соответствует норме, но и близко к уровню нового двигателя. В то же время расход масла может превышать 1500-2000 г на 1000 км пробега. Таким образом, в данном примере результаты измерения компрессии могут ввести в заблуждение, причем подобных примеров много.
Рассмотрим влияние различных факторов на компрес¬сию. Очевидно, что максимальное её значение будет при ми¬нимальных утечках газов из цилиндра, что соответствует сле¬дующим условиям:
-цилиндр идеально круглый;
-поверхность цилиндра не имеет продольных рисок;
-поршневые кольца идеально прилегают к поверхности ци¬линдра;
-величина зазора в замках колец близка к нулю;
-торцевые поверхности колец идеально соответствуют тор¬цевым поверхностям канавок поршня;
-тарелки клапанов идеально прилегают к седлам.
Указанные факторы являются эксплуатационными и опре¬деляют отсутствие или наличие утечек воздуха из цилиндра
С другой стороны, на количество воздуха, поступающего в ци¬линдр, влияют (в сторону увеличения):
-полностью открытое положение дроссельной заслонки;
-чистый воздушный фильтр
-продолжительность фаз впуска и выпуска, зависящее, например, от зазоров в механизме привода клапанов;
- малое перекрытие клапанов (имеется в виду на той частоте i выполняется проверка компрессии).
Очевидно, чем больше воздуха поступает в цилиндр, тем меньше влияют на компрессию утечки, особенно при возрастании частоты вращения, когда уменьшается время, в течение которого происходят эти утечки.
Помимо указанных причин, на давление (компрессию) влияют:
-температура двигателя (повышает компрессию); ,
- масло прошедшее через маслосъемные колпачки, поршневые кольца, уплотнения турбокомпрессора (повышает компресию, т.к. уплотняет зазоры в сопряженных деталях);
-топливо поступившее в цилиндр в виде капель (понижает , т.к. смывает масло с деталей и не обладает, в отли-, уплотняющими свойствами из-за малой вязкости);
- негерметичность герметичность обратного клапана компрессометра или магистрали от клапана до манометра (уменьшает компрессию).
Большое число факторов, влияющих на максимальное давленые в цилиндре, может существенно изменить результаты Упомянутый выше пример со старым изношенным двигателем, имеющим высокую (более 1,1 МПа) компрессию, можно дополнить новым двигателем с малым пробегом iимпрессией менее 0,5 МПа. Этот двигатель не имеет никаких неисправностей механической части - просто из-за неисправности системы управления в цилиндры поступило очень большое количество топлива, которое "смыло" масло со стенок деталей, чем и вызвало такой "дефект".
Указанные примеры подтверждают необходимость очень осторожного обращения не только с результатами, но и с методикой- измерения компрессии. Рассмотрим этот вопрос более подробно.
При измерении компрессии следует соблюдать несколько условий:
-двигатель должен быть "теплым";
-желательно отключить подачу топлива в цилиндры (отключить бензонасос, форсунки или другим способом), особенно, если есть вероятность обогащения смеси;
-необходимо вывернуть свечи во всех цилиндрах;
- аккумуляторная батарея должна быть полностью заряже¬на, а стартер исправен.
Измерение компрессии можно выполнять как при полно¬стью открытой, так и закрытой дроссельной заслонке. Каждый из этих способов определяет "свои" дефекты.
Если заслонка полностью закрыта, то в цилиндры посту¬пает малое количество воздуха. Максимальное давление в цилиндре оказывается невелико (порядка 0,6-5-0,8 МПа) из-эа малого давления в коллекторе (0,05+0,06 МПа вместо 0,1 МПа при полностью открытом дросселе). Утечки при закры¬той заслонке также оказываются малы из-за малого пере¬пада давления, но даже при этом соизмеримы с поступлени¬ем воздуха. Вследствие этого величина компрессии в ци¬линдре оказывается очень чувствительной к утечкам - даже из-за незначительной причины давление падает сразу в не¬сколько раз
При полностью открытом дросселе этого не происходит. Значительное увеличение количества поступившего в ци¬линдры воздуха приводит и к росту компрессии, однако утеч¬ки, несмотря на их небольшой рост, становятся значительно меньше подачи воздуха. Вследствие этого компрессия даже при серьезных дефектах может еще не упасть до недопус¬тимого уровня (например, до 0,8+0,9 МПа у бензинового двигателя).
Исходя из особенностей различных вариантов измерения компрессии, можно дать некоторые рекомендации по их использованию (см. табл.).
Измерения компрессии с полностью открытой заслонкой позволяют обнаружить:
-поломки и прогары поршней;
-зависание (закоксовывание) колец в канавках поршня;
-деформации или прогар клапанов;
-серьезные повреждения (задиры) поверхности цилиндра.
Измеряя компрессию с закрытой заслонкой, удается оп¬ределить:
-не вполне удовлетворительное прилегание клапана к седлу;
-зависание клапана (из-за неправильной сборки механиз¬ма привода клапана с гидротолкателем);
-дефекты профиля кулачка распределительного вала в кон¬струкциях с гидротолкателями (например, износ, биение тыль¬ной стороны кулачка).
При измерениях следует учитывать динамику нарастания давления. Так, если на первом такте величина давления, регис¬трируемого компрессометром, низкая (0,3*0,4 МПа), а при по¬следующих тактах резко возрастает - это свидетельствует об из¬носе поршневых колец (проверяется заливкой в цилиндр через свечное отверстие 5+10 см3 свежего масла). Напротив, если на первом такте достигается умеренное давление (=0,7+0,9 МПа), а при последующих тактах эта величина практически не рас¬тет - это косвенно свидетельствует о наличии утечек (клапа¬ны, прокладка, трещина в головке и т.п.).
Проводя измерения компрессии, в большинстве случа¬ев следует рассматривать полученные результаты, как от¬носительные, т.е. неисправные цилиндры сравниваются с исправными, а абсолютное значение компрессии не оцени¬вается. Это позволяет исключить ошибки, при оценке тех¬нического состояния в целом исправного двигателя. Тем не менее, измерение величины абсолютной компрессии для получения косвенной информации о техническом со¬стоянии двигателя может быть рекомендовано в следую¬щих случаях:
а) наличия данных о величине компрессии этого двигате¬ля, полученных на более ранних интервалах его эксплуатации(например, 40 тыс., 100 тыс., 150 тыс. км и т.п.) при полной ис¬правности систем топливоподачи и запуска;
б) наличия большой базы статистических данных (замеры компрессии на разных интервалах эксплуатации) для данной модели двигателя. При этом замеры должны быть произведе¬ны в одинаковых условиях (температура масла, частота вра¬щения коленчатого вала, температура окружающего воздуха,
полная исправность всех систем двигателя и т.д.).
Наиболее быстро и эффективно проверку величины ком¬прессии позволяют осуществить современные мотортестеры В этом случае происходит измерение ам¬плитуды пульсаций тока, потребляемого стартером при про¬крутке коленчатого вала. Преимуществом данного метода яв¬ляется быстрота, одновременное измерение по всем цилинд¬рам за один цикл (10+15 с прокрутки стартером), отсутствие необходимости выкручивания свечей, что особенно удобно при диагностике многоцилиндровых двигателей. Недостаток метода - получение в большинстве случаев только величины относительной (в процентах к лучшему цилиндру) компрессии. Лишь самые дорогие мотортестеры способны измерять абсо¬лютное значение пика тока на каждый цилиндр, однако эта ве¬личина также нуждается в сопоставлении с действительным давлением.
Практика показывает, что взаимное влияние большого числа факторов на абсолютное значение компрессии столь велико, что результаты измерения могут быть неправильно или произвольно истолкованы и ввести в заблуждение. Поэтому для определения технического состояния в целом исправного и устойчиво работающего двигателя только изме¬рения компрессии недостаточно. В таких случаях оно должно применяться в комплексе с другими способами и средствами диагностики.
|
