Co ovlivňuje komprese? Encyklopedie časopisu Za volantem

Komprese je vulgarismus. Správný termín je tlak na konci kompresního zdvihu. To je tlak, který se vytvoří ve válci při vypnutém zapalování (nebo bez přívodu paliva – u nafty), když je píst v horní úvrati. Mnoho diagnostiků tedy na základě hodnoty naměřené komprese (omlouvám se, vědo, za žargon!) vydává závěr: „pacient žije“ nebo „do márnice“, tedy na větší opravy.

Mylná představa číslo jedna: „Komprese a kompresní poměr jsou totéž“
Ne, to není pravda! Komprese je tlak ve válci, kompresní poměr je bezrozměrný parametr popisující geometrické parametry válce: je to poměr celkového objemu válce k objemu kompresní komory (kompresní komora je objem prostoru nad pístem, když je v poloze horní úvrati (také se nazývá objem konce komprese – je to totéž). Není správné nazývat ji spalovací komorou, protože spalování paliva probíhá v celém objemu válce). Komprese závisí na kompresním poměru, ale kompresní poměr nezávisí na kompresi! Komprese také závisí na řadě parametrů: tlak na začátku komprese, seřízení časování ventilů, teplota, při které se měření provádí, netěsnosti ze spalovací komory. A netěsnosti jsou určeny opotřebením těsnicích kroužků a válců.

„Komprese“ je maximální tlak, který naměříme ve válci při vypnutém zapalování.

Mylná představa číslo dvě: „Zvýšená komprese – zvýšený výkon“

Ne tak docela. Kompresi lze zvýšit dvěma způsoby – zvýšením kompresního poměru nebo snížením netěsností ze spalovací komory. Podívejme se, co se stane v každém případě: máme k dispozici stojan.
Nejprve zmenšíme objem kompresní komory. Nejjednodušší způsob, jak to udělat, je obrousit spodní rovinu hlavy válců. Základní motor „jedenáctého“ VAZ má pracovní objem válce o něco více než 370 krychlových stop. Při standardním kompresním poměru 9,8 bude objem kompresní komory 42,6 cm³. Můžeme vypočítat, že odstraněním 2 mm z dosedací plochy hlavy válců zmenšíme objem kompresní komory o 5,1 cm³. Nový kompresní poměr bude 11 jednotek, tj. o 1,2 vyšší než u základního motoru. A teď, jen tak pro zábavu, uberme další 2 mm. Kompresní poměr se zvýší na 12,6. V učebnici najdeme potřebný vzorec a dostaneme: tepelná účinnost pístového motoru by se teoreticky měla v prvním případě zvýšit alespoň o 4 %, ve druhém o 9 %.
Nyní tyto hlavy instalujeme na zkušební motor a měříme charakteristiky točivého momentu. Snížení spotřeby paliva je výrazně menší, než slibovala teorie – o 2,5 % v prvním případě a o 4,5 % ve druhém. Navíc je efekt výraznější v zóně nízkého zatížení. Zvýšení výkonu je ještě menší: maximálně 2-3 %, a to v zóně nízkých a středních otáček. A při vysokých otáčkách – žádný efekt.
Všechno je jasné: se zvýšením kompresního poměru prudce stoupá tlak ve válci, toto zvýšení vyvolává detonaci, kterou detekuje odpovídající senzor – a posune časování zapalování zpět. V důsledku toho klesá výkon. A proto se teoretický efekt výrazně snižuje. Ale teploty na výstupu se zvyšují – proto je u takového motoru mnohem vyšší riziko spálení ventilů a pístů.
Metoda dvě – snížení netěsností. Pojďme na druhou stranu: porovnejte, co se stane s charakteristikou krouticího momentu, když nahradíme kroužky takovými, které v nich zvětší mezery, řekněme, zdvojnásobí.
Hotovo. U nového motoru – vše je normální, u všech válců je komprese 13,2. 13,4 baru. U toho poškozeného kroužky s velkými mezerami – 10,8. 11,1. A co ukázalo měření výkonu? V nízkorychlostní zóně výkon poškozeného motoru mírně klesl, ale když jsme překročili 2500 ot./min, křivky točivého momentu se prakticky sloučily. Je to proto, že úniky ze spalovacího prostoru do klikové skříně, které by měly snižovat výkon, jsou znatelné pouze při nízkých otáčkách a při vysokých otáčkách jejich hmotnost na cyklus prudce klesá, protože s klesajícím časem cyklu se zvyšujícími se otáčkami klikového hřídele se snižuje i doba na únik.

Komprese prudce vzrostla, ale výkon ne. Spolu s kompresí se probudila i detonace a muselo se posunout načasování zapalování. A to silněji ovlivňuje výkon.

Mylná představa číslo tři: „Žádná komprese – rovnou k generální opravě“
Obvykle mechanik, který zjistí nízkou kompresi, okamžitě prohlásí: “Motor je opotřebovaný a potřebuje generální opravu.” Je všechno tak jasné?
Samozřejmě že ne! Můžeme pro sázku jmenovat dvacet možných důvodů poklesu komprese. Patří mezi ně problémy s mechanismem časování ventilů, mechanické nebo tepelné poškození součástí motoru a koksování pístních kroužků. A pouze jeden z nich bude spojen s katastrofálním opotřebením motoru. Je důležité umět tyto důvody rozlišovat, chápat míru jejich nebezpečí a vědět, jak s nimi bojovat.

Mylná představa číslo čtyři: „Čím vyšší komprese, tím lépe“
Často slýcháte od obhájců různých aditiv, jak po další úpravě motoru vyskočila komprese. Nárůst na 15 barů, na 17 barů! Ale měli byste mít na paměti, že za normálního stavu, i po obnovení mezer do stavu nového motoru, nedosáhnete komprese vyšší než standardní.
Odkud se berou ta čísla? Obvykle je na rozebraném motoru zřejmé, že spalovací komora po zpracování zarostla něčím neznámým a v důsledku toho se objem kompresní komory zmenšil. Tyto usazeniny však narušují odvod tepla ze spalovací komory. Proto dochází k detonaci, předčasnému zapálení atd. Takže byste se neměli radovat z nebývalého zvýšení komprese, ale naopak.

Změna měrné spotřeby paliva při pevných otáčkách (2500 ot/min) u dvou variant motoru – základní a s kroužky se zvětšenou vůlí. Komprese klesla, ale na spotřebě je to znatelné pouze při nízkém zatížení.

Co tedy komprese ovlivňuje?
Za hodně! Hlavní jsou startovací vlastnosti motoru, zejména při nízkých teplotách.
Týká se to především dieselových motorů, kde tlak a teplota na konci komprese určují, zda se palivo ve válci vznítí či nikoliv. Benzínové motory ve studeném stavu jsou ale citlivé i na změny komprese: má vliv na odpařování paliva, které by se při studeném startu mělo odpařovat jen teoreticky na cestě do válce. Ale ve skutečnosti se tam dostane ve formě kapek nehořlavé kapaliny.
Snížená komprese zvyšuje tlak plynu v klikové skříni. Větší objem olejových par v tomto případě letí ventilačním systémem do sání motoru. To je špatné: zvyšuje se toxicita a prudce se zvyšuje míra znečištění spalovací komory.
Nerovnoměrná komprese napříč válci způsobuje vibrace motoru, které jsou obzvláště patrné při volnoběhu a nízkých otáčkách. To zase poškozuje jak převodovku, tak i zavěšení motoru. A samotného řidiče. Stručně řečeno, role komprese jako diagnostického prvku, do značné míry charakterizujícího stav motoru, je velmi velká. A naše „pohádky“ v žádném případě nevyzývají k jejímu rezignování – naopak! Ale touha po jejím nespoutaném zvyšování při hledání dalších „koní“ je obecně marný podnik.

Komprese motoru je kritickým faktorem, který má významný vliv na účinnost pohonné jednotky. Tento ukazatel nejen určuje výkon a účinnost motoru, ale ovlivňuje také jeho celkový výkon. V tomto textu si rozebereme použití kompresního testeru jako spolehlivého a jednoduchého nástroje pro posouzení stavu motoru.

Význam komprese v provozu spalovacího motoru je těžké přecenit. Tento parametr má významný vliv na výkon motoru a pomáhá určit jeho aktuální technický stav. Komprese je ukazatelem tlaku vytvořeného směsí vzduchu a hořlavé látky ve spalovací komoře před zapálením. Je nutné si uvědomit, že tento tlak se vztahuje na čerstvou směs, a nikoli na tlak výfukových plynů, které po spalování tlačí píst dolů. Úroveň komprese je proto ukazatelem účinnosti motoru.

Než se podíváme na roli komprese v diagnostice, musíme pochopit její vliv na výkon motoru. Optimální spalování paliva ve válci vyžaduje přesný poměr vzduchu a paliva, čímž se vytvoří hořlavá směs, která během spalování produkuje maximální energetický výstup. Výkon motoru závisí na přesném vyvážení tohoto poměru. Dosažení tohoto optimálního poměru však vyžaduje, aby spalovací komora byla zcela utěsněna. Pokud válec není zcela utěsněn, může docházet k úniku vzduchu a výfukových plynů, což negativně ovlivní výkon motoru.

Měření komprese poskytuje představu o její účinnosti. Vyhodnocením komprese je možné získat informace o stavu různých součástí, jako jsou písty, pístní kroužky a časovací mechanismy, a také o přesnosti časování ventilů. Tento proces také pomáhá vyhodnotit odpor proudění vzduchu při nasávání sacím potrubím a při vhánění výfukových plynů výfukovým traktem, a také otáčky klikového hřídele. Stanovení komprese je účinná metoda pro určení stavu motoru a identifikaci potenciálních problémů, jako jsou problémy s výfukovým systémem nebo závady v zapalovacím systému.

Posouzení komprese vyžaduje zohlednění charakteristik každého typu motoru. Záleží na tom, na co motor běží, a může se lišit i mezi modely stejného typu motoru. Pro obecnou představu o normálních hodnotách komprese lze však uvažovat následující průměrné hodnoty:

• U benzínových motorů se za normální kompresní rozsah devět a půl až deset atmosfér obecně považuje.
• U vznětových motorů je tento rozsah vyšší a pohybuje se od dvaceti osmi do třiceti atmosfér.

Tyto hodnoty jsou však minimální pro normální provoz motoru. Je žádoucí, aby komprese překročila deset atmosfér u benzínových motorů a třicet atmosfér u vznětových motorů. Pokud je úroveň komprese pod těmito hodnotami, může to znamenat problémy se skupinou válců a pístů nebo s mechanismem časování ventilů, což bude vyžadovat kontaktování servisního střediska nebo provedení oprav svépomocí, pokud máte příslušné dovednosti. Ke kontrole komprese se používají specializované přístroje zvané kompresometry, které budou popsány níže.

Typy a principy fungování

1. Mechanické tlakoměry používají konvenční ručičkové manometry a jsou nejčastější volbou mezi automobilovými nadšenci díky své jednoduché konstrukci a dostupné ceně. Hlavní součástí takového kompresometru je tlakoměr, který je připojen k válci trubicí s uzavíracím ventilem. Měření začíná přenosem tlaku hořlavé směsi z válce do tlakoměru přes otevřený ventil, což umožňuje odhadnout aktuální tlak ve spalovací komoře. Když píst dosáhne svého nejvyššího bodu zdvihu, vestavěný ventil se okamžitě uzavře a udrží tlak v trubici kompresometru. Tento mechanismus zajišťuje rychlé stanovení tlaku ve spalovací komoře. Na konci procesu měření se tlak v trubici přístroje uvolní stisknutím speciálního tlačítka. Po tomto postupu se ručička tlakoměru automaticky vrátí do výchozí polohy, která se shoduje s nulovou značkou stupnice.
2. Elektronické jsou složitější a dražší zařízení, jsou určeny pro přesnější a profesionálnější diagnostiku. Jsou vybaveny elektronikou pro přesné měření komprese a přenos dat na digitální displej. Na rozdíl od mechanických kompresometrů elektronické modely nepoužívají ručičkové manometry, ale poskytují digitální informace na obrazovce, což zajišťuje přesnější měření a snadné použití.

Typy

Do cíle

• Kompresometry jsou k dispozici pro benzínové a naftové motory. Hlavní rozdíl mezi nimi spočívá v jejich schopnosti měřit maximální tlak. Kompresometr pro naftové motory dokáže měřit tlak až do čtyřiceti atmosfér, zatímco jejich analogy pro benzínové motory jsou obvykle omezeny na šestnáct atmosfér. Tento rozdíl v maximálním měřeném tlaku umožňuje přizpůsobit kompresometry provozním charakteristikám různých typů motorů a poskytuje přesnější diagnostické výsledky.

Podle způsobu připojení

• Upínací kompresní měřiče jsou vybaveny speciálními kuželovitými pryžovými koncovkami, které se zasouvají do otvoru zapalovací svíčky nebo vstřikovače a poté se ručně stlačují, aby se zajistilo těsné utěsnění. Tato metoda měření komprese je rychlá a snadno se používá, ale může být fyzicky náročná a vyžadovat přesnou instalaci, což někdy vede k nepřesným výsledkům. Kromě toho při použití upínacího kompresního měřiče můžete potřebovat asistenta, který by držel zařízení nebo nastartoval motor, což proces činí časově a pracnějším.
• Závitové jsou vybaveny závitovým nástavcem, který se zašroubuje do otvoru zapalovací svíčky nebo vstřikovače. Tento typ zařízení je obvykle považován za spolehlivější a umožňuje měřit kompresi bez nutnosti další osoby. Uživatel jednoduše zašroubuje zařízení do otvoru, nastartuje motor a zkontroluje výsledky měření, což usnadňuje diagnostiku.

Podle konstrukce trubice

• Pevný kov je ideální pro použití s testery komprese, protože během měření zajišťuje stabilní úchop.
• Pružná guma poskytuje pohodlí při práci na těžko dostupných místech, protože umožňuje provádět měření bez nutnosti demontáže dalších součástí motoru.
• Kombinace kombinuje krátkou kovovou část a dlouhou ohebnou trubici, což poskytuje optimální kombinaci pevnosti a flexibility během používání.

Tlakoměry používané v kompresních testerech lze kalibrovat v různých jednotkách měření, jako jsou megapascaly (MPa), kilogramy na centimetr čtvereční (kgf/cm2), bary nebo atmosféry. Nejčastěji se však používá kalibrace v psi (libry na palec čtvereční), zejména u kompresních testerů vyráběných v zahraničí. Pro snadné použití je většina tlakoměrů vybavena dvoubarevnými segmenty: červeným a zeleným.

Pokud je ručička manometru v červené zóně, indikuje to nízký kompresní tlak, což může naznačovat problémy s motorem. Na druhou stranu, pokud je ručička v zelené zóně, znamená to, že kompresní tlak je normální. Tento systém barevných indikátorů výrazně zjednodušuje posouzení celkového stavu motoru, díky čemuž je diagnostický proces intuitivnější a uživatelsky přívětivější.

komponenty

Vybavení může být od minimálního až po rozšířené. Minimální sada obvykle obsahuje hlavní nástroj – kompresní tester, bez dalšího příslušenství. Někdy může obsahovat jeden nebo dva adaptéry pro rozšíření možností měření v různých motorech. Rozšířená sada obsahuje nejen samotný kompresní tester, ale i různé doplňkové prvky, jako jsou adaptéry, prodlužovací nástavce (pevné i flexibilní) a další příslušenství. Takové sady poskytují větší flexibilitu a pohodlí při práci s motory jakéhokoli typu a v různých situacích.

Sada se speciálním účelem pro různé motory vyžaduje zohlednění rozdílů v tlakových rozsazích specifických pro každý typ motoru. Každá sada je vybavena odpovídajícím kompresním testerem, jehož arzenál zahrnuje dva manometry nastavené na požadované rozsahy pro práci s benzínovými i naftovými motory. Kromě toho sady obsahují adaptéry, hadice a další příslušenství nezbytné pro úplné a přesné měření tlaku v každém válci motoru.

Pro průměrného automobilového nadšence jsou nejvhodnější první dva typy kompresních testerů, protože poskytují základní funkce pro diagnostiku stavu motoru. Pro ty, kteří pravidelně pracují s různými typy motorů, však mohou být vhodnější speciální sady, protože poskytují potřebnou flexibilitu a všestrannost pro takové úkoly.

Použití kompresního testeru není příliš složitý úkol, ale vyžaduje zvážení určitých aspektů. Přístup k procesu měření komprese se mírně liší v závislosti na typu motoru a je důležité je vzít v úvahu.

Postup u benzínových motorů začíná pomalým zahřátím motoru na optimální teplotu, protože měření na studeném motoru může vést k nepřesným výsledkům. Poté s pomocí profesionálního mechanika opatrně vyjměte zapalovací svíčky a opatrně odpojte vodiče vysokého napětí od cívky, poté se ujistěte, že je zapalování vypnuté. Poté je čas pečlivě nainstalovat na motor specializovaný kompresní tester. Po pečlivém nastavení zařízení by měl být motor protáčen startérem po dobu sedmi sekund, aby se dosáhlo co nejpřesnějšího odečtu. Výsledné údaje o tlaku ve válcích se pečlivě zaznamenají, což poskytne dokumentaci pro následnou analýzu. Tento postup se poté opakuje pro každý válec, čímž se získá úplný přehled. Během všech těchto kroků se ujistěte, že je baterie plně nabitá, jinak mohou být výsledky nepřesné.

U vznětových motorů se jedná o důležitý diagnostický krok, který vyžaduje pečlivou přípravu a postupné provádění kroků. Počínaje zajištěním, aby motor dosáhl požadované teploty, neklesl pod třicet stupňů Celsia, a pokračováním kontrolou dostatečné komprese v každém válci. Před měřením je důležité zajistit, aby byl motor zahřátý na požadovanou teplotu, aby byly zajištěny stabilní a přesné výsledky. Poté je třeba dodržet postup pro vypnutí přívodu paliva do vstřikovačů a vypnutí žhavicích svíček, pokud existují. Pokud jsou přítomny, je třeba je vyjmout a poté nainstalovat kompresní tester do příslušných otvorů. U motorů, které nemají žhavicí svíčky, je nutné vyjmout vstřikovače a nainstalovat kompresní tester podle pokynů. Po přípravě je nutné zapnout startér, aby se začalo otáčet klikovým hřídelem motoru. Proces startování by měl pokračovat sedm sekund nebo dokud se hodnoty kompresního testeru nepřestanou zvyšovat. Tato fáze měření je nezbytná pro získání přesných údajů o kompresi v každém válci. Po dokončení měření je nutné zaznamenat výsledky a proces opakovat pro každý válec, aby se zajistilo úplné a spolehlivé stanovení úrovně komprese motoru.

Analýza výsledků měření umožňuje posoudit výkon motoru se zaměřením na rozdíly v kompresi mezi různými válci a vzestupný trend v naměřených hodnotách. Pokles komprese může naznačovat řadu problémů, včetně opotřebení součástí, problémů se startérem nebo ucpání výfukového systému.