Autor: pawel

Ciśnienie sprężania w silnikach wysokoprężnych.

Porównując dane w tabeli wymaganych wartości ciśnienia sprężania łatwo zauważymy, że ciśnienie sprężania w silnikach wysokoprężnych jest w niektórych przypadkach nawet trzykrotnie wyższe niż w silnikach benzynowych. Te różnice wynikają z różnic w zasadach pracy silników, a ściślej mówiąc z odmiennych sposobów zapłonu ładunku. W silniku wysokoprężnym zapłon następuje samoczynnie (stąd inna nazwa – silnik o zapłonie samoczynnym i skrót oznaczenia – ZS) w wyniku temperatury, która wytwarza się pod wpływem silnego sprężenia powietrza w cylindrze. W położeniu GMP tłoka temperatura w cylindrze silnika ZS osiąga 900°C, co wystarcza do zapłonu paliwa wtryśniętego do komory spalania tuż przed osiągnięciem GMP przez tłok.

Ten sposób powstawania mieszanki jest także inny niż w tradycyjnym silniku benzynowym (gaźnikowym, czy o wtrysku pośrednim), w którym powietrze i paliwo mieszają się poza cylindrem, w kolektorze dolotowym. W silniku wysokoprężnym (ale także w silnikach benzynowych o wtrysku bezpośrednim) paliwo i powietrze mieszają się dopiero w komorze spalania. W odróżnieniu od wcześniejszych jednostek napędowych ZS o wtrysku pośrednim do komory wirowej (dzięki czemu ich praca była spokojniejsza) współczesne silniki wysokoprężne samochodów Volkswagen mają w większości wtrysk bezpośredni, sprzyjający efektywniejszej pracy jednostek napędowych i lepszej dynamice pojazdów w nie wyposażonych. Dalsze informacje o wtrysku bezpośrednim znajdziesz w rozdziale o sterowaniu silnika.

Nadmierna prędkość obrotowa a trwałość silnika.

Praca silnika z nadmierną prędkością obrotową skraca jego trwałość. Silnik rozpędzony do zbyt dużej prędkości obrotowej staje się głośny z powodu drgań wału korbowego i ruchomych elementów napędu zaworów. Drgania te mogą prowadzić do pęknięcia i złamania popychaczy zaworów. Uszkodzony mechanizm powoduje wyłączenie zaworu i cylindra z cyklu pracy i utratę mocy. W skrajnym przypadku może pęknąć sprężyna zaworu i zawór uderzy o poruszający się tłok, co oznacza bardzo poważne uszkodzenie silnika. Z reguły kwalifikuje to silnik na złom.

Lokalizowanie usterek.

■ Kiedy ciśnienie sprężania jest zbyt niskie, wtedy wlej za pomocą olejarki trochę oleju silnikowego w otwór gniazda świecy zapłonowej. Olej uszczelni przestrzeń pomiędzy ściankami tłoka i cylindra. Następnie jeszcze raz zmierz ciśnienie sprężania.

■ Jeżeli mimo to wartość ciśnienia jest zbyt mała, przyczyną mogą być uszkodzone zawory, prowadnice zaworów, głowica, albo uszczelka głowicy.

■ Jeżeli zabieg z olejem przyniósł poprawę, oznacza to zużycie pierścieni tłokowych, albo gładzi na ściankach cylindra.

Ciśnienie sprężania

W celu ustalenia stanu technicznego silnika należy sprawdzić ciśnienie sprężania w każdym z cylindrów. Podczas spalania mieszanki paliwowo-powietrznej w komorze spalania powstają duże ciśnienia, w silnikach benzynowych dochodzące do 6 MPa. Oznacza to duże obciążenia dla tłoków, pierścieni tłoków, ścianek cylindra, gniazd i uszczelniaczy zaworów. Nieszczelność komory spalania powoduje zwiększone zużycie oleju i paliwa, pogorszenie składu spalin, zmniejszenie mocy i utrudniony rozruch zimnego silnika. Jeżeli pojawiły się takie objawy, wówczas pomiar ciśnienia sprężania ułatwi ustalenie przyczyny usterki.

W silnikach benzynowych wartości ciśnienia sprężania w poszczególnych cylindrach nic powinny się różnić więcej niż o 0,3 MPa, a w silnikach wysokoprężnych najwyżej o 0,5 MPa.

Kiedy w jednym lub kilku cylindrach różnice te są większe, oznacza to niesprawność, której przyczyną może być zużycie wielu różnych elementów.

Wytyczne dotyczące ciśnienia sprężania.

Wartości ciśnienia sprężania są inne dla silników benzynowych i wysokoprężnych. Orientacyjne wartości podane w tabeli odnoszą się do silników w dobrym stanie technicznym. Warto także pamiętać, że do oceny stanu silnika nie należy brać wartości bezwzględnych ciśnienia sprężania. Ważniejsze jest, aby ciśnienie było takie samo we wszystkich cylindrach, a ewentualne różnice nie przekraczały 0,2 MPa.

Wymagane wartości ciśnienia sprężania – Volkswagen Golf 4 – Bora

Rodzaj silnika	Typ silnika	Normalne ciśnienie – Minimalne dopuszczalne sprężania w MPa
Benzynowe czterocylindrowe	AHW,AKQ,APE,  AXP, ATN, AUS AEH, AKL, APF APK, AQY AGN	1,0  – 1,5 1,0  – 1,5 1,0  – 1,3 1,0- 1,3 0,9 -1,4	0,70 0,70 0,75 0,75 0,75
Benzynowy czterocylindrowy turbodoładowany	AGU, AQA, ARZ	1,0 – 1,4	0,70
Benzynowy pięciocylindrowy	AGZ	0,9 . 1,2	0,70
Benzynowy pięciocylindrowy	AQP	0,9 . 1,4	0,70
Wysokoprężne	AGR, AHF, ALH, AQM	2,5 – 3,1	1,90

Ciśnienie sprężania spada wraz z wiekiem silnika, dlatego wartości mniejsze, ale jednakowe we wszystkich cylindrach są zjawiskiem normalnym. Dopiero kiedy wartość ciśnienia spadnie poniżej dopuszczalnej wartości minimalnej można zacząć zastanawiać się nad wymianą, albo naprawą silnika. Różnice wartości ciśnienia większe niż 0,3 MPa w silnikach benzynowych i 0,5 MPa w silnikach wysokoprężnych, wskazują na jedną z następujących przyczyn:

– zużycie tłoków albo pierścieni tłoków,

– zapieczenie pierścieni spowodowane osadzaniem się pozostałości procesu spalania,

– zniekształcenie cylindrów wskutek zatarcia tłoków,

– wytrącenie z oleju i spalin osadów na trzonkach i gniazdach zaworów,

– skrzywienie zaworów,

– nadpalenie zaworów (na skutek zbyt małego luzu).

Ciśnienie sprężania można zmierzyć we własnym zakresie, jeżeli dysponuje się odpowiednim przyrządem pomiarowym. Do silników benzynowych można go nabyć za niewielkie pieniądze w specjalistycznym sklepie. Volkswagen zaleca specjalny próbnik ciśnienia sprężania V.A.G. 1763 do wszystkich silników (do silników wysokoprężnych jest jeszcze potrzebny adapter 1381/12). Tylko na wskazaniach takiego miernika można się oprzeć. Innymi przyrządami możemy zaledwie zmierzyć różnice pomiędzy poszczególnymi cylindrami. Do przeprowadzenia pomiarów potrzebny będzie także klucz do świec V.A.G. 3122 B i klucz dynamometyczny V.A.G. 1331 do silnika benzynowego oraz klucz przegubowy V.A.G. 3220 do świeć żarowych sinika wysokoprężnego.

Podczas pomiarów jest niezbędna pomoc drugiej osoby, która będzie uruchamiała rozrusznik i poruszała pedałem przyspieszenia (Ty musisz obsługiwać przyrząd pomiarowy). Aby pomiar ciśnienia sprężania był precyzyjny należy się upewnić, że popychacze hydrauliczne działają prawidłowo, a rozrusznik jest sprawny, warsztaty wynajmujące majsterkowiczom stanowiska pracy dysponują przyrządami do pomiaru ciśnienia sprężania, a niekiedy także testerami utraty ciśnienia w cylindrach, które umożliwiają ustalenie przyczyny utraty ciśnienia.

Pojemność skokowa – (2) obejmuje przestrzeń cylindra między GMP (1) a DMP (3) tłoka. Komora spalania (4) to przestrzeń między wgłębieniem w głowicy cylindrów  (5), a denkiem tłoka znajdującego się w położeniu GMP (patrz tłok po prawej stronie)

Silnik czterosuwowy. Tłok wykonuje cztery suwy w jednym cyklu pracy.

Dolot (suw 1.). Tłok porusza się w dół do dolnego martwego położenia (DMP). Otwiera się zawór dolotowy. Mieszanka paliwowo-powietrzna w silniku benzynowym dostaje się do cylindra.

Sprężanie (suw 2.). Tłok porusza się od dolnego martwego położenia (DMP) w kierunku górnego martwego położenia (GMP). Po zamknięciu zaworu dolotowego tłok spręża mieszankę.

Praca (suw 3.). Krótko przed GMP pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej przeskakuje skra. Mieszanka spala się, a rosnące ciśnienie gazów przesuwa tłok w kierunku DMP. Za pośrednictwem korbowodu obraca się wał kordowy.

Wylot (suw 4.). tłok ponownie przesuwa się do góry. Otwiera się zawór wylotowy i spaliny wypływają do układu wylotowego.

Pojemność skokowa. Jest to przestrzeń wewnątrz cylindra, mierzona od położenia DMP do GMP wszystkich tłoków. Nad tłokiem w jego GMP pozostaje jeszcze przestrzeń, zwana komorą spalania, w której znajduje się mieszanka paliwowo-powietrzna. Pojemność skokowa cylindra i komora spalania tworzą wspólnie pojemność całkowita cylindra.

Stopień sprężania. Jest to stosunek pojemności cylindra do pojemności komory spalania. Określa on do jakiej objętości w stosunku do pojemności cylindra zostaje sprężona mieszanka paliwowo-powietrzna. Stopień sprężania silników benzynowych wynosi około 10, a silników  wysokoprężnych około 20.