A motort, mint komplex egységet célszerű vizsgálni, hiszen mit sem ér a hibátlan motorvezérlő rendszer, megfelelő állapotú mechanikus szerkezet nélkül. A kompresszióviszony (másképpen: sűrítési arány) a lökettérfogat + sűrítési térfogat és a sűrítési térfogat hányadosa. A kompresszióvégnyomás-mérőket gyakran helytelenül kompresszióviszony-mérő eszköznek gondolják, de ez nagy tévedés. A kompresszióviszony mértékegység nélküli arányszám, a kompresszió-végnyomás pedig egy érték, mértékegységgel, ami azt mutatja meg, hogy a sűrítési ütem végén mekkora lesz a hengerben a maximális nyomás. Szokásos értéke négyütemű Otto-motornál korábban ritkán volt magasabb, mint 1:10,0 mára ez egyes típusoknál eléri a 1:11,5 körüli értéket.
Működés közben persze nem ekkora az égési végnyomás, a kompressziómérésnél sokkal kisebb értéket mérünk, hiszen nincs égés. A kompresszió végnyomás értéke azt mutatja, hogy az önindító által generált fordulatszámon, teljesen kinyitott fojtószelepnél a hengertérben mekkora nyomás tud kialakulni. Értéke több tényezőtől is függ, ilyen pl. éppen a feljebb érintett kompresszióviszony, ilyen a mérés alatti főtengely fordulatszám (ami megint csak konstrukció, akkumulátor töltöttség és önindító állapot függvénye is). Ami miatt ez az eljárás bevonult a motordiagnosztika eszköztárába, az a motor kopottságának foka és a kompresszió végnyomásának összefüggése.
Elfogadható kompressziós értékek és mérési körülmények
Üzemmeleg szívó benzinmotornál, jó állapotú akkumulátorral a kompresszió végnyomás el kell, hogy érje a 10 bar-t. Ez az érték erősen típusfüggő, a gyárak megadják az elfogadható minimum értékét, ami általában 10 bar körül van, turbó motoroknál esetenként 7-8 bar környékén. A motort lehetőleg meleg állapotában kell mérni, és az indítózás alatt a fojtószelepet - ha van - teljesen nyitva kell tartani. Némely műszeren van elektromos kábel, amellyel indítózhatunk, nem kell segéd, vagy hobbistáknak feleség. Mielőtt elkezdjük a mérést, az összes gyertyát ki kell szedni, hogy ne fékezze a motort a hengerenkénti sűrítés, dízeleknél meg azt a szerkezeti elemet, izzítót vagy porlasztót, ahol mérni fogunk. Nem kell percekig indítózni, általában öt-tíz másodperc bőven elég. Azért se tekertessük percekig, mert az akkumulátor kezd majd letérdelni, és csökken az indítózási fordulatszám. Ekkor a lassabb forgás miatt a résveszteségek nagyobbak lesznek, és kisebb kompressziót mérünk.
Megjegyzés: a szakmán belül is jelentős eltérések mutatkoznak pl. a kompresszió végnyomás elfogadható értékének megítélésében. Kézbe vettem pl. egy közel 20 éve vásárolt sárga fedelű könyvet, mely az akkori Audi 100/200 motorok karbantartásával, javításával foglalkozik. "Az 5 hengereseknél - új állapotban 8-12 barnak, a még megengedhető mértékű kopásnál minimum 6,5 bar-nak kell lennie" - olvasható a kompresszió végnyomással foglalkozó résznél. Bár szerző egyetlen helyen sincs feltüntetve, az ábrák az akkori gyári anyagokból visszaköszönnek, a diagramok Bosch-eredetűek, ezekkel az értékekkel komoly fenntartásaink vannak. Ha új állapotban a /szívó/ motor kompresszió végnyomása 8 bar, az elég nagy baj - szerintünk. Említett kiadvány az egyes hengerek közötti eltérést 3 bar-ig tartja elfogadhatónak, ami megint csak elgondolkoztató adat.
A kompressziómérés módszerei
A kompresszió végnyomás méréséhez több módszer áll a rendelkezésükre. Többféle műszer létezik, benzines és dízel motorhoz más-más készülék kell. A két motorfajta közötti különbséget az okozza, hogy a benzinmotor maximális értéke 12-14 bar között van, míg a dízel akár 32 bar is lehet. A kézi nyomásmérőknek több fajtája van, de az elv azonos. Valahogy tömített módon be kell vezetni a nyomást a mérőbe, ott regisztrálni a maximális értéket, és azt a kezelőnek megmutatni.
Direkt kompressziómérés
A direkt módon történő mérésnél minden hengerből el kell távolítani a gyújtó-, vagy izzítógyertyát, ezek helyére kell egyenként csatlakoztatni a kompresszió mérő órát, melyekből széles ár - és minőségi - határok között választhatunk. A nyomást a mérőbe egy egyszerű csövön át is be lehet vezetni, ilyenkor egy pisztolymarkolat-szerű kialakítást nyomunk a gyertyanyílásba. Dízelmotoroknál szinte csak a becsavarozós módszer létezik. Vagy a porlasztó helyére, vagy az izzítógyertya helyére kell becsavarni a műszer csövét. A műszer csatlakoztatása után kezdődhet a mérés. Az indító motorral forgatni kell a motort, és amikor a mutató már nem tud magasabb nyomásértéket regisztrálni, azt tekintjük a maximális kompresszió-végnyomásnak az adott hengerben.
Ez az egyszerű műszerrel végrehajtható, legelterjedtebb mérés azonban messze nem tökéletes, a kapott eredményt befolyásolja a műszer pontossága, valamint a mérés közbeni fordulatszám. Egy kicsit halványabb akkumulátor, vagy tökéletlen önindító már erősen lerontja az értéket. Vegyük figyelembe: a mélyen a hengerfejben ülő gyertyák miatt a műszerig hosszabb cső vezet. A műszer és a gyertya menete közötti megnövekedett hosszúságú csőben a levegő összenyomható, ez a mérés pontatlanságát fokozza (kisebb kompresszió végnyomás értéket fog mutatni a műszer).
A regisztrálás történhet simán mechanikusan, ekkor a mutató nem mozdul el a maximális értékről, csak ha kinullázzuk. A másik egyszerű módszer az írótűs mutató, ekkor a mutató csíkot húz a maximális elmozdulásáig egy lapra. Így a több henger szépen össze is hasonlítható egy pillantás alatt.
Relatív kompressziómérés
Az ún. relatív kompressziómérés az előzőekben taglaltakhoz képest egy indirektebb, pontatlanabb mérési módszer, azonban bizonyos hibák esetén célravezetőbb lehet ezt használni. Lényege, hogy egy digitális oszcilloszkóp az e célra fejlesztett szoftver segítségével az indítózási folyamat során rögzíti az egyes hengerekhez tartozó indítózási áram-, ill. feszültségértékeket. Amelyik hengerben relatíve kisebb a sűrítési végnyomás a többihez képest, az önindítónak az adott hengerhez tartozó sűrítési ütemben mért áramfelvétele kisebb. A relatív kompresszióméréshez tehát csupán az akkumulátor kapcsaihoz kell hozzáférnünk, és "műhiba" előidézésével lehetetlenné kell tennünk a motor beindulását.
A C jelű oszlopdiagramok az egyes hengerek mechanikai állapotát tükrözik, az ábra felső részén opcionálisan megjeleníthetőek az oszcilloszkópra csatlakoztatott csatornák jelei. Esetünkben A-val a felvett áramot jelöltük, B-vel az akkumulátor kapocsfeszültség alakulását. Egyértelmű hátránya a relatív kompressziómérésnek, hogy a sűrítési nyomás abszolút értékéről nincsenek információink, illetve arról sincs közvetlen információnk, hogy melyik oszlop melyik hengerhez tartozik. Ami miatt mégis kedveljük, az az időszakos hibák felderítése során nyújtott előnye a direkt méréshez képest. Előfordul, hogy pl. időszakosan nem megfelelően működő hidrotőke, vagy sporadikusan megszoruló szelepek okoznak problémát. Ezt az időigényes direkt méréssel nem tudjuk feltétlenül kiszűrni, a relatív kompressziómérés viszont a hiba fellépése után akár másodpercekkel lebonyolítható.
Dinamikus kompressziómérés
Alkalmazható még kompresszió mérésére az ún. "dinamikus" módszer. Ebben az esetben egy elektronikus nyomásszenzort csatlakoztatunk a kivett gyertya helyére, és akár menet közben figyelhetjük, hogy az adott hengerben milyen sűrítési viszonyok uralkodnak. Ez az eljárás csak egy henger megfigyelésére alkalmas, és a többi módszerrel ellentétben itt a motor (egy henger kivételével) jár, nem az önindító forgatja. Mikor előnyös? Akkor, amikor tényleg ritkán, de előfordul egy adott hengerben égéskimaradás, és meg akarunk győződni arról, hogy annak mechanikai oka van-e. Hátránya viszont, hogy nem minden esetben alkalmazható.
Az eredmények értelmezése és a hibakeresés
Ha megvan az eredmény, nézzük kritikusan. Ez egy egyszerű mérés, amely inkább összehasonlító jellegű, mint konkrét eredményt adó. Ha egy benzinesnél mind a négy hengerben kilenc bar nyomást regisztrál a műszer, akár elégedettek is lehetünk. Ha az egyik henger lényegesen eltér, mondjuk nem kilenc, hanem hat bar a végnyomás, kipróbálhatunk egy trükköt. Ebbe a hengerbe motorolajat fecskendezünk, nagyjából 5-10 millilitert, majd ismét megmérjük.
Hibafeltárás olaj hozzáadásával
- Ha az értékünk jelentősen növekedett, valószínűleg a dugattyúgyűrűk kopottak, vagy a gyűrűhézag nagy.
- Ha semmit nem változott, akkor vagy kevés a benyomott olaj, vagy a szelepek egyike nem zár jól, esetleg a hengerfej tömítés sérült (ilyenkor következik a fonendoszkópos vizsgálat).
Ha egy megpiszkált, csökkentett kompresszió terű (azaz: megnövelt kompresszió viszonyú), viszont erősen kopott motort vizsgálunk, előfordulhat, hogy olyan értékeket kapunk, amire a gép tulajdonosa elégedetten csettint, jóllehet a motorra már igencsak ráférne egy rendesebb javítás. A kompresszió mérés tehát alkalmas módszer a motor hengerei mechanikus állapotának összehasonlítására, a mért érték pontossága viszont - a leírtak következtében - nem kielégítő.
Gyakori hibák és jeleik
- Dugattyúgyűrű és hengerfalkopás: Ha a mért eredmény jóval magasabb az olaj hozzáadása után, mint előtte, akkor feltehetően dugattyúgyűrű, ill. hengerfalkopás a gyenge eredmény oka. Erről a motor megbontása után bizonyosságot kapunk: a nagy dugattyúhézagot egyértelműen jelzik a dugattyú palástján látható fekete vagy barna mezők.
- Szelep sérülés: A kompresszióvesztés egy másik oka: az egyik kipufogószelep sérült. Hogy pontosabbak legyünk: a nagy hőterhelés miatt megrepedezett, két repedés között kiesett egy néhány milliméteres darab. Sportosan vezető tulajdonos, kihegyezett turbófeltöltéses motor... Vezérműszíj szakadás következménye: a dugattyú eldeformálta a szelepeket. Nincs értékelhető kompresszió ebben a hengerben.
- Hengerfejtömítés átégése: Ha két, egymás melletti hengerben a többitől jelentősen alacsonyabb értékű kompresszió végnyomás mérhető, jó esély van arra, hogy a hengerfejtömítés a két henger között átégett. Ilyenkor a két henger "összedolgozik".
- Megolvadt dugattyútető: Megolvadt dugattyútető, berágódási nyomok a dugattyúpalást "terhelt" oldalán, a nagy hőterheléstől elszíneződött dugattyúcsapszeg. A hajtórúdszem alacsonyabb hőmérséklete valamelyest meg tudta védeni a túlzott hőterheléstől a dugattyúcsapszeget, középütt nem látható elszíneződés. Az átgondolatlan tuning ezt az eredményt hozta.
A motor kopásának vizsgálata
Mértünk már 180000 km futás után BMW 525-ön 4-6% veszteséget - ami igen jó érték - de nemritkán 100.000 alatti km teljesítménynél 30-40 % veszteséget is, ami viszont szerelőért kiált. Ez a módszer - már csak pontossága okán is - prioritást élvez. A henger és dugattyú közötti, szokásos gyári beszerelési hézag a 70-80 mm névleges átmérőjű kategóriában 0,04-0,06 mm, de találunk akár 0,02 mm körüli értékeket is. Ez a dugattyúpaláston, a dugattyúcsapszeg tengelyére merőlegesen mért legnagyobb dugattyúátmérő és a hengerfurat közötti illesztési hézag. Vegyük figyelembe: a dugattyúpalást enyhén hordó alakú, valamint átmérője csapirányban kissé csökken, ovális. Az ovalitás mértéke dugattyúnagyság és konstrukció függvénye, a fenti dugattyúnál a tűzgátnál mérve 0,07 mm, a hordósság értéke: 0,15 mm. Ezért indokolt a "legnagyobb dugattyúátmérő" megfogalmazás, ez az érték mm-ben a dugattyútetőbe - általában - be van ütve.
A használat során, természetes kopásként a gyári beszerelési hézag ismert módon nő: a szakmában közzétett egyes állásfoglalások szerint ennek átlagos értéke normál használat és megfelelő karbantartás mellett 10.000 km-ként 0,01 mm-rel. Erre persze a gyakorlat néha rácáfol: találkoztunk már az itt szereplő értéknél jóval kisebb, szinte hihetetlenül alacsony értékű kopással is, de sajnos a vártnál nagyobb kopás is előfordul. Típusfüggő az is, hogy a hengerfal, vagy a dugattyúpalást kopása jelentősebb. A hengerfal ráadásul nem egyenletesen kopik, részben ovális lesz (a "terhelt oldal" kopása intenzívebb) másrészt az alsó és felső holtpont közötti szakasz kopása sem egyenletes. A dugattyúgyűrűk a különböző mértékben kopott helyeken különböző mértékben képesek a tömítést megvalósítani az égéstér és forgattyúsház között úgy, hogy a levegő és az égéstermékek átáramlását megakadályozzák. Ez az oka annak, hogy különböző dugattyúhelyzetekben szeretnénk a nyomásveszteség értékéről pontos képet kapni.
Ezek fontos információk lehetnek, a motor megbontása nélkül kapunk jól használható adatot annak kopottságáról - sajnos nem beleértve a fekvő - illetve hajtórúd csapágyakat. A motorok kopása - tesztek által bizonyított, ismert módon - legnagyobb mértékben az üzemeltetés körülményeitől függ. Ha a hengerfejet levettük, a hengerfal-dugattyúpalást közötti kopás közelítő értékéről némi információt kaphatunk egyszerű hézagmérővel is. Ezt csak pontatlan, tájékoztató értékként szabad kezelnünk, részben a dugattyú tűzgát részén lévő lerakódások, másrészt a hézagmérő nem íves kialakítása miatt, a valós hézag valamivel nagyobb, mint amit így tudunk mérni. (Jelen esetben a bő 0,45 mm-es csapszegirányú(!) hézag már elég sokat mond a Fiat motor állapotáról, ami a veszteségmérés értékéből már akár borítékolható lett volna.)
Tévhitek a motor állapotával kapcsolatban
Sok esetben a megrendelő szinte el sem hiszi a fokozott motorkopást mutató értékeket, mondván hogy a motor jól húz, és az olajat sem fogyasztja. Egy kopott motort is jól ki lehet húzatni. Magas fordulatszámon két hasznos ütem között igen rövid idő telik el, ezalatt a keveréknek csak kis hányada tud megszökni. Az olajfogyasztás is csalóka dolog. A kopott gyűrűk mellett az olajteknőbe kerülhet - nemkívánatos módon - a befecskendezett-beporlasztott benzin egy kis része. A motorolaj így természetesen felhígul, de a mennyisége a természetes olajfogyás ellenére még akár még nőhet is, ami megtévesztő lehet.
Szelepülék megmunkálás és tömítettség ellenőrzése
A szelepülék és a szelep finom megmunkálása precíziós szerszámmal. Az általános gyakorlat szerint ma már ezt követően nemigen bajlódnak szelepcsiszolással. Mi nem ezt a gyakorlatot követjük: minden esetben csiszolóporral, kézzel is összecsiszoljuk a szelepet a hengerfejjel. A hengerfej összeszerelése utáni próba: a teljesen feltöltött kompresszió térből 15 perc után is csak annyi benzin hiányozhat, amennyi elpárolgott.