اختبار ضغط المحرك
Engine Compression Test

مقدمة:
الاحتراق بمحرك الاحتراق الداخلي يتطلب ضغط الشحنة قبل بدأ عملية الاحتراق, ضعف ضغط الشحنة يؤدي إلى احتراق بطيء وقوة دفع ضعيفة للمكبس, حيث يؤدي إلى ضعف أداء المحرك (يراجع باب مشاكل أداء المحرك).

ضعف ضغط الانضغاط قد يكون بسبب أحدى الأسباب التالية, أو بعضاً منها:
1- إعاقة دخول الهواء إلى غرفة الاحتراق (دخول كمية قليلة من الهواء داخل غرفة الاحتراق)
          - منقي الهواء (الفلتر):
                   - انسداد منقي الهواء

- صمام الخانق:
                   - وجود إعاقة تمنع عمل صمام الخانق

          - الصمامات (مشوار فتح قليل):
                   - ضبط خاطئ لخلوص الصمامات (خلوص كبير يؤدي إلى فتحة صمام قليلة)
                   - توقيت صمامات متأخر (مجموعة التوقيت)
                   - تأكل في كامة فتح الصمام
                   - وجود رواسب كربونية على ساق الصمام عند منطقة رأس الصمام
                   - أعوجاج الصمام أو التصاقه في الدليل

2- تسريب للهواء من غرفة الاحتراق أثناء عملية الضغط (تسريب من الصمامات, من حلقات المكبس, من حابك رأس الاسطوانات)

          1, 2- تسريب من الصمامات (عدم حبك الغلق):
                   - عدم ضبط خلوص الصمامات (هروب الشحنة من الصمامات إثناء عملية
                       الضغط)
                   - التصاق الصمامات بإدلتها (عدم رجوع الصمامات إلى وضع الغلق)
                   - وجود رواسب كربونية على قواعد الصمامات (تمنع غلق الصمامات)
                   - ضعف ياي نابض غلق الصمامات, أو وقع التردد الطبيعي للنابض داخل نطاق
                       سرعات عمل الصمام (عدم إحكام الغلق)
                   - احتراق رأس الصمام (عدم إحكام الغلق)
          3- تسريب من حابك رأس الاسطوانات:
                   - قطع في الحابك
                   - عدم شد مسامير ربط الرأس
                   - اعوجاج رأس الاسطوانات
          4- تسريب من بين حلقات المكبس (الشنابر) وجدار الاسطوانة:
                   - ضعف الحلقات
                   - تأكل أو كسر الحلقات
                   - تركيب خاطئ للحلقات
                   - تأكل في جدار الاسطوانة
                   - وجود تسلّخات في جدار الاسطوانة

ولذلك عند أجراء اختبار الضغط للحكم على حالة الحبك بغرفة الاحتراق, يجب إلغاء الاحتمال رقم 1, وذلك عن طريق فتح فتحة الخانق فتحة كاملة, ويجب التأكد من عدم انسداد منقي (فلتر) الهواء.

الحاجة لإجراء الاختبار:
هذا الاختبار ينصح بإجراءه عند الحاجة لمعرفة حالة المحرك قبل قرار أجراء التوضيب (العمرة) أو عند شراء سيارة مستعملة, أو لتحديد مشكلة تدني أداء المحرك.اختبار الضغط طريقة جيدة للحكم على حالة الشنابر (حلقات المكبس), والاسطوانات, والصمامات. نقص ضغط الانضغاط يؤثر على أداء المحرك في جميع السرعات في حالة وجود مشكلة تدني لأداء المحرك عند سرعات معينة فقط, فلن تكون هناك حاجة لإجراء اختبار الضغط.

الجهاز المستخدم:
هذا الاختبار يمكن أجراءه عن طريق الاختبار اليدوي عن طريق جهاز ضغط, أو إليكتروني عن طريق جهاز فحص وتحليل المحرك engine analyzer

قيمة ضغط الانضغاط للمحركات المختلفة:
قيمة مقدار الانضغاط للمحركات تكون في الغالب موصفة بمواصفات المحرك. في حالة عدم توفر تلك المواصفات فيمكن استخدام المعادلة التقريبية التالية لإيجاد قيمة ضغط الانضغاط خلال شوط الانضغاط:

ضغط الانضغاط = (الضغط الجوي × نسبة الانضغاط) + الضغط الجوي + 69 كيلو بسكال

مثال: محرك نسبة انضغاطه 8:1
ضغط الانضغاط = (101.4 كيلوبسكال × 8) + 101.4 + 69 = 981.6 كيلوبسكال

* يمكن استخدام المثال السابق مع الاستعانة باب تحويل وحدات الضغط الموجود بالموقع لتحويل القيم من الوحدات العالمية إلى الوحدات الإنجليزية.

الاختبار اليدوي لضغط الانضغاط :manual test with a compression gage

الجهاز المستخدم:
جهاز لقياس الضغط (يقرأ حتى 200 رطل على البوصة المربعة أو أكثر, بالنسبة لمحركات الديزل يجب أن يقرأ العداد 600 رطل على البوصة المربعة), والجهاز متصل بأنبوب ينتهي بطرف مسنن لتوصيل الأنبوب في فتحة شمعات الإشعال أو فتحات التسخين بمحركات الديزل, الجهاز يكون مجهز بعدة أطراف مختلفة لتناسب جميع المقاسات. والجهاز به صمام أحادي الاتجاه للسماح بتراكم الضغط من كل شوط ضغط لتحديد القيمة القصوى للضغط. وكذلك به وسيلة لتفريغ ضغط الهواء لإعادة القراءة إلى الصفر.

هناك نوعين من اختبار ضغط المحرك, النوع الأول يسمى الاختبار الجاف dry, ويقصد به إجراء اختبار الضغط بدون إضافة قدر من زيت المحرك إلى داخل الاسطوانات عند إجراء الاختبار, والاختبار الثاني يتم أجراءه بعد الاختبار الأول ويسمى الاختبار المبلول wet, ويقصد به إجراء اختبار الضغط بعد إضافة قدر ضئيل من زيت المحرك إلى داخل الاسطوانة عند إجراء الاختبار. وفي العادة يجرى الاختبار المبلول بعد إجراء الاختبار الجاف, وهو مكمل له وليس بديل عنه. الاختبار المبلول يحدد مكان التسريب بالاسطوانات التي بها مشاكل والتي يظهرها الاختبار الجاف.

أ‌-       الاختبار الجاف (dry)

الاحتياطات الواجب توافرها عند أجراء الاختبار:
- التأكد من أن البطارية بحالة شحن جيدة.
- يجب أن يكون المحرك في  درجة حرارة التشغيل (تشغيل المحرك لفترة كافية قبل أجراء الاختبار).
- تبطيل الإشعال وحقن الوقود (يرجع إلى كتيب الصيانة, لمعرفة الطريقة المثلى لهذا الأجراء).
- في حالة السيارات ذات المغذي يجب اتخاذ الحيطة لعدم حدوث حريق, تجنب وجود لهب مكشوف بالقرب من المحرك حيث أنه يتم خروج شحنة من الهواء والوقود من فتحات شمعات الإشعال للاسطوانات التي لا يتم الاختبار بها.

خطوات إجراء الاختبار:
1- فتح صمام الخانق وصمام الخنق فتحة قصوى وتثبيت وضعهما على ذلك.

2- حل جميع شمعات الإشعال (البواجي), يجب التنظيف حول شمعا ت الإشعال حتى لا تسقط أتربة وعوالق داخل المحرك. عند حل الصمام يفضل حل الشمعات ثم إعادة  تركيبها مرة أخرى وتشغيل المحرك حتى يتم حرق الرواسب الكربونية التي قد تكون على سن الشمعات, أو يمكن حل الصمام نصف لفة ثم تشغيل المحرك لمدة 15 ثانية. العوالق والرواسب الكربونية قد تنتهي بتواجدها على قاعدة الصمام مما تؤدي إلى أحكام الغلق وحدوث تسريب يؤدي إلى عدم دقة النتائج. عند حل أسلاك شمعات الإشعال لا تؤديها عن طريق جذب الأسلاك ولكن تحل الأسلاك عن طريق جذب العازل بنهاية السلك, حتى لا يفصل أو يقطع السلك من الداخل.

3- صل جهاز الضغط بفتحة شمعة الإشعال للأسطوانة المراد قياسها, (في سيارات الديزل, يجب إبطال عمل مضخة حقن الوقود, ويركب الجهاز بفتحة شمعة التسخين, أو بفتحة البخاخ).

4- أبدأ اختبار جميع الاسطوانات وقراءة العداد صفر (أجعل قراءة العدد تساوي صفر reset).

5- يتم تشغيل بدأ الإدارة عن طريق وسيلة خارجية. (أو من داخل السيارة بحيث يقوم المساعد الفني بالضغط على بدال البنزين فتحة قصوى ويقوم بتشغيل بدأ الحركة لعدة أشواط ضغط محددة, حوالي من 6 إلى 8 مرات شوط ضغط, حتى تصل قراءة العداد إلى القراءة القصوى). سبب حل جميع شمعات الإشعال للاسطوانة تحت الاختبار والاسطوانات الأخرى, حتى لا يكون هناك حمل على بادئ الحركة, يحتاج بادئ الحركة لتيار عالي للتغلب على كبس باقي الاسطوانات والتي ليست داخله في الاختبار, مع تكرار عدد مرات الاختبار سيؤدي ذلك إلى التفريغ السريع للبطارية وكذلك التأثير على حالة بادئ الحركة.

6- كرر الاختبار لباقي الاسطوانات نفس العدد من المرات من أشواط الضغط. قم بتسجيل القراءات.

تحليل نتائج الاختبار:
هناك العديد من التحاليل المختلفة لنتائج الاختبار, ولكن كقاعدة عامة الضغط 135 رطل على البوصة المربعة أو أكثر تعتبر حالة الاسطوانة ممتازة, وفي حالة أن الضغط 85 رطل على البوصة المربعة أو أقل تعتبر حالة الاسطوانة سيئة.

·       الحالة الجيدة للاسطوانات:
القراءة عالية بجميع الاسطوانات ويكون الاختلاف في حدود 10% بين قراءة الاسطوانات.

·       الحالة المقبولة للاسطوانات:
هو بأن تكون قراءات ضغط الانضغاط في جميع الاسطوانات تقريبا متساوية وأعلى من 135 رطل على البوصة المربعة. اختلاف القراءات للمحركات المتآكلة غير مستغرب, ولكن في حالة أن الاختلاف بين أعلى قراءة واقل قراءة لا تختلف بأكثر من 21 رطل على البوصة المربعة  وأقل قراءة لا تقل عن 100 رطل على البوصة المربعة, فإن حالة المحرك تكون مقبولة.

 

·        الحالة السيئة للاسطوانات:
في حالة وجود اختلاف كبير بين قراءة الاسطوانات فهذا يدل على وجود مشكلة بتلك الاسطوانة, أي تكون قراءة أقل ضغط اسطوانة يقل عن 70% لأعلى ضغط اسطوانة, في حالة ضغط أعلى اسطوانة 150 رطل على البوصة المربعة فإن أقل ضغط للاسطوانة المقبولة لا يجب أن يقل عن 105 رطل على البوصة المربعة.
زيادة الفرق بين الاسطوانات تكون بسبب تأكل أو كسر لحلقات المكبس, أو بسبب صمام محترق أو صمام ملتصق بالدليل أو بالأسباب مجتمعة.

عند أجراء التجربة لجميع الاسطوانات يجب التقييد بعدد محدد من عدد الأشواط لكل أسطوانة (ملاحظة تحرك العداد), ويجب أن تكون سرعة دوران المحرك ثابتة (بطارية بحالة شحن جيد).
الاسطوانات التي بها مشاكل قد تزيد القراءة لكل شوط إنضغاط بمقدار 10 رطل على البوصة المربعة ومع

ملاحظات هامة:
* بعض الاسطوانات التي تعاني من مشكلة بالحلقات المكبس وتتسبب بوجود زيت زائد داخل غرفة الاحتراق قد تعطى قراءة عالية في اختبار الضغط على الرغم من وجود مشاكل بالحلقات وذلك لأن الزيت داخل الاسطوانة قد يعمل كحابك ويزيد القراءة عند إجراء الاختبار الجاف, في هذه الحالة يجب ملاحظة الأعراض الأخرى كظهور دخان بالعادم للتأكد من وجود تلك المشكلة.

* قراءات مقياس الضغط تعتمد على أن الضغط الجوي 14.7 ودرجة الحرارة 59 درجة فهرنهيت عند مستوى سطح البحر. عند الارتفاع عن سطح البحر يكون هناك معامل تصحيح للضغط عن طريق ضرب أقصى قيمة للضغط في معامل تصحيح. تقل قيمة معامل التصحيح مع زيادة الارتفاع كالتالي:

وتكون القراءة المكافئة لقراءة الاسطوانة الصحيحة  135 رطل على البوصة المربعة عند 500 قدم تكافئ 135×0.8617 = 116.33 رطل على البوصة المربعة.

* يمكن استخدام الجدول السابق مع الاستعانة باب تحويل الوحدات الموجود بالموقع لتحويل القيم من الوحدات الإنجليزية إلى الوحدات العالمية.

ب‌-  الاختبار المبلول (wet)

يجرى الاختبار الجاف والمبلول على المحرك ومن تحليل النتائج للاختبارين معا يمكن تحديد مكان العطل بالمحرك.

موانع إجراء الاختبار:
- لا ينصح بأجراء الاختبار المبلول لمحركات الديزل, حيث أن لها نسبة انضغاط عالية وعليه يكون الخلوص المتبقي داخل غرفة الاحتراق صغير, مع إضافة زيت داخل غرفة الاحتراق والاسطوانة قد يؤدي إلى امتلاء الحيز بالزيت ومع زيادة الضغط فإن الزيت لاينضغط وبذلك يؤثر بأجهادات عالية على المكبس وذراع التوصيل ويحمل بادئ الحركة والبطارية.
- في المحركات الافقية, تكون القراءات غير دقيقة حيث لا يحدث توزيع سليم للزيت المضاف داخل الاسطوانة وحول حواف حلقات المكبس.

خطوات أجراء الاختبار:
نفس الخطوات السابقة للاختبار الجاف, ولكن يضاف مقدار ملعقة صغيرة من زيت المحرك داخل الاسطوانة (SAE 30W), زيادة مقدار الزيت عن ذلك قد يؤدي إلى تقليل الخلوص داخل غرفة الاحتراق مما يؤدي إلى زيادة مقدار ضغط الانضغاط وتكون نتائج الاختبار غير دقيقة.
بعد إضافة الزيت, أنتظر لمدة دقيقة من الوقت حتى ينتشر الزيت ويحبك الخلوصات, أو قم بإدارة المحرك في حدود لفتين لضمان جودة توزيع الزيت داخل الاسطوانة قبل البدء في أخذ القراءات.
قم بأخذ بإجراء الاختبار على جميع الاسطوانات (أو قد يقتصر الاختبار على الاسطوانات التي لها قراءات منخفضة بالاختبار الجاف),ودون النتائج.

تحليل النتائج:
نتائج الاسطوانات متدنية الضغط:
- في حالة زيادة الضغط بقيمة ملحوظة, 40 رطل على البوصة المربعة أو أكثر, المشكلة تكمن في حبك حلقات المكبس (الشنابر) وجدران الاسطوانة.
- في حالة عدم زيادة الضغط  أو زيادة بمقدار ضئيل 5 رطل على البوصة المربعة, فإن المشكلة تكمن في الصمامات. أو تكون عدم تقريط مسمار تربيط الرأس أو تلف حابك الرأس (الوجه) أو اعوجاج الرأس.

مراجعة سريعة:
1- أشحن البطارية أو استبدلها في حالة عدم وصل حالة الشحن إلى الشحن الكامل.
2- أبطل الإشعال.
3- أبطل الحقن في المحركات المزودة بحقن الوقود.
4- حل جميع شمعات الإشعال من المحرك.
5- أفتح صمام الخانق على الفتحة الكاملة, وثبته على هذا الوضع
6- أبدأ الاختبار وقراءة عدد الضغط على الصفر, وقم بإدارة المحرك 6 مرات شوط ضغط.
7- اختبار الاسطوانات وقم بتسجيل النتائج.
8- في حالة أن أحدى الاسطوانات تعطي قراءة منخفضة, أضف مقدار قليل من زيت المحرك داخل الاسطوانة (ملعقة شاي) من خلال فتحة شمعة الإشعال, قم بإعادة التجربة وسجل النتيجة.

خلاصة الاختبار:

* الحالة الطبيعية: الضغط يرتفع بسرعة بقيم منتظمة حتى يصل للقيمة المنصوص عليها لكل اسطوانة.
* حالة وجود تسريب من خلال حلقات المكبس (الشنابر): الضغط منخفض في القراءة الأولى. وتزيد قيمة الضغط في الأشواط التالية ولكن لا تصل إلى الحالة المنصوص عليها. وتتحسن القراءة بشكل ملحوظ عند إضافة الزيت وإعادة أجراء الاختبار (الاختبار المبلول).
* حالة تسريب من الصمامات: الضغط منخفض في القراءة الأولى. ولا يرتفع الضغط خلال الأشواط التالية. ولا تتحسن القراءة بعد إضافة الزيت وأجراء الاختبار المبلول.
* حالة وجود ترسبات كربونية على المكبس: الضغط يكون مرتفع داخل تلك الاسطوانة بالمقارنة بالاسطوانات الأخرى.
* حالة تلف حابك رأس الاسطوانات: تكون هناك قراءة منخفضة لاسطوانتين متجاورتين, وإضافة الزيت وإعادة الاختبار (الاختبار المبلول) لا تحسن القراءة.

* يمكن أجراء تحويل من الوحدات  المستخدمة في هذه المقالة إلى أي وحدات أخرى بالرجوع إلى باب تحويل وحدات  بالموقع.

معلومات إضافية:

http://www.linnbenton.edu/auto/perform/compress.html

https://www.otctools.com/products/deluxe-compression-tester-kit

http://support.alldata.com/article/tech-tip/running-compression-tests

http://what-when-how.com/automobile/cylinder-compression-test-automobile/