Onderwerpen:
- Compressie-einddruk
- Compressie meten
- Cilinderlektest
- Relatieve compressietest met de oscilloscoop
Compressie-einddruk:
Tijdens de compressieslag zijn de inlaat- en uitlaatklep gesloten en beweegt de zuiger omhoog. De aanwezige lucht (of het lucht-/brandstofmengsel) wordt daardoor samengeperst. Zodra de zuiger het BDP (bovenste dode punt) bereikt heeft, wordt de maximale compressiedruk bereikt. Dit wordt de compressie-einddruk genoemd. Zodra de brandstof bij de aanwezige lucht toegevoerd wordt, zal de bougie vonken om het mengsel te ontsteken. Door de verbranding wordt de zuiger omlaag gedrukt en draait de krukas rond.
De compressie-einddruk is o.a. afhankelijk van de compressieverhouding.
Compressie meten:
Bij een te lage compressie-einddruk zal niet de maximaal haalbare energie uit de brandstof gehaald kunnen worden. Er treedt dus o.a. vermogensverlies op. Als de compressie-einddruk van slechts een cilinder te laag is, zal de motor gaan schudden en trillen, en wordt er in de meeste gevallen een storing m.b.t. cilinderoverslag opgeslagen.
Door middel van het meten van de compressie kan de compressie-einddruk van de motor inzichtelijk worden gemaakt. Een zelfregistrerende compressiemeter registreert de opgebouwde druk in de cilinder. De technicus bepaalt aan de hand van deze druk of de compressie-einddruk in orde is.
Stappenplan om de compressie te meten:
1. Zorg dat de motor op bedrijfstemperatuur is. De motoronderdelen zijn door de warmte uitgezet, zodat de waarden die gemeten worden realistisch zijn.
2. Demonteer de bougies.
3. Schakel, indien mogelijk, de brandstoftoevoer af door de stekkers van de injectoren te demonteren. De injectoren worden tijdens het starten niet aangestuurd, dus er komt geen onverbrande benzine in motor terecht.
4. Steek de compressiemeter in het bougiegat. Het rubberen uiteinde van de compressiemeter zorgt voor de afdichting tussen de meter en de cilinderkop.
5. Laat iemand anders de motor starten en het gaspedaal volledig ingedrukt houden. De gasklep opent daarbij maximaal, zodat de aangezogen lucht niet gesmoord wordt.
6. Druk tijdens het starten van de motor de compressiemeter goed tegen de cilinderkop aan. Sissende geluiden geven aan dat er lucht langs de compressiemeter weg lekt. De waarde op de compressiemeter blijft daardoor te laag.
7. Nadat de naald van de compressiemeter niet meer verder naar rechts beweegt, kan er gestopt worden met starten. Vaak is tussen de 3 en 5 seconden starten voldoende voor een goede meting.
Herhaal stap 4 t/m 7 voor elke cilinder. Bij het meten van een andere cilinder, moet er wel voor gezorgd worden dat de meting op een ander deel van het kaartje gedaan wordt. Klik daarvoor de knop op de compressiemeter in. Het kaartje wordt naar boven geschoven. Hieronder staan een aantal situaties weergeven die in de praktijk voorkomen:
De compressie-einddruk van alle vier de cilinder is hoog genoeg en er wijkt geen cilinder af. De meting geeft aan dat de compressie-einddruk van de motor goed is.
Bij cilinder 3 is de druk lager dan bij de andere cilinders. In cilinder 3 wordt onvoldoende druk opgebouwd. Dit geeft aan dat er een probleem is. Dit kan o.a. een probleem met de afdichting van een of meerdere kleppen, of een probleem met de zuigerveren zijn.
Bij een afwijking bij twee naast elkaar liggende cilinders geeft aan dat er waarschijnlijk sprake is van een scheur in de koppakking of de cilinderkop tussen de twee cilinders in. Bij de compressieslag van cilinder 2 lekt de lucht weg naar cilinder 3 en andersom.
Als de compressie-einddruk van alle cilinders te laag is, kan dat meerdere oorzaken hebben. Dit kunnen o.a. versleten of vastzittende zuigerveren zijn.
Met de compressiemeting kan bepaald worden dat de compressie-einddruk niet in orde is. Het is hiermee niet mogelijk om te bepalen waardoor dat veroorzaakt wordt. Mogelijkheden om een verdere diagnose te stellen zijn o.a:
- Een beetje motorolie in het bougiegat gieten (niet te veel!). Bij versleten compressieveren zal de olie tijdelijk voor betere afdichting zorgen. Een tweede meting zal daardoor beter, of zelfs in orde zijn.
- Het demonteren van motoronderdelen voor een visuele inspectie.
- Het uitvoeren van een cilinderlektest.
Cilinderlektest:
Met een cilinderlektest kan de oorzaak van het compressieverlies worden opgespoord. Met een cilinderlektest wordt er met behulp van perslucht druk in de cilinderruimte gezet. Op de lektester is een manometer aangesloten die de lekkage in procenten aangeeft. Op het moment dat er een lekkage aanwezig is, zal de manometer een waarde groter dan 0% aangeven. Blijft de luchtdruk in de verbrandingsruimte constant, dan geeft de meter 0% aan. Let er bij deze meting wel op dat de kleppen gesloten zijn; voer de meting dus uit in de situatie waarbij de zuiger in het BDP staat en met de compressieslag bezig is. Wanneer de zuiger bijna bovenin staat, maar met de uitlaat- of de inlaatslag bezig is, dan staat de klep vaak al een beetje open i.v.m. klepoverlap. Er zal dan lekkage langs de klep zijn, maar dat is geen defect maar een eigenschap. Demonteer eventueel het kleppendeksel om te zien of de nokken van de nokkenas naar boven zijn gericht.
Stappenplan voor de cilinderlektest:
- Zorg dat de motor op bedrijfstemperatuur is. De motoronderdelen zijn door de warmte uitgezet, zodat de waarden die gemeten worden realistisch zijn.
- Zet de zuiger van de cilinder die gemeten wordt in het BDP. Zorg ervoor dat de motor met de compressieslag bezig is, zodat de kleppen gesloten zijn.
- Trek de handrem aan en zet de auto in zijn versnelling. Dat voorkomt dat de luchtdruk de zuiger omlaag drukt. De auto mag dus niet op de brug staan.
- Zet de perslucht op de cilinder.
- Lees de meter af.
Als de meter 0% aangeeft, is er geen lekkage aanwezig. Sluit de lektester op de volgende cilinder aan. Geeft de meter wel een waarde aan, dan is er wel lekkage aanwezig. Omdat er perslucht op de cilinder staat, lekt de lucht ergens weg. Enkele mogelijkheden zijn:
- Blazend geluid in inlaatbuis van het luchtfilter: inlaatklep lekt
- Blazend geluid in uitlaat: uitlaatklep lekt.
- Blazend geluid na demontage olievuldop: luchtlekkage naar de carterpan; dit kan komen door een defecte koppakking of door versleten zuigerveren.
- Blazend geluid bij cilinder 3 terwijl er luchtdruk op cilinder 2 staat; de koppakking tussen cilinder 2 en 3 is gescheurd.
- Luchtbellen in koelsysteem: koppakking of cilinderkop gescheurd.
Relatieve compressietest met de oscilloscoop:
De compressietest kan ook met de oscilloscoop grafisch worden weergeven. Er hoeven dan geen motoronderdelen (zoals bougies) gedemonteerd te worden. De compressiemeting wordt aan de hand van de stroomsterkte van de startmotor gemeten. De meting wordt uitgevoerd tijdens het starten van de motor, dus er moet wel voor gezorgd worden dat de motor niet aanslaat. Door de stekkers van de injectoren te demonteren zal er geen brandstof ingespoten worden, dus zal de motor niet aanslaan. Let er op dat niet alleen de ontsteking wordt uitgeschakeld! Wanneer van een benzinemotor namelijk alleen de bobines los worden gekoppeld, blijft de motor brandstof inspuiten en zal de brandstof rechtstreeks in de uitlaat terecht komen.
Dit scoopbeeld is van een relatieve compressietest die uitgevoerd is aan een driecilinder motor.
De stroomsterkte is ten opzichte van de tijd weergeven. De meting is uitgevoerd door de stroomtang aan massakabel van de carrosserie naar de accu aan te sluiten en daarbij de stroomsterkte te meten die ontstaat tijdens het starten. Elke compressieslag zorgt ervoor dat de startmotor “meer moeite” moet doen om rond te draaien. Tijdens de compressieslag zal de startmotor dus meer stroom nodig hebben om rond te gaan. Dat is te zien in de pieken van het scoopbeeld. Wanneer er geen afwijking te zien is in de pieken, dan is de uitslag van de relatieve compressietest voldoende.
Het getoonde scoopbeeld is van een driecilinder motor waarbij een cilinder geen compressie heeft. Ten opzichte van het bovenstaande scoopbeeld is te zien dat er één piek niet wordt afgebeeld. Het beeld geeft compressieverlies weer. Er is een piek hoog (cilinder 3), een piek laag (cilinder 2) en een piek tussen hoog en laag in (cilinder 1). De laagste piek (van cilinder 2) geeft aan dat deze cilinder een te lage compressie-einddruk heeft. De startmotor hoeft bij die compressieslag minder moeite te doen om de krukas te verdraaien. De middelhoge piek ontstaat ook door die cilinder waarbij compressieverlies aanwezig is, maar het hoeft niet zo te zijn dat bij deze cilinder ook compressieverlies aanwezig is. Dit wordt hieronder aan de hand van de tekening verklaard:
Omdat de ontstekingsvolgorde van cilinder 2 en 1 elkaar opvolgen (ontstekingsvolgorde 1-3-2) heeft het compressieverlies op cilinder 2 ook invloed op het scoopbeeld van cilinder 1. Tijdens het omhoog bewegen van de zuiger van cilinder 2 (en de startmotor vanwege het compressieverlies minder moeite hoeft te doen), begint ook de zuiger van cilinder 1 omhoog te bewegen.
Zonder compressieverlies zal tijdens elke compressieslag de krukasrotatiesnelheid lager worden. Echter, omdat de rotatiesnelheid bij cilinder 2 niet zo ver is gedaald, heeft dat ook invloed op de krukasrotatiesnelheid van cilinder 1.
Met de bovenstaande scoopbeelden kan worden gezien of de motor in een goede conditie is. Als alle pieken even hoog zijn, is de relatieve compressietest in orde. In het geval van een afwijking, kan er met deze scoopbeelden niet worden bepaald welke cilinder de oorzaak is. Om dit te kunnen bepalen, kan met kanaal B een ontstekingsmeting uitgevoerd worden. Dit kanaal kan in hetzelfde scherm weergeven worden. Het scoopbeeld van de ontsteking zal zich boven de lijn van de compressiemeting bevinden, waarmee de juiste cilinder geïdentificeerd kan worden.