Как определить что прогорел клапан в двигателе
Почему прогорают клапана?
Прогар клапана – естественное последствие неправильного горения топливовоздушной смеси в цилиндре либо нарушения теплового зазора. Давайте рассмотрим, почему может прогореть клапан на дизельном или бензиновом двигателе и уделим внимание проблеме регулировки теплового зазора и детонационного сгорания.
Признаки прогара клапана
В случае прогорания в цилиндре на такте сжатия не развивается достаточное давление, так как часть топливно — воздушной смеси (ТПВС) просачивается через клапан. Поэтому сгорание в таком цилиндре происходит неправильно либо отсутствует полностью, что естественным образом отображается на работе двигателя.
Симптомы прогара клапана:
В автомобилях с функцией самодиагностики на приборной панели загорится сигнальная лампа Check Engine. Считав диагностическим прибором неисправности, вы, скорее всего, увидите ошибки по пропускам зажигания, бедной/богатой смеси. Первый тип ошибки регистрируется вследствие неравномерности вращения коленчатого вала, возникающей при неисправности в каком-либо из цилиндров. Второй связан с неправильным горением в неработающем цилиндре, вследствие чего часть ТПВС летит в выхлопной тракт, сбивая с толку кислородный датчик (лямбда-зонд).
После выявления кода неисправности по конкретному цилиндру можно смело выкручивать свечу для замера компрессии. Если же ошибок нет, придется прибегнуть к более искусным методам диагностики.
Как определить неработающий цилиндр?
Суть простейшей проверки сводится к последовательному отключению цилиндров. Имитируя неисправность, мы наблюдаем за изменениями в работе двигателя. После отключения котла, в котором прогорел клапан, изменения в работе будут минимальные. Какими способами это лучше всего сделать?
Видео: Почему горят клапана
Проверка компрессии
Определив неработающий цилиндр, мы должны проверить цилиндр на герметичность. Для этого есть несколько способов:
Во время прокрутки двигателя стартером дроссельная заслонка должна быть полностью открыта, подача топлива во все цилиндры отключена, а аккумулятор полностью заряжен.
Прогорел клапан или проблемы с поршневой?
Прогоревший клапан – далеко не единственная причина снижения компрессии в цилиндре. Поэтому следующие шаги помогут нам понять, прогорел клапан либо это проблемы с поршневой системой.
Самый примитивный тест – залить в «подсевший» цилиндр несколько кубиков моторного масла, после чего повторить замер. Если компрессия возросла, значит, причина не в прогоревшем клапане, а в цилиндро — поршневой группе (ЦПГ).
Вытащите щуп и посмотрите на количество газов, вырывающееся из отверстия. Если двигатель сильно сапунит, причина в поршневой. Если же система вентиляции картерных газов справляется со своей задачей, прогорело седло клапана или же сам клапан. В более продвинутом варианте диагностики специальным прибором измеряется объем картерных газов.
Чтобы определить прогар клапана, а не поршня, осмотрите цилиндр с помощью эндоскопа. Заглянув внутрь двигателя, вы увидите прогоревший клапан. Если поршень остановился вверху и нет возможности развернуть камеру, чтобы посмотреть вверх, слегка покрутите мотор стартером либо ключом за шкив коленчатого вала.
Почему выпускные клапаны горят чаще?
На бензиновых двигателях с впрыском в коллектор впускные клапаны омываются бензином и воздухом, что значительно снижает их температуру. Поэтому чаще всего прогорают именно выпускные клапаны. Проблемы с впускными случаются из-за неправильной регулировки зазора, вследствие чего тарелка неплотно прижимается к седлу. Из-за этого ухудшается теплоотвод, что и становится причиной неисправности.
Процесс горения смеси исправного двигателя
Чтобы лучше понять причины прогара клапанов, необходимо знать основы процессов газообмена в двигателе и их последовательность.
Фазы перекрытия клапанов и инерционное наполнение упущены намерено, так как существенно не влияют на рассмотрение вопроса прогара клапанов.
Основные причины прогара клапанов
1. Детонация
Детонация – процесс неправильного горения ТПВС, при котором возникает ударная волна, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью. Детонационное сгорание – одна из главных причин прогара поршней и клапанов.
Причины детонации:
2. Нарушение теплового зазора
Если тепловой зазор в клапанном приводе слишком мал, клапан неплотно прилегает к седлу, из-за чего нарушается отвод тепла. Из-за постоянного перегрева в головке клапана появляются трещины, а наиболее теплонагруженные частицы и вовсе откалываются.
Неправильная регулировка выпускных клапанов также может стать одной из причин детонации, так как при высокой температуре появляется риск предпламенных реакций.
3. Влияние позднего и раннего зажигания
При несвоевременном начале горения ТПВС клапана переживают повышенные термохимические нагрузки. Так, при раннем зажигании смесь поджигается раньше расчетного времени приближения поршня к ВМТ. Поэтому пик давления в цилиндре нарастает ранее идеальных 10-15º после ВМТ. Поршень, клапаны и стенки камеры сгорания при этом переживают чрезмерные термические и ударные нагрузки.
Слишком позднее зажигание приводит к тому, что смесь еще активно догорает, когда выпускные клапаны начинают открываться. Опять-таки повышенные термические нагрузки приводят к прогару выпускных клапанов.
Прогар клапана на дизельном моторе
Признаки прогара клапана на дизеле схожи с бензиновым двигателем. Но среди причин лидирует неисправность форсунок. Из-за переливающих форсунок повышается температура в камере сгорания, увеличивается время горения смеси.
Понятие детонации в дизельном двигателе отсутствует. Но при раннем впрыске возникает не менее опасное жесткое сгорание, когда давление в камере сгорания развивается раньше расчетного. Стенки камеры сгорания в такие моменты переживают повышенные ударные и тепловые нагрузки.
Как понять, что прогорел клапан: причины, признаки и последствия
Клапаны газораспределительного механизма автомобильных двигателей используются на четырёхтактных моторах и расположены в головке блока. Через них происходит впуск рабочей смеси и сброс отработанных газов. Тарелки клапанов имеют конические фаски и плотно притёрты к гнёздам, что проверяется на утечки при сборке мотора. Малейшая негерметичность ведёт к пропуску газов и потере компрессии.
Как определить прогар клапана
Прогорают обычно выпускные клапаны, которые в открытом состоянии омываются потоком раскалённых отработавших газов, нагреваясь до потери прочности и быстрого окисления жаропрочной стали их тарелок. В запущенных случаях это сопровождается ещё и трещинами в металле.
Впускные разрушаются редко, поскольку количество проходящих выхлопных газов здесь намного меньше по объёму, к тому же через них проходит относительно холодный поток свежей смеси (воздуха) в дизельных двигателях и бензомоторах с непосредственным впрыском топлива. Это хорошо охлаждает тарелки в дополнение к отводу тепла через гнездо.
С точки зрения симптомов, появляющихся после прогара, особой разницы, какой именно клапан прогорел, нет. Компрессия, то есть способность цилиндра сжимать смесь перед воспламенением, пропадёт или уменьшится в любом случае.
Симптомы
Поскольку клапаны редко прогорают одновременно во всех цилиндрах, то первым признаком станет «троение» мотора. Этот термин возник по причине преобладающей доли четырёхцилиндровых моторов, когда при отказе одного двигатель работает на трёх оставшихся. Так стали называть любое прекращение воспламенения в цилиндре, независимо от их общего количества.
Компрессия, если она не пропала полностью, особенно важна на малых оборотах и при запуске. В этих режимах прогоревший клапан себя и проявит в первую очередь. Снятие свечи покажет почернение изолятора, возможен запах бензина, если ЭБУ двигателя ещё не отключил соответствующую форсунку.
Сводный перечень симптомов носит достаточно типовой характер:
Именно замер компрессии даст сигнал к переборке мотора. Следует отличать проблемы с поршневыми кольцами от прогоревшего клапана.
Обычно проводится дополнительная проверка путём вливания примерно 5 мл моторного масла через свечное отверстие. Если компрессия вырастает – виноваты кольца (так называемая масляная компрессия), если нет – газы уходят через клапаны или пробитую прокладку, но всё равно головку придётся снимать, после чего всё станет ясно и наглядно.
Прогар клапана прекрасно видно по состоянию его фасок.
Почему прогорают клапана двигателя (основные причины)
В обычном режиме клапан некоторое время находится в гнезде, будучи плотно прижат к ответной фаске клапанной пружиной. При этом он интенсивно охлаждается через контакт фаски с металлом гнезда. Перепад температур здесь велик, поэтому теплообмен идёт быстро.
Двигатель рассчитывается очень точно, поэтому любая из причин повышения температуры тарелки клапана нарушит баланс отвода тепла, и средняя температура начнёт расти. Металл потеряет свои свойства, начнётся быстрое окисление и прогар.
Детонация
Детонация возникает при активации аномального горения распространяющимся фронтом пламени. Способствуют этому многие причины:
При детонации энергия больше расходуется на ударные разрушения деталей и локальные перегревы, что относится и к клапанам. Вопрос лишь в том, какая деталь разрушится раньше, после чего двигатель остановится.
Нарушение теплового зазора
Клапаны, особенно выпускные, нагреваются при работе сильнее, чем металл хорошо охлаждаемой головки блока. Поэтому геометрическое увеличение их размеров за счёт теплового расширения требует компенсации.
В конструкциях мотора с нежелательным удлинением стержня клапана борются двумя способами – созданием тепловых зазором между кулачком распределительного вала и толкателем, а также применением различных гидрокомпенсаторов.
Тепловые зазоры требуют периодических регулировок имеющимися болтами или подбором толщины толкателей. Если эта операция долго не проводилась, то за счёт износа рабочих фасок тарелок и гнёзд зазоры уменьшаются, клапан всё больше времени проводит в отрыве от металла гнезда, куда он должен сбрасывать тепло.
Температура клапана растёт, он ещё больше удлиняется. На каком-то этапе фаски перестают соприкасаться, тарелки перегреваются и прогорают. Компрессия пропадает.
Влияние позднего и раннего зажигания
На прогар могут повлиять отклонения момента зажигания от оптимального в обе стороны.
При позднем зажигании смесь не успевает сгорать, растёт температура газов на выхлопе. Эти газы, продолжая выделять тепло, обтекают тарелку клапана, повышая его температуру.
Раннее зажигание способствует детонационному горению, результат будет тем же, хотя физика явления иная, поэтому в двигателе имеется система отслеживания детонации, постоянно поддерживающая полное сгорание смеси в нормальном режиме, регулируя момент подачи искры.
Одновременно корректируется и состав топливной смеси, соответствующие карты зашиты в программном обеспечении ЭБУ.
Причины горения клапанов на бензиновом ДВС
Основная причина здесь – отклонение горения смеси от оптимального режима. Медленно горят как слишком бедная, так и богатая смеси. В любом случае будет наблюдаться рост температуры тарелки клапана со всеми вытекающими последствиями.
При бедной смеси ситуация усугубляется наличием избыточного кислорода, что создаст тот же эффект, что и при кислородной резке металлов.
Перегревать тарелку будет и слишком хороший бензин, то есть с октановым числом выше, чем то, на которое рассчитан двигатель.
Высокоооктановый бензин также сгорает медленнее, перегревая детали выпускной системы. Это хорошо известно владельцам старых автомобилей, рассчитанных на бензины, которых уже давно нет в продаже. Приходится повышать их степень сжатия, чтобы не допускать перегревов.
Почему начинают прогорать клапана после установки ГБО
Газ имеет очень высокое октановое число, на которое моторы не рассчитаны. Даже если правильно отрегулировать смесь, температура выпускных клапанов будет выше, чем при эксплуатации на штатном бензине. Отсюда повышенный износ сёдел и необходимость в частой регулировке тепловых зазоров.
Если эту операцию пропустить, то клапан «зависнет», то есть перестанет закрываться и быстро прогорит. Но даже если имеются гидрокомпенсаторы, то при работе в условиях постоянного перегрева искажается правильная геометрия рабочих фасок. Ухудшается охлаждение, а запаса по температурной стойкости уже нет.
Часто ГБО оказывается недостаточно точно отрегулировано. Стремясь к экономии, смесь переобедняют, она очень медленно горит, температура растёт, мощность падает.
Вместе с необходимостью увеличивать тепловые зазоры этот фактор надо учитывать при установке ГБО на не предназначенные к тому моторы.
Прогар клапана на дизельном моторе
Принципиальной разницы в причинах прогара между дизелями и бензиновыми моторами нет, отличия сводятся к особенностям неисправностей топливной аппаратуры. У дизелей старой и новой школ она организована разными способами.
Общими являются только проблемы с форсунками, которые могут вызывать отклонения в количестве цикловой подачи за счёт перелива или наоборот, малой производительности.
Особенностью старых моторов могут быть нарушения в работе механических автоматов опережения впрыска, играющего примерно ту же роль, что и опережение зажигания в бензомоторах. У современных дизелей это отслеживается куда точнее и надёжнее. Но при этом наиболее эффективные моторы на тяжёлом топливе очень критичны к составу смеси из-за использования турбонаддува.
Возможна излишне жёсткая работа, изменяющая тепловой режим и подвергающая камеры сгорания нештатным ударным нагрузкам.
Последствия
Начавший пропускать газ клапан будет постепенно разрушаться. Это может привести к поломкам прочих деталей, стенок цилиндра, поршня, колец. Несгоревший бензин приведёт к порче катализатора, а попав в масло, сильно поменяет его свойства, что может вывести из строя вкладыши и коленвал.
Двигатель будет вибрировать, разрушая навесную арматуру и крепления силового агрегата. Мощность упадёт, расход вырастет.
Можно ли ездить
Ездить с потерей компрессии крайне нежелательно. Своевременный ремонт минимизирует последствия, сохранив двигатель в целом.
Все его детали и системы прочно связаны в процессе работы, нарушение этого баланса приведёт к лавинообразному росту разрушений. Вместо замены клапанов и устранения причины прогара потребуется капитальный ремонт двигателя.
Сколько стоит устранить проблему
Цена услуги по устранению прогара очень сильно зависит от марки и модели автомобиля, причины отказа, уже наступивших последствий, а также общего состояния двигателя.
Потребуется снять головку блока и перебрать её, заменив клапаны, возможно их сёдла и направляющие, сальники и произведя притирку тарелок к гнёздам. В простых случаях можно уложиться примерно в 6000 рублей, но и эта цифра не несёт никакой полезной информации.
Дело в том, что при вскрытии любого двигателя может выявиться масса проблем с весьма трудоёмкими решениями. Ослабшие и сорванные резьбы, нарушенная геометрия стыка головки с блоком, дефектные гидрокомпенсаторы и многое другое.
Предсказать это заранее невозможно. Отсюда очень важно обращаться за ремонтом к проверенным специалистам с хорошей репутацией. Неграмотно или поспешно проведённый ремонт может дать обратный эффект. Как и установка деталей, не обладающих требуемым качеством.
Прогорел клапан: признаки, причины
Прогорание клапанов – одна из довольно часто встречающихся неисправностей двигателя автомобиля. Прогореть могут как впускные, так и выпускные клапана. При этом, в той или иной степени, разрушается часть рабочей поверхности тарелки. клапана.
Герметичность камеры сгорания при такте сжатия падает, компрессия снижается, необходимые условия для воспламенения топливной смеси отсутствуют, цилиндр перестает нормально работать. Эксплуатационные характеристики автомобиля в результате ухудшаются, ресурс двигателя снижается.
Признаки прогорания клапана
— Двигатель «троит» на холостом ходу.
— Повышенный расход топлива.
— Ухудшение динамики автомобиля.
Мощность и приемистость двигателя при этом сильно снижаются.
Следует учитывать, что аналогичные признаки возможны при неисправности системы зажигания (свечи, бронепровода, катушка, трамблер и т.п.) или системы питания (жиклеры, игольчатый клапан карбюратора, бензонасос). Подробнее см. «Троит двигатель, причины».
Рабочая поверхность тарелки клапана наиболее часто подверженная разрушению (прогоранию)
Причины прогорания клапана
— Длительная езда на обедненной топливной смеси.
— Продолжительная эксплуатация автомобиля на позднем зажигании.
— Слишком маленькие зазоры в клапанном механизме.
— Длительный перегрев двигателя.
— Применение некачественного топлива или моторного масла.
— Низкое качество запасных частей (если двигатель перебирался).
Как определить прогорел клапан или нет?
— Измерение компрессии
Необходимо проверить компрессию в цилиндрах двигателя, в том цилиндре, где она снижена, возможно прогорание клапана. Чтобы окончательно удостовериться в этом и исключить износ поршневых колец (так же влияющий на величину компрессии), заливаем в цилиндр, через свечное отверстие 10-15 кубиков моторного масла и проводим замер компрессии еще раз. Показания компрессии в подозрительном цилиндре выровнялись по сравнению с остальными – изношены (залегли, пригорели и т.п.) поршневые кольца, нет 99 процентов проблема с клапанами (в редких случаях трещины в блоке или головке).
Подробнее про измерение компрессии и анализ показаний компрессометра: «Измерение компрессии в цилиндрах двигателя».
— Продувка сжатым воздухом
Выставляем поршень в цилиндре в верхнюю мертвую точку, соответствующую такту сжатия. Направляем струю сжатого воздуха от компрессора или насоса в свечное отверстие цилиндра. Если прогорел выпускной клапан — воздух будет выходить в глушитель, если впускной — в карбюратор.
Примечания и дополнения
— Помимо прогорания аналогичные симптомы возможны при возникновении иных проблем с клапанами: сильный нагар на тарелках клапанов, раковины и каверны на рабочей поверхности тарелок клапанов, слишком большие тепловые зазоры в приводе клапанов. Все они приводят к неплотному прилеганию тарелки клапана к седлу в головке и соответственно нарушению нормальной работы цилиндра.
В любом случае устранить неисправность можно, только сняв головку блока двигателя и проверив клапана. Иных вариантов ремонта нет.
Признаки прогоревшего клапана и причины прогара
Клапаны являются частью газораспределительного механизма и отвечают за открытие и закрытия впускных и выпускных отверстий через которые в цилиндры попадает топливная смесь и отводятся отработанные газы. Поскольку клапаны постоянно работают в условиях критических тепловых нагрузок, то случается, что они прогорают. Если опытным автомобилистам хорошо известны признаки прогоревшего клапана, то новичкам они чаще всего неведомы, как, впрочем, и то, почему эти детали приходят в негодность, чем это грозит и как делать ремонт после прогара. Попробуем устранить эти пробелы в знаниях.
Что такое прогар клапана?
Поскольку клапаны двигателей внутреннего сгорания изготавливаются из высокопрочных и стойких к воздействию высоких температур металлических сплавов, то «гореть» в классическом смысле этого слова они, конечно же, не могут. Прогар клапана — это технический термин, который означает, что на его кромке образовалась трещина или появилось проплавление. Вследствие таких дефектов теряется герметичность прилегания его тарелки к седлу, что неминуемо приводит к проблемам в функционировании двигателя и может явиться причиной его серьезной поломки.
Почему прогорают клапана?
Как выглядит прогоревший клапан
Специалисты выделяют целый ряд причин, по которым прогорают клапаны двигателей внутреннего сгорания. Наиболее частыми и распространенными из них являются следующие:
Не так давно одна из компаний, специализирующихся на производстве автомобильных компонентов, привела статистику, свидетельствующую о том, что поломки примерно 20% из вышедших из строя клапанов происходят по причине заводского брака. Сейчас выпуском этих деталей занимается немало компаний, причем среди них есть и такие, которые не в полной мере соблюдают технологию их изготовления. Клапана именно таких производителей чаще всего и прогорают. Что касается дефектов, из-за которых они выходят их строя, то ими являются неоднородность металла; изъяны, появляющиеся при ковке и неправильной термической обработке; микротрещины; плохая адгезия покрытия клапанной поверхности.
Достаточно частой причиной прогара клапанов является неправильная регулировка их тепловых зазоров. Она приводит к перегреву деталей со всеми вытекающими последствиям. Следует заметить, что по этой причине прогорают клапаны как тех двигателей, в которых они регулируются вручную, так и тех, в которых этот процесс осуществляется автоматически. Во втором случае за регулировку теплового зазора отвечают гидрокомпенсаторы, и если они по каким-либо причинам выходят из строя, то клапаны начинают перегреваться.
Их температура может чрезмерно повышаться и в тех случаях, когда двигатель плохо охлаждается. Это может происходить из-за проблем с насосом, термостатом, засоренности радиатора или банальной нехватки охлаждающей жидкости.
Нередко случается так, что в процессе длительной эксплуатации двигателя изнашиваются направляющие втулки клапанов. Это, а также такой дефект, как ослабление упругости прижимной пружины, нередко приводит к неправильному позиционированию детали и, как следствие, ее перегреву и прогару. Кроме того, клапаны часто прогорают и тогда, когда двигатели в течение долгого времени работают на обедненной топливной смеси.
Признаки прогара клапанов
Наиболее верным признаком того, что в двигателе прогорел клапан (или сразу несколько клапанов) является то, что он начинает «троить». В принципе, так происходит и тогда, когда происходят неисправности в системе зажигания автомобиля, однако если после проверки выясняется, что с ней все в порядке, то имеет смысл проверить именно клапаны.
Еще один симптом, который сигнализировать об этой неисправности — это потеря мощности и приемистости машины. Причин такого поведения автомобиля может быть немало, но прогар клапанов является одной из наиболее частых из них. Наконец, еще одним признаком является появление периодических хлопков как во всасывающий коллектор, так и в выхлопную систему (глушитель).
Если выясняется, что клапана действительно прогрели, то откладывать ремонт не следует. Дело в том, что эксплуатация двигателя с прогоревшими клапанами чревата появлением еще более серьезных проблем.
Возможные последствия прогара клапанов
Как показывает практика, самым безобидным из всех последствий, которыми грозит эксплуатация автомобиля с прогоревшими клапанами, является повышение расхода топлива. Дело в том, что силовой агрегат начинает работать нестабильно, в камеры сгорания цилиндров поступает, как правило, больше топливной смеси, чем необходимо.
Гораздо более опасно то, что при эксплуатации двигателя, клапана которого прогорели, возможно попадание в его цилиндры осколков. Пригоревшие клапаны теряют свою прочность, неуклонно разрушаются, и частицы металла вполне могут попасть (и, чаще всего, попадают) непосредственно в поршневую группу и разрушают ее. Это может привести к необходимости серьезного ремонта мотора, вплоть до полной замены головки блока цилиндров. Если же и в таких условиях продолжать эксплуатировать силовой агрегат, то, в конце концов, его придется менять полностью.
Читайте также: Что такое ГРМ в автомобиле и для чего он нужен.
Ремонт после прогара клапанов
Когда в процессе диагностики точно выяснилось, что клапаны прогорели, необходимо прекратить эксплуатацию двигателя и приняться за его ремонт. Прежде всего, нужно устранить причины возникновения неисправности, поскольку если этого не сделать, то она обязательно возникнет вновь.
Если установлено, что причиной прогара клапанов стала неправильная их регулировка, то нужно заменить их на новые и верно отрегулировать. В современных автомобилях для устранения такой неполадки часто приходится также менять гидрокомпенсаторы.
При износе направляющих втулок и ослабления пружин, их также необходимо поменять вместе с клапанами. Для их замены следует подбирать только детали, которые изготавливаются известными и надежными производителями, чтобы быть полностью уверенным в их высоком качестве.
В тех случаях, когда причиной прогара клапанов стала неисправность системы охлаждения двигателя, то отремонтировать нужно в первую очередь именно ее, и только потом браться за замену клапанов. Наконец, в любом случае следует отказаться от использования некачественного топлива и изменить режимы функционирования силового агрегата таким образом, чтобы он не работал на обедненной топливной смеси.
Читайте также: Регулировка клапанов — для чего она нужна и что дает.