Почему на некоторых двигателях при обрыве ГРМ гнутся клапана и как этого избежать

Почему на некоторых двигателях при обрыве ГРМ гнутся клапана и как этого избежать

Про вероятность загиба клапанов, точнее их стержней, известно многим автомобилистам. Сложнее точно определить, каким моторам угрожает подобное происшествие, как его точно продиагностировать и какими мерами предотвратить.

Ремонт достаточно дорог, а мотор после встречи клапанов с поршнями полностью неработоспособен.

Роль клапанов в моторе

Для обеспечения нормальной работы во всех четырёх тактах автомобильного двигателя цилиндры должны заполняться рабочей смесью, затем герметизироваться, а после выполнения рабочего хода очиститься от продуктов горения.

Все эти процессы выполняются впускными и выпускными клапанами:

• впускной открывается перед тактом всасывания и должен быть закрыт перед сжатием смеси;
• выпускной открыт во время такта выхлопа, через него удаляются отработанные газы;
• моменты открытия и закрытия образуют фазы работы газораспределительного механизма (ГРМ), под этой аббревиатурой ошибочно полагают лишь приводной ремень с системой направляющих и натяжных роликов, однако это лишь привод, на самом деле в ГРМ входят распредвалы, система регулирования фаз, клапаны, толкатели, гидрокомпенсаторы и многое другое;
• привод ГРМ может быть ременным, цепным или шестерёнчатым, чаще всего от неправильной эксплуатации страдает ремень.

Фазы работы ГРМ могут перекрываться, то есть в некоторые моменты открыты оба канала. Связано это с необходимостью улучшения наполнения, использования инерции газов и аэродинамических сил при больших скоростях вращения коленчатого вала.

Почему при обрыве ГРМ на некоторых ДВС гнутся клапана

У старых моторов такой проблемы не было. Низкий КПД не требовал хорошего наполнения цилиндров, а скорости вращения позволяли зарядить рабочий объём через клапаны малого диаметра. К тому же эти автомобили работали на низкооктановых бензинах, что требовало малой степени сжатия.

Места в камере сгорания для размещения тарелки открытого клапана было достаточно даже при нахождении поршня в верхней мёртвой точки (ВМТ).

Усовершенствование силовых агрегатов повлекло ухудшение ситуации в камере сгорания:

• для снижения потерь на впуске диаметр тарелки максимально увеличили;
• поскольку вписать окружности клапанов в цилиндр достаточно сложно, стали применять многоклапанные конструкции, сейчас большинство моторов располагают схемой с двумя парами клапанов;
• рабочий объём одного цилиндра уменьшился, при этом степень сжатия возросла, в камере сгорания стало тесно;
• оптимизация процессов воспламенения и горения при обеспечении детонационной стойкости потребовали строго рассчитанных свойств аэродинамики камеры сгорания, а, следовательно, сделать выборки под открытые клапаны в днище поршня не получается без потерь характеристик мотора.

Типичный современный мотор при сбое синхронизации вращения распредвала и коленвала подвержен опасности встречи клапана с поршнем. Теперь уже ВМТ подразумевает однозначное закрытие каналов впуска и выпуска. Траектория движения клапанной тарелки должна точно отслеживать набегающий поршень, с одной стороны обеспечивая перекрытие фаз, а с другой – исключая механический контакт.

Малейшее смещение фазы при ошибке на пару зубьев ремня, тем более при полной остановке распредвала, ведёт к удару поршнем по клапану с загибанием стержня последнего. И только самые примитивные моторы с отстающими характеристиками продолжают сохранять способность уцелеть при обрыве ремня.

Иногда работники автомобильного тюнинга сознательно идут на ухудшение свойств двигателя, устанавливая поршни с выборками под клапан. Это повышает стойкость мотора к поломкам, но снижает мощность и удельные характеристики.

Как определить, что загнуло клапан

При загибе клапана он не сможет полностью закрыться, направляющая в головке не пропустит дугообразный стержень. Клапан зависает, что ведёт к полной потере компрессии. Даже если это произошло только в одном цилиндре, и двигатель способен работать, возникнут вибрации и перебои, пропадёт мощность.

Для диагностики используется несколько методик:

• замер компрессии;
• исследование цилиндров эндоскопом через свечные отверстия;
• применение дымогенераторов и пневматической опрессовки.

В типовом случае после обрыва ремня загибает все клапаны по линии одного или обоих распредвалов, поскольку двигатель моментально не останавливается. Ремонт заключается в снятии и переборке ГБЦ с заменой деталей. Поршни страдают редко.

Как не допустить обрыва ГРМ

Качественный ремень просто так никогда не рвётся, с запасом выхаживая регламентный срок. Для исключения обрыва принимаются элементарные меры:

• покупать следует только изделия известных фирм с хорошей репутацией;
• полностью соблюдается технология замены, точно выставляются фазы и степень натяжки;
• замена производится всем набором, то есть ремень, ролики, натяжитель и водяной насос, если он приводится тем же ремнём;
• на ремень не допускается попадание нефтепродуктов, воды и грязи;
• сроки замены ремней в наборе составляют от 60 до 90 тысяч километров пробега, обещаниям производителей автомобилей о больших интервалах верить нельзя;
• в процессе эксплуатации рекомендуется периодический контроль состояния привода, даже если такой операции в перечне нет.

Отдавать предпочтение при выборе автомобиля цепному приводу ГРМ не всегда оправдано. Цепи в современных моторах не отличаются долговечностью, последствия обрыва те же, а ремонт и замена намного сложнее.

Загнуло клапана на двигателе: почему и что с этим делать

Зачастую в разговорах автолюбителей мелькают фразы: “попал на ремонт, оборвало ремень, загнуло клапана”. Разумеется, речь в таких случаях идёт о ремне ГРМ. Для того, чтобы понять причины “катастрофы”, рассмотрим в общих чертах взаимодействие шатунно-поршневой группы и механизма газораспределения.

Взаимодействие это строго согласовано, иначе не обеспечить нормальную работу двигателя.

Принцип работы клапанно-поршневой системы

Для примера возьмём такт сжатия. Когда поршень, сжимая горючую смесь, приближается к верхней мёртвой точке, он практически вплотную подходит к камере сгорания (на дизелях – к поверхности головки). Если в этот момент какой-либо из клапанов будет не закрыт, то потеря компрессии будет меньшим злом. Скорее всего, клапан, стержень которого жёстко удерживается коромыслом (или кулачком распредвала) сверху, примет на себя удар поршня.

Клапана загибает в случае столкновения клапана с поршнем

В очень редких случаях заводом-изготовителем предусмотрены углубления в днище поршня, позволяющие избежать столкновения. Из сказанного, надеюсь, понятно, почему гнёт клапана при обрыве ремня ГРМ: распредвал прекращает вращение, часть клапанов остаётся в открытом положении, являясь “удобной мишенью” для движущихся по инерции поршней.

Слаженность работы ГРМ с кривошипно-шатунным механизмом обеспечивается точной установкой шестерен или звёздочек. Для этого на них и на определённых точках двигателя делаются установочные метки.

По виду передачи крутящего момента привод газораспределительного механизма может быть:

• Ременным
• Цепным
• Шестеренчатым

Рассмотрим распространённые их неисправности, которые могут привести к загибанию клапанов.

Устройство привода ГРМ

Поломки ременного привода

• обрыв ремня. Может быть вызван износом, а также излишним натяжением и выработкой натяжного и паразитного роликов;
• проскакивание ремня вследствие срезания зубьев или поломки пружины натяжного ролика(если она предусмотрена конструкцией). Срезанные зубцы не сразу можно обнаружить;
• срезание одной из шпонок шестерен или разбивание шпоночного паза;
• на некоторых двигателях шестерни распредвала имеют коническую посадку, то есть страховкой от проворачивания шестерни служит лишь момент затяжки болта. (Один мастер недотянул такую шестерню. На мой вопрос :-“И что?” был ответ: – “двенадцать из шестнадцати”. Имелись в виду загнутые клапаны, конечно.)

Возможные “болезни” привода цепного

• обрыв цепи. Износ, брак;
• проскакивание цепи. Зачастую связано с неисправностью натяжителя или неправильной его установкой. Ещё случается, что гидронатяжитель не работает как следует из-за недостатка поступающего к нему масла. Такое случается, когда используют некачественное масло и (или) редко его меняют.

Шестеренчатая передача:

Последствия обрыва ремня ГРМ

Некоторых любознательных автомобилистов интересует вопрос: можно ли загнуть клапана стартером? Ответ – легко! Просто не устанавливайте звёздочки или шестерни ” по меткам” – и ключ на старт! Если двигатель запустится, то Вы сразу научитесь распознавать симптомы загнутых клапанов. Хотя, если не сильно “промахнётесь”, то все можно исправить, собрав привод ГРМ по правилам.
Если погнут всего один клапан, работа двигателя будет неровной. Даже если это V-образная “шестёрка” – услышите.
Если после восстановления привода распредвала двигатель работает ровно и развивает прежнюю мощность, то Вам повезло и завод-изготовитель предусмотрительно поставил поршни с достаточными углублениями в днищах. Но, к сожалению, не всегда это возможно. В первую очередь при проектировании мотора конструктор добивается сочетания многих, казалось бы, противоречивых, качеств своего “детища”. Допустим, таких, как экономичность и мощность. Это может в какой-то мере служить оправданием того, что на 16-ти клапанных моторах зачастую гнёт клапана при обрыве ремня ГРМ.

Особенно остро такие проблемы стоят перед создателями дизельных двигателей, в которых сжатие и необходимое завихрение топливной смеси задают мощностные характеристики. Поэтому камера сгорания выполняется в днище поршня и имеет зачастую прихотливую форму.

На дизельных двигателях клапана гнет чаще, чем на бензиновых

Тем не менее, за этим стоит точный расчёт и моделирование вихревых потоков на компьютере. Такие камеры называются неразделёнными и делать углубления для клапанов нецелесообразно с точки зрения качественного распыления и максимально эффективного сгорания топливной смеси. Поршень же почти вплотную приближается к головке блока. Поэтому пока неизвестно достоверно, есть ли дизели, на которых “не гнёт клапана”. Хотя, возможно, человеческий гений справился и с этой бедой.

Ремонт

Загнутые клапана двигателя авто

Ни в коем случае не пытайтесь каким-либо образом восстанавливать погнутые клапаны!
Замена, и только замена!

Если Вы выправите клапан “на глазок”, то рискуете нажить себе ещё неприятностей. Восстановленный кустарным способом клапан вряд ли будет соосен с направляющей втулкой и плотно прижмётся к седлу. А если захотите “чуть-чуть” подровнять стержень, то он будет работать как насос, выкачивая масло в камеру сгорания – никакой колпачок не удержит.
Благоразумнее всего будет как можно тщательнее произвести дефектовку других деталей. Ведь ударом может повредить направляющие втулки, сёдла клапанов. Известны случаи, когда загибало шатуны. Поломка коромысел тоже не редкость.

Модели ВАЗовских двигателей, клапана которых не “боятся” обрыва ремня ГРМ :

ВАЗ 2111 1,5л; ВАЗ 21083 1,5л; ВАЗ 11183 1,6л (8ми клапанный); ВАЗ 2114 1,5л и 1,6л( оба 8ми клапанные)

Известно, что старые 8-ми клапанные “опелевские” двигатели (такие, как на DAEWOO Nexia и Chevrolet Lanos), тоже спокойно переносят эту неприятность.

Как правило, если у человека на любимом авто погнуло хотя бы один клапан, пусть даже однажды, такой человек уже начинает понимать, что даже “железки” не имеют железного терпения и постарается стать хорошим хозяином своего “коня”. Клапана нуждаются в регулярном внимании.

В заключение, нелишним будет добавить – следите за своим авто, не сомневайтесь, есть ли повод “заглянуть под капот”.

Почему мотор гнет клапаны и как от этого защититься?

Вначале нужно изучить теорию. Наверное, каждый автолюбитель знает количество цилиндров в двигателе своего автомобиля, но на вопрос о количестве клапанов сможет ответить не каждый. В большинстве современных ДВС может быть от 8 до 16 клапанов. Существуют такие силовые агрегаты, где их может быть 24 и более. Клапан является важной частью газораспределительного механизма двигателя. Он отвечает за подачу топливной смеси в камеру сгорания и за выход отработанных газов в выхлопную систему. На каждый цилиндр приходится от двух клапанов: один впускной, второй — выпускной. В 16-клапанных моторах на каждый цилиндр приходится по четыре клапана, если мотор четырехцилиндровый. Также существуют двигатели, где впускных элементов больше, чем выпускных. Это трех- и пятицилиндровые двигатели.

Клапан состоит из двух частей – это тарелка и стержень. Под удар при обрыве ремня ГРМ попадает именно стержень. Клапаны приводятся в движение посредством воздействия на них распределительного вала. Он, вращаясь вокруг своей оси в ГБЦ, может поднимать и опускать клапаны.

Распределительный вал приводится в действие от коленчатого вала – два этих элемента в любом ДВС связаны между собой ременным, зубчатым либо же цепным приводом. Посредством зубчатой передачи распредвал вращается внутри блока цилиндров. Данная передача вращает распредвал в ГБЦ. Сегодня более распространены ДВС, где в механизме ГРМ применяются ремни.

Последние имеют простую конструкцию, такой механизм дешевле в производстве. Однако надежность их значительно ниже, чем в случае с цепным приводом. Последний устроен сложнее – здесь имеются и дополнительные элементы. Это успокоители цепи и натяжные ролики.

Читайте также: Устройство и детали системы смазки двигателя Д-260

На каких двигателях гнутся клапана

Приведем список автомобилей разных марок и моделей в таблице. Двигатели на одних и тех же машинах могут быть разными, поэтому для каждой марки будет своя таблица, в которой есть столбец с указанием «гнутся» и столбец с указанием «не гнутся». Итак, поехали, начнем с самых популярных автомобилей в России:

Порвался ГРМ ВАЗ

На фото клапана ВАЗ 2110

Погнулись клапана Лады Гранта

Погнулись клапана Лады Ларгус

На Ладе Приора погнулись не только клапана, но и сломало поршень

Порвался ГРМ RENAULT / РЕНО

Порвался ГРМ KIA / КИА

Порвался ГРМ PEUGEOT / ПЕЖО

Порвался ГРМ FORD / ФОРД

Порвался ГРМ HONDA / ХОНДА

Двигатели автомобилей MITSUBISHI / МИТСУБИШИ

Двигатели автомобилей NISSAN / НИССАН

Двигатели автомобилей OPEL / ОПЕЛЬ

Двигатели автомобилей MAZDA / МАЗДА

Двигатели автомобилей SUBARU / СУБАРУ

Двигатели VAG, которые устанавливаются на автомашины AUDI (АУДИ), VOLKSWAGEN (ФОЛЬКСВАГЕН) и SKODA (ШКОДА)

Двигатели автомобилей BMW (БМВ)

Двигатели автомобилей MERSEDES-BENZ (МЕРСЕДЕС-БЕНЦ)

Двигатели автомобилей VOLVO / ВОЛЬВО

Двигатели автомобилей FIAT / ФИАТ

Двигатели автомобилей HYUNDAI (ХЕНДАЙ, ХУНДАЙ)

Двигатели автомобилей CITROEN / СИТРОЕН

Двигатели автомобилей CHEVROLET / ШЕВРОЛЕ

Двигатели с турбонагнетателем экономичнее и развивают больше мощности. В таких ДВС топливо сгорает лучше. Принцип работы турбокомпрессоров рассматривали подробно.

Двигатели автомобилей DAEWOO / ДЭУ

На фото изображены погнутые клапана Дэу Нексия

Клапана Дэу Ланос

Нет, не ошибка. Модель Ланос есть не только у Шевроле, но и у Дэу.

Двигатели автомобилей SUZUKI / СУЗУКИ, СУДЗУКИ

Двигатели автомобилей TOYOTA / ТОЙОТА

Двигатели автомобилей GEELY / ДЖИЛИ

Двигатели автомобилей LIFAN / ЛИФАН

Двигатели автомобилей CHERY / ЧЕРИ

Двигатели автомобилей Faw / Фав

Читайте также: Обновлена гамма двигателей семейства Kia Ceed

Почему гнутся?

Ситуация, когда загнуло клапаны, может случиться в любом двигателе любой конструкции. При этом не имеет значения, сколько цилиндров в двигателе и сколько в нем клапанов. Причина поломки проста, и она одна. Это обрыв ремня в приводе или же цепи. Последние рвутся значительно реже по сравнению с ремнями. В случае с цепью она растягивается, а звезды перескакивают.

Распределительный вал после обрыва ремня ГРМ резко останавливается. Коленчатый при этом продолжит свое движение. Так, клапаны, которые утоплены в цилиндрах, столкнутся с поршнями, когда те достигнут положения верхней мертвой точки. А так как поршни обладают большой ударной энергией, то с легкостью согнут или сломают открытые клапаны.

Устранение последствий этой поломки очень дорогостоящее. Нужно вытаскивать из двигателя все испорченные клапаны. Также обязательно страдает весь механизм ГРМ и головка блока цилиндров. Далеко не всегда удается восстановить ГБЦ, и тогда поможет только замена на новую или контрактную.

Почему прогорают клапана

Прогар клапанов возникает по разным причинам. Для моторов, которые предполагают необходимость периодической регулировки клапанов, прогар клапана часто происходит по причине несвоевременной регулировки теплового зазора клапанов. На двигателях с автоматической регулировкой указанного зазора выход из строя гидрокомпенсаторов также нередко приводит к тому, что клапан прогорает.

Основными причинами прогара клапанов двигателя являются:

• клапана сильно зажаты;
• изношена направляющая втулка клапана;
• изношен стержень самого клапана;
• двигатель работает на обедненной смеси (особенно при наличии ГБО);

Прогоревший клапан может в один момент разрушиться, после чего осколки клапана попадают в цилиндр двигателя. В результате могут возникнуть серьезные повреждения поршня, дефекты ГБЦ или БЦ. В последнем случае существует риск того, что большой кусок прогоревшего клапана пробьет блок цилиндров двигателя, что является фактическим выведением из строя не только головки блока и поршневой группы, но и блока цилиндров. В такой ситуации длительная эксплуатация мотора с прогоревшим клапаном может привести к необходимости замены всего двигателя.

Причины обрыва ремня ГРМ

Наиболее распространенные причины, которые приводят к обрывам приводного ремня, – это несоблюдение владельцами предписаний производителя по замене. Когда машина новая и находится на гарантии, то владельцы очень редко заглядывают под капот – всю работу по обслуживанию выполнит официальный дилер. Когда гарантия заканчивается, многие пытаются сэкономить на замене ремня.

Нередко может выйти из строя помпа. Во многих моделях авто она приводится от ремня ГРМ. Если помпа выходит из строя, то систему заклинит, а ремень протрется за несколько часов. Также одна из самых популярных причин – это некачественные ремни. Поэтому лучше приобретать качественные и оригинальные расходные материалы.

Могут выходить из строя и распределительные валы, а также натяжные ролики механизма ГРМ. Последние отваливаются или же могут заклинить – ремень или слетает с шестеренок или происходит обрыв. Вот из-за чего на ВАЗ загнуло клапаны.

С ремнем может случатся не только обрыв. Нередко зубья срезаются, а обнаружить их не так просто. Зубья могут проскакивать, если поломалась пружина натяжного ролика. На некоторых моторах шестеренка распределительного вала имеет специальную коническую посадку. В качестве страховки от проворачивания шестерни служит только затянутый болт. Если его не дотянуть, то есть риск, что шестерня провернется, а в результате гнет клапаны. Замена — единственный выход из ситуации.

Способы решения проблемы

Поскольку столкновение поршней с клапанами несет достаточно серьезные негативные последствия, то многих автолюбителей интересует, можно ли повлиять на эту ситуацию.

Существует несколько методов, которые позволяют сделать из мотора, гнущего клапаны, в «безвтыковый».

Самый простой из них – установка поршней с проточками. Кстати, на некоторых моторах ВАЗ именно так и решается проблема с «втыковостью».

Читайте также: Двигатели Mitsubishi Lancer 9

На днище таких поршней имеются специальные углубления под тарелки клапанов. За счет этого последние в открытом положении не соприкасаются с поршнями, установленными в ВМТ.

Но таким способом можно модернизировать не все моторы, по той причине, что не всегда удается найти поршни с проточками заводского изготовления на замену «родных».

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Как защитить автомобиль от угона

Второй метод – самостоятельное изготовление проточек на поршне. Этот способ подойдет для тех, кто не нашел «невтыковые» поршни на замену. Но у этого метода есть существенный недостаток – очень сложно изготовить одинаковые углубления на всех поршнях. В результате может образоваться дисбаланс поршней по весу, что скажется на ресурсе КШМ. Также разные по размеру проточки могут стать причиной разной компрессии в цилиндрах, и устранить эту проблему не удастся.

Третий метод – увеличение высоты камеры сгорания. Делается это путем установки 2-3 прокладок под головку блока. У этого способа негативная сторона — увеличение объема камеры сгорания, что влечет за собой падение компрессии, и как следствие – снижение мощности и увеличение расхода топлива.

Как избежать неприятностей?

Существует только один способ. Нужно точно соблюдать регламент производителя по замене расходных материалов. Замене подлежит не только ремень ГРМ, но и натяжные ролики, а также прочие элементы, которые находятся в зацеплении с ремнем и указаны производителем в регламенте.

Все комплектующие следует приобретать только в проверенных автомобильных магазинах.

Как узнать, гнет ли клапана на конкретной марки и модели автомобиля?

Это на самом деле хороший вопрос, и, ответ на него нужно знать все водителям. Быть готовым, в случае, когда порвался ремень ГРМ или цепь привода ГРМ, к ремонту по замене клапанов, их настройке и так далее, или, зная, что не гнет, не переживать лишний раз, а возить с собой запасной ремень газораспределительного механизма (если ременная передача).

Если в инструкции по эксплуатации определенной марки и модели написано, что не гнет и и вы не доверяете, или этой информации совсем не указано, то есть практический метод вычисления, погнутся ли клапана на этой машине.

Для того, чтобы это узнать, потребуется:

1. демонтировать кожух;
2. снять ремень ГРМ;
3. установить первый поршень в ВМТ;
4. медленно проворачивать распредвал на 720 градусов (это два полный оборота).Если клапан не уперся в поршень, то значит он не достает до него.
5. установить второй поршень в ВМТ;
6. также, проворачиваем распределительный вал на 2 полных оборота. Если поршень не задел клапана, то все хорошо.

Как определить гнутые клапаны?

Определить на глаз, что загнуло клапаны, невозможно. Для этого потребуется проведение простых, нехитрых действий. Вначале нужно установить ремень ГРМ по меткам, а затем крутить коленчатый вал вручную. Обычно требуется сделать от двух до пяти оборотов, чтобы выяснить, что клапаны действительно загнуты. Если коленчатый вал будет вращаться легко и спокойно, то элементы ГРМ целы. Когда вращение затрудненное, клапаны повреждены.

Бывает и так, что при свободном и легком вращении коленчатого вала клапаны все же согнулись. В таком случае выявить проблему можно при помощи замера компрессии. Если компрессия на нуле, то элементы ГРМ повреждены. Многие не знают, как проверить, загнуло ли клапаны. Это будет слышно. Двигатель будет работать неровно. Это хорошо ощущается даже на больших двигателях, где шесть и более цилиндров.

Стоимость ремонта погнутых клапанов

Ремонт подобного типа обычно обходится автовладельцу достаточно дорого, как минимум 15 тыс. рублей, а в случае повреждения головы сумма может значительно возрасти. При тяжёлых повреждениях может потребоваться даже новая голова, а пересбор не имеет смысла.

Загнутые клапана нельзя выгибать обратно! Некоторые недобросовестные автосервисы говорят, что имеют запчасти для Вашего авто в наличии, но на самом деле выгибают их обратно, что является недопустимым. Обязательно просить после ремонта показать деформированные детали.

Для того чтобы не загнулись клапана на автомобиле необходимо своевременно производить замену ремня грм на автомобилях, а также помнить, что стоимость замены ремня грм составляет 10% от стоимости ремонтных работ при его обрыве.

Полезные советы по теме

Выполнение рекомендаций облегчит жизнь водителю и двигателю его автомобиля:

• узнать, погнет ли клапана в моторе вашего авто по таблице, по справочнику или своими руками;
• возить с собой запасной ремень ГРМ;
• покупать ремень хорошего качества (лучше все время одной марки);
• периодически проверять натяжение ремня и проводить визуальный осмотр на наличие порезов, задиров, отслоений веревок;
• при покупке машины Б/У у чужого человека, рекомендуется поменять ГРМ, даже, если бывший владелец сказал, что недавно заменил;

Автор публикации

не в сети 4 часа

Как понять что клапана погнуло

В случае обрыва ремня остаётся небольшой шанс на отсутствие повреждений двигателя. Перед снятием головки блока цилиндров необходимо измерить компрессию в цилиндрах в случае, если коленчатый вал можно провернуть. В случае, если клапана повреждены будет наблюдаться отсутствие компрессии. Всегда необходимо отключить аккумулятор при проведении ремонтных работ на двигателе. Для облегчения вращения коленчатого вала надо снять свечи зажигания для бензинового двигателя или накаливания для дизельного двигателя.

Читайте также: Сколько литров масла нужно заливать в двигатель ваз-2112

Коленчатый вал можно прокручивать только в нормальном положении (обычно по часовой стрелке).

Когда неисправен клапан

Когда неисправен клапан

АЛЕКСАНДР ХРУЛЕВ, кандидат технических наук

Хорошо, когда машина новая — двигатель работает тихо, его не слышно даже на разгоне с полным «газом». Но идет время — и однажды вы замечаете, что от былой «тишины» не осталось и следа, а, открыв капот, видите некоего грохочущего зверя, который вместо привычного пения издает явно оскорбляющие слух звуки.

Шумность работы двигателя чаще всего связана с газораспределительным механизмом — большие зазоры и стук всегда соседствуют друг с другом. Первое, что приходит в голову — отрегулировать зазоры в приводе клапанов. Часто это помогает, но иногда после регулировки кажется, что стук стал даже сильнее: один или несколько клапанов продолжают стучать. И совершенно непонятно почему: ведь зазоры в норме, да и распределительный вал с виду хороший. Причина, похоже, не лежит на поверхности, она где-то внутри, но где? Надо бы разобраться, да некогда. А стук становится все громче.

То, что клапан — деталь ответственная, никому объяснять не надо. И то, что неисправности клапанов — штука не только серьезная, но и опасная, многим известно не понаслышке. Возникают подобные неисправности по разным причинам.

И встречаются среди них совершенно неочевидные, так что при ремонте не удается ограничиться только заменой неисправной детали.

Кстати, в любом случае перед тем, как что-либо ремонтировать или менять, полезно найти причину конкретной неисправности. Иначе та же участь в скором будущем может постигнуть и совсем новую, только что установленную деталь. А чтобы этого не случилось, желательно знать, в каких условиях она работает.

Как работает клапан

Основная задача клапанов — управление потоками топливовоздушной смеси и продуктов сгорания, поступающих в цилиндр или вытекающих из него. Следовательно, клапан при его открытии должен свободно пропускать смесь или газы, то есть обладать минимальным гидравлическим сопротивлением. В то же время закрытый клапан должен обеспечивать герметичность и полностью отделять полость цилиндра от впускной или выпускной системы двигателя.

Kлапаны работают в условиях сильного нагрева от горячих газов, обтекающих их тарелки. И если впускной клапан при открывании периодически охлаждается поступающей в цилиндр топливовоздушной смесью, то выпускной работает в гораздо более жестких условиях. Открываясь на такте выпуска, он еще больше нагревается горячими выхлопными газами, и температура его тарелки достигает 900°С.

Для того чтобы клапаны могли противостоять таким тепловым нагрузкам, их приходится изготавливать из специальных жаростойких сталей и сплавов с большим содержанием хрома, никеля, молибдена и даже вольфрама.

Эти материалы весьма недешевы, из-за чего нередко выпускные клапаны изготавливают из разнородных материалов: тарелку — из жаростойкого сплава, а стержень — из легированной стали. Кстати, впускные и выпускные клапаны самых разных моторов очень легко отличить: тарелки выпускных клапанов не обладают магнитными свойствами.

Чтобы снизить износ фаски при высоких рабочих температурах, на нее нередко наплавляют специальный твердый материал — стеллит. Реже применяют натриевое охлаждение клапана: натрий, перемещающийся во внутренней полости клапана при его открытии и закрытии, переносит тепло от горячей тарелки к более холодному стержню.

Практика тем не менее показывает, что даже самый жаростойкий клапан все равно прогорит, если не будут выполнены и некоторые другие условия, главное из которых — плотная посадка тарелки в седле. Дело в том, что только хороший контакт клапана с седлом позволяет надежно отвести тепло от нагретой тарелки. Ведь седло довольно холодное, оно запрессовано в тело головки блока, охлаждаемой жидкостью.

Через седло отводится до 75% всего тепла, поступающего к тарелке, — весьма и весьма значительная часть. Естественно, если контакт с седлом нарушен, тарелка сразу начинает перегреваться. Значит, до прогара жить клапану остается недолго.

Выглядит это как цепная реакция. Небольшая неплотность в сопряжении тарелки и седла приводит к прорыву газов. Отвод тепла от тарелки в этом месте отсутствует, и тарелка перегревается. Неплотность увеличивается, а вместе с ней растет и температура тарелки. В конце концов материал начинает разрушаться, туда устремляется еще больше горячих газов, и дефект тарелки быстро распространяется до тех пор, пока цилиндр полностью не выключается из работы из-за отсутствия компрессии.

Как видим, хорошее сопряжение тарелки с седлом «убивает» сразу «двух зайцев»: снижает температуру клапана до приемлемого уровня и обеспечивает герметичность. И трудно сказать, что важнее. По крайней мере, для работоспособности самого клапана важно первое, а для двигателя в целом — второе (имеются в виду хорошие пусковые свойства, мощностные характеристики, экономичность).

Кроме указанных условий, работа клапана (открытие и закрытие) должна быть достаточно «мягкой» и не вызывать излишнего шума. Шум или, точнее, стук клапанов — верный признак неисправности, а возникающие при стуке ударные нагрузки нередко сами по себе вызывают еще более серьезные неисправности и даже поломки клапанов.

Откуда берется стук?

Причин несколько. Самая простая уже упомянута — большой зазор в приводе. Кулачок распредвала из-за этого набегает на толкатель (рычаг или коромысло) не плавно, а с ударом, который тем сильнее, чем больше зазор.

Что страдает в данном случае в первую очередь? То, что воспринимает ударную нагрузку: рабочие поверхности кулачка распредвала и толкателя, а также опорная поверхность толкателя и торец стержня клапана. На них нередко образуются повреждения в виде точечных раковин, которые в дальнейшем расширяются и углубляются.

Но этим дело не ограничивается. Клапан не только с ударом открывается, но также резко, со стуком, закрывается. А это значит, что ударная нагрузка при закрытии приходится на уплотнительную фаску клапана и седло. Кроме того, в момент удара при посадке на седло на стержень клапана действует большая растягивающая нагрузка от пружины. Длительная работа в таких условиях весьма опасна: тарелка может просто оторваться от стержня либо стержень разрушится по другому слабому месту — канавке для сухарей.

Но допустим, что зазоры в приводе клапанов нормальные, а стук все равно прослушивается.Чаще всего причина такого стука кроется в большом зазоре между стержнем клапана и направляющей втулкой. Ситуация эта наиболее характерна для старых, изрядно походивших, моторов. Иногда стук клапана связан с неконцентричностью седла и отверстия направляющей втулки, что является следствием перегрева головки блока или неправильно выполненного ремонта. При этом клапан садится на седло сначала одним краем тарелки, и только затем, перекатываясь во втулке в пределах зазора, полностью. Из-за этого, кстати, износ направляющей втулки быстро прогрессирует.

Быстрый износ направляющей втулки и стук клапана возникают и по другим, более сложным, причинам. Например, когда гнездо цилиндрического толкателя клапана несоосно, либо имеет перекос по отношению ко втулке. Подобный дефект иногда встречается на отечественных моторах. Стук возможен также из-за повышенных зазоров в деталях привода — в осях коромысел, в гнездах цилиндрических толкателей, а также в подшипниках распределительного вала.

Все эти стуки на слух достаточно похожи, и поэтому часто выделить конкретную причину без разборки и внимательной ревизии состояния деталей не удается. Но в любом случае нужно иметь в виду, что раз есть стук, значит, нагрузки в местах контакта деталей носят ударный характер. Как правило, такой стук быстро прогрессирует, что грозит не только износом клапанов и сопряженных с ними деталей, но и их поломкой.

Почему сломался клапан?

Сам по себе стук может и не вызвать поломку. Но в любом случае важно понять, почему клапан начал стучать? А причин, спровоцировавших появление стука, оказывается, немало…

Самая распространенная — неграмотная эксплуатация, неквалифицированное и несвоевременное обслуживание двигателя. Очевидно, регулировка зазоров в приводе клапанов от случая к случаю — верный способ ускорить износы, вызвать стуки, а затем и поломки.

Очень опасно при регулировке устанавливать слишком малые зазоры: при работе двигателя клапаны нагреются, их длина увеличится, и, когда зазор выберется полностью, клапаны «повиснут». А тогда неплотная посадка на седло приведет к перегреву тарелок и прогару.

Довольно распространенная причина прогара выпускных клапанов — слишком позднее зажигание. Особенно если двигатель длительное время работает на больших частотах вращения и нагрузках. Но и раннее зажигание — тоже для клапанов не подарок, ведь температура газов в цилиндре в этом случае максимальна. Значит, неправильная установка опережения зажигания вызывает не только потерю мощности и увеличение расхода топлива, но и неисправности клапанов.

Использование некачественного масла — тоже возможная причина износа втулок и стержней клапанов. Кроме того, такое масло имеет свойство коксоваться в нижней части стержней клапанов. Из-за этого клапан будет все туже ходить во втулке, а затем и вовсе может заклинить в ней.

В конце концов он получит-таки поршнем по тарелке со всеми вытекающими последствиями.

Нагар, откладывающийся на тарелках клапанов (особенно впускных), например, из-за износа маслосъемных колпачков, тоже небезобидная вещь. Достигая солидной толщины, нагар начинает откалываться. И частицы довольно крупных размеров легко могут попасть между фаской и седлом клапана. А после этого плохой контакт с седлом и перегрев тарелки неминуем.

Интересно отметить, что значительные отложения нагара на клапанах, вызывающие подобные неприятности, далеко не всегда связаны с износом маслосъемных колпачков. Судите сами: повышенное давление в картере из-за неисправности системы вентиляции или износа цилиндропоршневой группы легко может выдавливать масло к тарелкам клапанов даже через самые новые колпачки.

Некоторые «горячие головы» предпочитают отсоединять шланг вентиляции картера от воздушного фильтра и выводить его куда-нибудь под днище автомобиля — так якобы мотору «легче дышится». И невдомек им, что на некоторых режимах в картере создается разрежение, и пыль, засасываемая в двигатель через шланг, не только быстро загрязняет масло и масляный фильтр, но и попадает к направляющим втулкам и стержням клапанов. Комментарии, как говорится, излишни.

Но, пожалуй, самые серьезные последствия для клапанов таит в себе несоблюдение сроков замены ремня привода распределительного вала. О том, что на многих современных моторах клапаны в случае обрыва ремня деформируются, мы уже писали (см. «АБС-авто», 1999 г., № 6). Добавим только, что попытки поставить новый ремень и так доехать, к примеру, до гаража, редко оканчиваются благополучно. Деформированные клапаны каждый раз при посадке на седло испытывают большие изгибающие нагрузки и через 15 минут работы, как правило, ломаются. А такая поломка клапана — это, как минимум, замена поршня, головки блока, шатуна.

Целый ряд проблем вносит в работу клапанов некачественно выполненный ремонт. Например, наиболее «опытные» механики не утруждают себя использованием специальных приспособлений для сжатия пружин клапанов. Их «коронные» инструменты — стальная труба и молоток: стукнул посильнее — и порядок. Только вот клапан может получить повреждение по канавке для сухарей. А потом, много позже, в этом месте сломаться.

Очень опасно попадание абразивной пасты в направляющую втулку во время притирки клапана к седлу. Промыть такую втулку — целая история. Но если этого не сделать, история получится с продолжением максимум на 10 тысяч километров пробега. После этого износ втулки и стержня, скорее всего, превысит все разумные пределы.

Читайте также: Двигатель ЗМЗ 5143.10 (5143.1000400-80) Дизель

Некоторые механики стремятся сделать зазор клапана во втулке как можно меньше. Это заблуждение нередко приводит к заклиниванию клапана с весьма неприятными последствиями.

Еще одна ошибка — притирка клапанов без правки седел. Как показывает практика, после длительной эксплуатации и особенно после замены направляющих втулок их несоосность с седлами — обычное дело. В подобных случаях одна лишь притирка, скорее всего, приведет к стуку клапанов и быстрому износу деталей.

Когда головка блока полностью собрана с клапанами, очень легко испортить всю работу, обстукивая клапаны молотком. Результат может быть тот же, что и при «ударной» разборке, особенно у современных многоклапанных двигателей с клапанами малого диаметра.

Из всех этих факторов складывается довольно ясная картина: когда клапан неисправен, ему, скорее всего, кто-то в этом «помог».

И задача механика — не только не стать очередным «помощником», но ликвидировать все последствия прежней «помощи», которые обычно несут на себе после долгой работы клапаны и другие детали. Только так можно быть уверенным, что клапан не подведет.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Зачастую в разговорах автолюбителей мелькают фразы: “попал на ремонт, оборвало ремень, загнуло клапана”. Разумеется, речь в таких случаях идёт о ремне ГРМ. Для того, чтобы понять причины “катастрофы”, рассмотрим в общих чертах взаимодействие шатунно-поршневой группы и механизма газораспределения.

Взаимодействие это строго согласовано, иначе не обеспечить нормальную работу двигателя.

Принцип работы клапанно-поршневой системы

Для примера возьмём такт сжатия. Когда поршень, сжимая горючую смесь, приближается к верхней мёртвой точке, он практически вплотную подходит к камере сгорания (на дизелях – к поверхности головки). Если в этот момент какой-либо из клапанов будет не закрыт, то потеря компрессии будет меньшим злом. Скорее всего, клапан, стержень которого жёстко удерживается коромыслом (или кулачком распредвала) сверху, примет на себя удар поршня.

Клапана загибает в случае столкновения клапана с поршнем

В очень редких случаях заводом-изготовителем предусмотрены углубления в днище поршня, позволяющие избежать столкновения. Из сказанного, надеюсь, понятно, почему гнёт клапана при обрыве ремня ГРМ: распредвал прекращает вращение, часть клапанов остаётся в открытом положении, являясь “удобной мишенью” для движущихся по инерции поршней.

Слаженность работы ГРМ с кривошипно-шатунным механизмом обеспечивается точной установкой шестерен или звёздочек. Для этого на них и на определённых точках двигателя делаются установочные метки.

По виду передачи крутящего момента привод газораспределительного механизма может быть:

Рассмотрим распространённые их неисправности, которые могут привести к загибанию клапанов.

Источник https://autovogdenie.ru/pochemu-gnet-klapana-pri-obryve-grm.html

Источник https://mytopgear.ru/interesting/engine/zagnulo-klapana-na-dvigatele-pochemu-i-chto-s-etim-delat/

Источник https://motorchina-online.ru/marki/zagnutye-klapana.html