Как понять, что прогорел клапан: причины, признаки и последствия

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:

• пропуски воспламенения в одном из цилиндров;
• быстрое забрасывание свечи несгоревшими углеводородами;
• выстрелы в глушитель, часть топлива выбрасывается на выпуск и воспламеняется там;
• запах бензина в картере, несгоревшее топливо стекает по стенкам цилиндра и растворяется в масле, после чего снова проходит через вентиляцию и обогащает смесь в исправных цилиндрах;
• компрессия сильно падает, иногда до нуля.

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:

• плохие антидетонационные свойства бензина (октановое число ниже того, на которое рассчитан двигатель);
• слишком высокая степень сжатия;
• переобеднение смеси;
• высокая температура в камере сгорания;
• увеличенный угол опережения зажигания.

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.

Как самому определить, что прогорел клапан ГРМ

Прогар клапана является распространенной проблемой бензиновых и дизельных моторов. Данная неисправность возникает как на относительно «свежих» двигателях, так и на силовых агрегатах с внушительным пробегом. На начальном этапе крайне важно точно определить характер неисправности, так как дальнейшая эксплуатация двигателя с прогаром клапанов сильно усугубляет последствия такой поломки и приводит к дорогостоящему ремонту.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему двигатель может вибрировать на холостом ходу. Из этой статьи вы узнаете об основных причинах вибраций мотора на холостых, а также о том, как самостоятельно определить причину сильных вибраций двигателя и сделать диагностику своими руками.

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);

Последствия езды с прогоревшим клапаном бывают разные, начиная от повышенного расхода топлива и заканчивая выгоранием седла клапана. В отдельных случаях прогоревшее седло клапана приводит к необходимости ремонта седла или даже полной замены головки блока цилиндров.

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.

Симптомы прогоревшего клапана

Основным признаком прогара клапанов является заметное троение двигателя на разных режимах его работы. Также в случае с прогоревшим клапаном двигатель сильно теряет мощность, заметно повышается расход топлива. Определенная сложность диагностики прогоревших клапанов без разборки двигателя и снятия ГБЦ заключается в том, что мотор может троить по разным причинам:

• износ ЦПГ, снижение компрессии в цилиндрах;
• проблемы со свечами зажигания, неисправности высоковольтных проводов и т.п;
• неполадки в системе питания двигателя, неисправность инжекторных форсунок;

Рекомендуем также прочитать статью о том, как определить состояние свечи зажигания по внешнему виду. Из этой статьи вы узнаете о том, как проверить свечи зажигания своими руками.

Определение прогара клапана без снятия головки блока

Первым делом необходимо определить неработающий цилиндр. Способы проверки во многом напоминают диагностику неисправных свечей зажигания. Для проверки следует завести двигатель, после чего при работающем моторе на холостых оборотах потребуется по одному снимать колпаки со свечей зажигания.

После снятия каждого свечного колпачка нужно внимательно следить за оборотами холостого хода и за общей стабильностью работы двигателя. Если мотор начал троить сильнее или глохнуть, тогда цилиндр, с которого сняли колпачок, является рабочим. В том случае, если после снятия колпачка работа двигателя не меняется или обороты изменяются незначительно, тогда проблемный цилиндр обнаружен.

Затем нужно выкрутить свечу зажигания на неработающем цилиндре и заменить ее на заведомо исправную, а также проверить высоковольтный бронепровод данного цилиндра на работоспособность. Также не лишней будет проверка катушки зажигания и т.д. Последующий запуск двигателя покажет, кроется ли проблема в элементах системы зажигания автомобиля или необходима дальнейшая диагностика.

Если характер работы мотора после установки рабочей свечи, замены высоковольтного провода и проверки других компонентов системы зажигания не изменится (двигатель продолжает троить), тогда высока вероятность более серьезных поломок:

• прогар клапана ГРМ;
• неисправности ЦПГ;

Прогар клапанов означает, что в цилиндре снижается компрессия по причине нарушения герметичности камеры сгорания (неплотности во время прилегания впускного или выпускного клапана, разрушение тарелки и/или седла клапана). Износ цилиндро-поршневой группы и поломка поршня также приводят к тому, что в проблемном цилиндре окажется низкая компрессия. Также цилиндр может не работать по причине залегания или поломки поршневых колец.

Теперь необходимо локализовать неисправность, то есть точно определить прогар клапана или выявить проблемы с ЦПГ. Наиболее распространенным способом определения прогоревших клапанов является замер компрессии в цилиндрах.

Низкая компрессия явно свидетельствует о неисправности, при этом следует учитывать один нюанс. Установить прогара клапана и исключить неполадки ЦПГ только по показателю компрессии не получится. Дело в том, что компрессия в двигателе может снижаться как в результате прогоревшего клапана, так и по причине поломки поршневых колец, а также ряда других дефектов. По этой причине параллельно замеру компрессии следует провести дополнительную диагностику двигателя.

1. Простейшим способом определения прогара клапана после того, как вы измерили компрессию в цилиндрах, является заливка нескольких «кубиков» моторного масла через свечной колодец. Затем компрессию нужно измерить повторно. Поднятие компрессии в цилиндре после заливки масла укажет на то, что образовалась масляная пленка, играющая роль «уплотнителя». Такое явление характерно в случае износа поршневой. Если показатель компрессии не изменился, значит, имеет место прогар клапана, так как масло в цилиндре в этом случае никак не повлияет на компрессию.
2. Также для определения прогара клапанов следует осмотреть свечу зажигания на проблемном цилиндре. Явный признак прогара клапана является тем, что свеча зажигания окажется полностью сухой, то есть не имеет характерного масляного налета. Также из сапуна двигателя может выходить дым или воздух. Интенсивность появления дыма напрямую зависит от степени износа ЦПГ.

Что касается поломок, которые связаны с поршневой, свеча в таком случае покрыта маслом, из сапуна можно наблюдать появление сизого дыма. Отметим, что масло на свече является косвенным признаком. Даже если свеча зажигания сухая или покрыта небольшим нагаром, но из сапуна идет дым, тогда указанный признак свидетельствует о проблемах с поршнем или поршневыми кольцами. На новых моторах с небольшим пробегом высока вероятность того, что поршневые кольца залегли.

Добавим, что появление моторного масла, которое выходит через сапун, также указывает на неисправность перегородок между поршневыми кольцами. С учетом вышесказанного можно точно определить, почему снизилась компрессия в двигателе, выявить проблемы с цилиндро-поршневой группой или определить прогар клапанов ГРМ.

Подведем итоги

Начнем с того, что появление первых признаков прогара клапанов является поводом для незамедлительной диагностики мотора. Если двигатель требует периодической регулировки клапанов, тогда данную процедуру необходимо осуществлять строго по регламенту. Не следует ожидать того момента, когда появится шум или стук клапанов.

На автомобилях, которые эксплуатируются на газу, необходимо уделять вопросу регулировки клапанов повышенное внимание. На таких авто желательно регулировать клапана каждые 10 тыс. км. пробега, то есть параллельно замене масла на плановом ТО. Дело в том, что прогар выпускного клапана в двигателях на газу встречается намного чаще сравнительно с бензином.

Стремление водителя максимально экономить на топливе после установки ГБО зачатую выражается в том, что владелец просит настройщиков сделать машину экономичной. Мастера обедняют подачу газа, в результате двигатель заметно теряет в мощности, но существенного снижения расхода газа не происходит. Дело в том, что для поддержания динамичного темпа езды приходится активнее нажимать на акселератор. Параллельно с этим обедненная смесь буквально выжигает клапана и седла со всеми вытекающими последствиями. Качественная настройка ГБО предполагает практически полное отсутствие разницы в приемистости при езде на бензине или на газу.

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 его тарелки.

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?

1. 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».

2. 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.

Источник https://avtotachki.com/kak-ponyat-chto-progorel-klapan-prichiny-priznaki-i-posledstviya/

Источник http://krutimotor.ru/progar-klapana/

Источник https://twokarburators.ru/progorel-klapan-priznaki-prichiny/