Дефектовка клапанов

Исправные клапаны должны быстро и надёжно уплотнять камеру сгорания, выдерживать большие перепады температур и иметь хорошую износостойкость для обеспечения долговечности двигателя. Выход клапанов (или даже одного клапана) из строя приводит к нарушению работы двигателя. А в самом тяжёлом случае — к разрушению поршня, цилиндра или головки блока. Поэтому тщательная дефектовка клапанов очень важна при ремонте мотора.
1. Сильный износ, задиры и царапины на стержне клапана.
Причины:
— Работа двигателя с недостаточным уровнем масла в картере.
— Работа двигателя на некачественном или грязном масле.
— Сильный перегрев, приводящий к разжижению масла.
— Попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива) и, как следствие, разжижение масла.
Действия:
Ремонт головки блока: замена направляющих втулок и клапанов, правка седёл клапанов. Проверка системы смазки, масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса. Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра. Проверка системы охлаждения и при необходимости её ремонт. Проверка и при необходимости ремонт системы питания.
2. Износ (выработка и раковины) на рабочей фаске тарелки клапана. Трещины и прогары тарелки клапана.
Причины:
— Перегрев двигателя.
— Неверно установленное опережение зажигания.
— Неотрегулированный зазор в клапанном механизме.
— Дефекты гидрокомпенсаторов.
— Дефекты и повреждения деталей газораспределительного механизма (толкателей, штанг, коромысел, распредвала, приводных шестерён).
— Неверно установленные фазы газораспределения.
Действия:
Если выработка фаски клапана невелика — возможна шлифовка фаски. При прогарах или сильном износе — замена повреждённого клапана. Правка седла клапана обязательна в любом случае. Проверка, регулировка и при необходимости ремонт или замена деталей газораспределительного механизма. Замена гидрокомпенсаторов. Проверка системы охлаждения и при необходимости её ремонт. Проверка и при необходимости ремонт системы питания. Проверка и при необходимости ремонт системы зажигания.
3. Изгиб стержня клапана. Повреждения (трещины и забоины) канавок под сухари.
Причины:
— Попадание в цилиндр посторонних предметов.
— Разрушение ремня или цепи привода газораспределительного механизма.
— Неверно установленные фазы газораспределения.
Действия:
Замена повреждённого клапана, замена повреждённой направляющей втулки, правка седла клапана. Проверка, регулировка и при необходимости замена или ремонт других деталей клапанного механизма.
Примечание: Как правило, в результате описанных причин происходит соударение поршней и клапанов, что приводит к повреждению направляющих втулок, а также поршней, гильз цилиндров и головки блока цилиндров. В большинстве случаев необходима дефектовка указанных деталей и узлов.
4. Повреждения (износ и деформация) торца стержня клапана.
Причины:
— Неотрегулированный зазор в клапанном механизме.
— Дефекты гидрокомпенсаторов.
— Дефекты и повреждения деталей привода клапанов (толкателей, штанг, коромысел).
— Неверно установленные фазы газораспределения.
Действия:
При незначительных повреждениях возможна шлифовка торца клапана. В противном случае — замена клапана. Проверка, регулировка и при необходимости замена или ремонт других деталей газораспределительного механизма.
Разберем каким требованиям должны соответствовать клапаны:
При осмотре клапана особенно бывшего в работе, проверьте диаметр ножки в трех местах: около 3 см ниже кончика, в центре ножки, и в нижней части примерно 1.5 см от выемки(сужения) на ножке. Таким образом проверяются все клапаны и делается запись. Проверьте каждый клапан на биение или изгиб. Если тарелка клапана имеет более 0.025 мм биение, его следует заменить.
Проверяем биение самого стержня, на длине 100 мм биение не должно превышать 0.015 мм. Проверяется зазор в направляющей клапана, для этого необходим нутромер. Замер проводится по краям (наибольший износ именно там) примерно 3-4 мм от кромки снизу и сверху, также замеряем повернув на 90 градусов. Проверяем наличие трещин и дефектов клапанов. Осматриваем визуально, для обнаружения микротрещин пользуемся методом магнитопорошковым (выпускные клапаны могут изготавливаться из специальных сталей с очень низкой магнитопроводностью) или проникающей краской. Особо внимательно следует осматривать выпускные клапаны, они постоянно находятся под действием высокой температуры, не имеют охлаждения свежей топливовоздушной смесью как у впускных клапанов, поэтому больше подвержены износу и появлению дефектов.
Чаще всего причиной ремонта клапанного механизма является плохая герметичность клапан/седло и в большей степени на выпускных. Можно обнаружить прогар в рабочей поверхности тарелки, его хорошо заметно, обычно место прогара имеет не металлический цвет или из-за деформации, или нарушенного зазора, возможно появление черных точек, мелкие раковины очаги прогара, в том числе и на седле клапана. Для восстановления посадочного места клапана, поверхность заново шлифуется под углом обычно в 45 градусов, хотя возможны и другие углы посадочного места.
При шлифовке посадочного места клапанной тарелки следует учитывать, что теперь клапан будет глубже садится в седле и это увеличит объем камеры сгорания, уменьшит тепловой зазор, что потребует других регулировочных шайб в некоторых случаях.

Три способа проверки герметичности клапанов двигателя

Существует как минимум три способа проверки проверки герметичности клапанов двигателя автомобиля.

Два из них относительно простые, один сложный. Рассмотрим их в порядке возрастания трудоемкости.

В качестве примера используем двигатель 21083 (1,5 л) автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099.

Сразу определимся, что негерметичность клапанов двигателя может возникнуть из-за слишком сильного нагара на них, неплотного прижатия из-за слишком маленьких тепловых зазоров, а так же прогорания тарелки или разрушения посадочного гнезда клапана в головке блока.

Три способа проверки герметичности клапанов двигателя

1. Проверка измерением компрессии.

Одним из способов проверки герметичности клапанов двигателя является измерение компрессии в цилиндрах с последующим анализом динамики нарастания давления от первых оборотов коленчатого вала до фиксации максимального значения.

Измерение компрессии в цилиндрах карбюраторного двигателя при помощи компрессометра

В случае если не герметичен клапан или прокладка головки блока – в самом начале измерения компрессометр покажет давление в пределах 7-9 кг/см 2 , после чего рост показаний практически прекратится.

При том, что нормы компрессии для двигателя 21083 автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099 следующие.

— Отличное давление (компрессия) – 12-13 кг/см 2 (1,2-1,3 МПа)

— Нормальное давление – 10-11 кг/см 2 (1,0-1,1 МПа)

— Необходим ремонт – 8-9 кг/см 2 (0,8-0,9 МПа)

2. Проверка давлением сжатого воздуха.

Существует способ проверки основанный на подаче сжатого воздуха в свечные колодцы при определенном положении коленчатого и распределительного валов.

Безразборная проверка исправности клапанов двигателя подачей сжатого воздуха в свечное отверстие

Для проведения проверки сжатым воздухом проделываем следующее.

— Устанавливаем поршень проверяемого цилиндра в верхнюю мертвую точку (ВМТ).

Это должен быть такт сжатия, при котором впускной и выпускной клапана будут закрыты.

— В свечное отверстие подаем под давлением воздух (0,2-0,3 МПа (2-3 бар)).

Для подачи воздуха вполне достаточно будет обычного насоса, но удобнее конечно использовать компрессор.

— По выходу воздуха определяем, какой клапан неисправен.

Если во впускной коллектор – впускной клапан.

В выпускной коллектор – выпускной клапан.

Через маслозаливную горловину – неисправны поршневые кольца.

Через расширительный бачок системы охлаждения – прогорела прокладка под головку блока.

Если подозрение на негерметичность клапанов после проведения этих двух проверок еще больше укрепилось, можно попробовать устранить ее, отрегулировав их тепловые зазоры путем подбора регулировочныех шайб нужной толщины. Так как возможно проблема в том, что клапана просто неплотно закрываются из-за слишком маленьких зазоров (клапана «зажаты»). После чего провести эти проверки еще раз.

Если и после этого все указывает на то, что с клапанами имеется проблема, то проводим третью, финишную, проверку.

3. Проверка керосином.

Это самая точная, но вместе с тем самая трудоемкая проверка герметичности клапанов двигателя. Для ее проведения придется снять головку блока. Проще всего приурочить такую работу ко времени проведения ремонта двигателя. Но если есть веские основания считать, что клапана не герметичны (например прогорели) и ездить так дальше стало очень сложно, то придется снимать головку, заменять поврежденные клапана и притирать их тарелки к седлам, после чего проводить проверку керосином.

Проверка состоит в том, чтобы налить керосин в камеру сгорания в головке блока (головка при этом перевернута вверх клапанами и стоит на горизонтальной поверхности). При этом оба клапана должны быть закрыты. Если керосин не просачивается через закрытые клапана в течении 8-10 секунд, то все в порядке. Если потек, то придется приводить в норму пару клапан-седло.

— Герметичность прилегания тарелок клапанов к седлам в головке блока очень важна при работе двигателя автомобиля. Так как в противном случае нарушается одно из основных условий эффективного сгорания топливной смеси — наличие определенного давления в конце такта сжатия. Если клапана не герметичны, давление сразу падает ниже нормы. Топливная смесь не сгорает полностью. Мощность двигателя падает. Он начинает троить так как перестает работать цилиндр с негерметичным клапаном (клапанами). Часто работа двигателя сопровождается выстрелами и хлопками в глушитель.

Прогар клапана признаки и причины

Прогар клапана Клапаны газораспределительного механизма прогорают в результате неправильного горения топливовоздушной смеси в цилиндре либо нарушения теплового зазора.

Почему прогорают клапана

Данная неисправность возникает на относительно «свежих» двигателях и на силовых агрегатах с большим 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.

Основными причинами прогара клапанов двигателя являются:

• Детонация — 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;
• Неправильная регулировка опережения зажигания — при позднем зажигании смесь догорает уже в выпускном тракте, перегревая клапана. При раннем бензин воспламеняется преждевременно, возникают ударные нагрузки и перегрев, необходима корректная регулировка для определенного вида ДВС;
• Изношена направляющая втулка или стержень самого клапана — подгорание кромки тарелки клапана может быть вызвано износом стержней клапанов и отверстия в направляющих втулках. Клапан имеет некоторый люфт в направляющей и поэтому не полностью садится в седло;
• Неправильные тепловые зазоры клапанов — на холодном моторе между толкателем клапана и эксцентриком распредвала присутствует зазор, являющийся запасом на расширение металла. Он может периодически регулироваться вручную посредством шайб или стаканчиков нужной толщины или автоматически гидрокомпенсаторами. При неправильной регулировке или износе гидрокомпенсатора деталь занимает неверное положение. Когда клапан пережат – он не может полностью закрыться, горящая смесь прорывается в щель между ним и седлом, вызывая их перегрев;
• Двигатель работает на обедненной смеси (особенно при наличии ГБО) — обедненная топливовоздушная смесь горит медленнее стехиометрической, часть ее догорает уже на выходе из камеры сгорания, поэтому тепловая нагрузка на выпускной тракт увеличивается;
• Нагар — в момент закрытия клапан плотно прилегает к седлу, которое участвует в отводе избыточного тепла. При образовании на их поверхности нагара теплопередача существенно ухудшается. Охлаждение только через шейку не столь эффективно. Слой нагара мешает клапанам полностью закрываться, в результате происходит прорыв горящей смеси во впускной или выпускной коллектор, усугубляющий перегрев.
• Заводской брак или некачественные запчасти — данную проблему нет смысла описывать подробно.

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 двигателя, что является фактическим выведением из его строя.

Прогоревшее седло клапана приводит к необходимости ремонта седла или даже полной замены головки блока.

Почему прогорают клапана на бензиновом моторе

Наиболее частые причины прогара клапана на бензиновом моторе следующие:

• обедненная топливо-воздушная смесь;
• неправильные углы опережения зажигания;
• отложение нагара;
• неправильные тепловые зазоры клапанов.

При этом, последняя причина в наибольшей степени относится к двигателям, в которых предусмотрена ручная регулировка теплового зазора.

Прогорают ли клапана с гидрокомпенсаторами? Такое тоже случается, но чаще всего по не зависящим от автоматических компенсаторов причинам – сами они из строя выходят редко.

Наиболее распространенной причиной, по которой прогорает клапан в двигателе ВАЗ с 8-клапанным ГРМ, является именно несвоевременная или неквалифицированная регулировка зазоров. На более старых моторах, установленных в ВАЗ 2108 и ВАЗ 2111, проблема проявляется чаще из-за меньшего интервала регулировок. На ДВС серии 1186, устанавливаемых в Калину, Гранту и Датсун, где интервал увеличен за счет доработки ШПГ, она чуть менее выражена. Тем не менее пережатое состояние клапанов – одна из главных причин, почему прогорает впускной клапан. И касается это не только ВАЗов.

Почему горят клапана после установки ГБО

Главной причиной, является неправильная настройка двигателя под ГБО. Газообразное топливо отличается от бензина октановым числом: у пропан-бутана ОЧ обычно составляет 100 единиц, а у метана – 110. Чем выше ОЧ – тем плавнее оно сгорает, тем дольше достигается «пик» горения, поэтому поджигать его следует раньше. Если зажигание отрегулировано под бензин 92 или 95 – будет догорать уже в выпускном тракте.

При установке ГБО обязательно устанавливайте вариатор УОЗ, чтобы корректировать момент искрообразования при езде на газе! Или установите двухрежимную прошивку «газ-бензин».

Второй распространенной причиной, является работа на обедненной смеси. Бедная хуже воспламеняется, дольше горит и догорает уже в выпускном канале, тем самым подвергая клапан и его седло перегреву.

Третье причиной, является прогорания клапана, виной всему может быть неправильная регулировка зазоров, закоксовка нагаром и проблемы с охлаждением. Поэтому при дефектовке мотора с прогоревшим клапаном стоит убедиться в отсутствии этих проблем.

Почему прогорают клапана на дизеле

Типичными причинами, по которым прогорают клапана на машине с дизельным мотором, являются:

• слишком ранний впрыск топлива в двигатель;
• переобогащение смеси из-за чрезмерного давления ТНВД или переливающих форсунок;
• неправильная регулировка тепловых зазоров или неисправность гидрокомпенсаторов;
• перегрев ГБЦ из-за нарушения циркуляции антифриза или ухудшения его свойств.

Чаще всего клапан на дизеле прогорает именно из-за вышеуказанных причин. На старых ДВС с механическим ТНВД ранний впрыск может возникать из-за поломки таймера опережения насоса, управляющего моментом подачи топлива. В современных ДВС виновником прогара клапанов могут быть датчики, неверно определяющие момент для впрыска, и изношенные форсунки, льющие горючее сверх нормы.

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.

Если симптомы указывают на наличие трещин в клапане или на то, что прогорели седла клапанов, в чем причина поломки достоверно можно установить только при помощи полной диагностики и дефектовки.

По симптомам, перечисленным ниже в таблице, можно узнать, что прогорели клапана в двигателе. Комбинация нескольких признаков указывает на это с более высокой вероятностью. Прогореть может и седло, к которому клапан должен плотно прилегать при закрытии, хотя это менее распространенная поломка.

Источник https://www.drive2.ru/b/2725230/

Источник https://twokarburators.ru/tri-sposoba-proverki-klapanov/

Источник https://autozona54.ru/statyi/polezno-znat/progar-klapana-priznaki-i-prichiny.php