Киа Рио 3. Шум работы клапанного механизма двигателя
Каким бы надежным ни был автомобиль, приходит время, и вы вынуждены ехать на СТО для диагностики и ремонта неисправностей. При этом большую часть поломок можно исправить своими руками, но есть и такие, в устранении которых могут помочь только профессионалы. Стук клапанов — распространенная проблема, которая по сложности устранения находится где-то посередине. В одних случаях, выявить неисправность и произвести ремонт удается самостоятельно, а в других — приходится обращаться к мастеру за помощью.
Как диагностировать стук
Без достаточного опыта, автовладельцам порой трудно определить проблему на слух. Это не удивительно, ведь источником посторонних шумов может быть что угодно — коленвал, подшипники, неисправный ремень и клапана. Но в отличие от других звуков, стук клапанов выдает себя характерной звонкостью, с определенным металлическим постукиванием, вблизи газораспределительного механизма. Кроме того, необычный шум проявляется, вне зависимости от числа оборотов двигателя.
Распознать, что стучат клапана, на практике несложно, а вот диагностировать их неисправность, порой, не удается даже автовладельцам с опытом. Но для подтверждения или опровержения подозрений, можно произвести диагностику своими руками. Для этого:
-Поднимите капот, после чего открутите крышку с заливного отверстия двигателя (через которое льется масло).
-Прислушайтесь к работе мотора. Если громкость звука возрастает, причиной проблемы являются клапана.
-Поставьте возле детали, которую вы подозреваете в неисправности, стетоскоп. С помощью этого прибора, можно с точностью определить причину постороннего шума.
Причины стука
Стук клапанов может быть вызван многими причинами, каждая из которых достойна отдельного внимания. При этом учтите, что все машины оснащены распределительным валом (в верхней части двигателя), а работу клапанов обеспечивают элементы этого узла — стержни или по-другому толкатели.
Так почему же стучат клапана? Выделим главные причины:
-Изменение зазора между клапанами и толкателями. При выпуске автомобиля, производится точная настройка расстояния между стержнями и клапанами. В случае отклонения параметра от нормы (снижения или повышения), появляется «металлическое» постукивание.
-Заправка автомобиля низкокачественным горючим. В случае применения плохого топлива, появляется детонация двигателя, из-за чего страдают и клапана.
-Нехватка давления масла при разгоне. Бывает ситуации, когда стук клапанов появляется, только при движении на большой скорости или же в момент разгона. Причина — недостаточное, для увеличения оборотов, давление в системе смазки двигателя.
-Неправильная установка или сбившееся положение ремня ГРМ (как выставить метки и натянуть ремень ГРМ).
-Естественный износ. Если на вашем авто стучат клапана, это часто свидетельствует о банальной изношенности детали и необходимости ее замены.
Почему появляется стук клапанов на холодном двигателе
При проведении проверки, обращайте внимание на один из главных параметров — температуру двигателя. Бывают ситуации, когда посторонний звук появляется только на холодном или горячем моторе. Если «привязать» стук клапанов к этому параметру, можно сделать дополнительные выводы. Так, если посторонний звук появляется только на холодном двигателе, то причины следующие:
Сужение клапанов. Не секрет, что, в процессе нагрева, металл имеет свойство увеличиваться в объемах, а при охлаждении — уменьшаться. По этой причине, расстояние между клапанами (на холодном моторе) может быть небольшим, а после достижения двигателем рабочей температуры, оно возвращается к заводскому параметру.
Износ мотора. Вторая причина, из-за чего стучат клапана — изношенность самого двигателя.
Получается, что промежуток между клапанами и стержнями не соответствует установленному на заводе параметру, а вот проявляется это только на холодном моторе. Как только двигатель прогревается, проблема исчезает.
Почему стучат клапана на горячем двигателе
Если проблема проявляет себя и после прогрева, причины могут быть следующие:
-Дефицит масла в бачке.
-Загрязнение масляного фильтра.
-Недостаточная протяжка болтов крепления распредвала к постели.
Кроме того, посторонний звук может быть вызван не только стуком клапанов, но и гидравлическими компенсаторами.
Как отрегулировать зазоры клапанов
Самое легкое и быстрое решение проблемы — направиться на СТО и поручить устранение посторонних звуков профессионалам. Но, к сожалению, финансовые возможности не всегда позволяют такую роскошь, и приходится решать проблемы своими руками. Возможны и другие ситуации, когда автовладельцу интересно возиться с машиной, и лично набираться опыта ремонта.
Если вы обнаружили, что в двигателе стучат клапана, и приняли решение самостоятельно устранить проблему, будьте готовы к серьезной работе. Достаточно одной ошибки, и звук станет еще громче. Вот почему, за устранение стука, не стоит браться начинающему автовладельцу. Здесь важно четко знать последовательность действий, и соблюдать ее. Во избежание ошибок, изучите инструкцию по ремонту авто. Краткий алгоритм приведен ниже:
-Слейте масло с двигателя.
-Демонтируйте заглушку головки блока цилиндров. Это необходимо, чтобы получить доступ к клапанам.
-Прокрутите распредвал таким образом, чтобы метка, установленная на шкиве, совпала с выступом установки.
-Зазор между клапанами и стержнями определите на ощупь. При этом меняйте расстояние, с помощью регулировочной шайбы.
-Прокрутите шайбу определенное число раз (здесь все зависит от марки и модификации автомобиля).
-Верните на место все детали, после чего проверьте — устранился стук клапанов или нет.
Если, после проведенных работ, проблема не была устранена, направляйтесь на СТО и отдавайте автомобиль в руки мастерам. В такой ситуации, настроить зазор своими руками вряд ли получится. Бывают ситуации, когда причиной постороннего шума являются другие поломки. Но нельзя исключать и ситуацию, что предыдущая регулировка была выполнена неправильно.
Регулировка клапанов: что это, зачем нужно, и что будет, если ее не делать
Если вы становились свидетелем сцены, когда опытный автомобилист деловито открывал капот машины (вашей или своей), некоторое время вслушивался в звук работающего мотора, а потом многозначительно произносил фразу «клапаны надо отрегулировать», но при этом для вас его слова были не понятнее звука двигателя, который он слушал, то сегодня мы попробуем этот пробел восполнить. Что такое регулировка клапанов, зачем она нужна, когда ее нужно делать, и что будет, если ее не делать совсем? И почему на многих машинах регулировка клапанов вообще не нужна? Давайте разберемся.
Р абота обычного поршневого двигателя предполагает подачу в цилиндры топливовоздушной смеси и отвод из них отработавших газов. Обе функции выполняют клапаны – соответственно, впускные и выпускные, попеременно открываясь в нужное время для наполнения и опорожнения цилиндра. Управляет их работой распределительный вал, имеющий специальные кулачки, которые воздействуют на верхнюю часть клапана, открывая его в цилиндр. Конструкций приводного механизма существует несколько – распредвал может воздействовать на клапаны почти непосредственно, надавливая кулачком на толкатели, или, к примеру, через специальные коромысла, толкая один их конец, в то время как другой давит на клапан. Но в любом из случаев в конструкции есть интересующая нас особенность: тепловой зазор между кулачком распредвала и деталью клапанного механизма, которая открывает клапан. Ведь рабочая температура деталей двигателя, особенно клапанного механизма и собственно клапанов, очень высока, а при нагревании металл имеет свойство расширяться, что приводит, в частности, к удлинению клапана. Именно для компенсации этого расширения нужен тепловой зазор, а регулировка этого зазора и называется «регулировкой клапанов»
Да, с логической точки зрения формулировка «регулировка клапанов» не совсем верна. Клапан при нормальных условиях, когда на него не давит кулачок распредвала, закрыт: тарелка клапана плотно прижата пружиной к седлу в головке блока цилиндров, а должная герметичность обеспечивается фасками на обоих элементах. Соответственно, никакая регулировка клапану здесь не требуется – а вот тепловой зазор должен быть правильным. То есть, более корректно говорить не «регулировка клапанов», а «регулировка теплового зазора привода клапанов».
Если представить себе комбинацию «клапан – толкатель – распредвал» без теплового зазора – то есть, плотно прилегающими друг к другу при неработающем двигателе, то несложно понять, что при выходе на рабочую температуру на удлинившийся клапан, «вытягиваемый пружиной из цилиндра» в сторону распредвала, из-за температурного расширения начнет постоянно давить этот самый распредвал, приводя к небольшому сжатию пружины и неплотному закрытию клапана. То есть, при достижении рабочей температуры клапан фактически перестанет полноценно выполнять одну из своих функций: плотно закрываться для герметизации камеры сгорания и ее изоляции от впускного или выпускного тракта.
Второй вариант – увеличение теплового зазора: например, из-за износа поверхностей кулачков распредвала и элементов привода клапанов. В этом случае даже после достижения двигателем рабочей температуры между распредвалом и клапанным механизмом будет оставаться зазор, а касаться они будут ударно и только в момент воздействия кулачка. Это уже пагубно влияет на ресурс клапанного механизма, но есть и другие последствия: клапан будет открываться чуть позже и не полностью – а значит, ухудшится наполняемость цилиндра топливовоздушной смесью.
Если не регулировать клапаны своевременно, это приведет к изменению теплового зазора. При этом и увеличение, и уменьшение теплового зазора, как мы уже поняли, негативно влияет на ресурс и работу двигателя. Уменьшение зазора означает неполное закрытие клапанов, которое приводит к ряду последствий. Негерметичность камеры сгорания из-за приоткрытого клапана приводит к падению компрессии и прорыву раскаленных газов во впускной или выпускной тракт (в зависимости от того, впускной или выпускной клапан приоткрыт).
Кроме того, стоит отметить значительно увеличивающуюся тепловую нагрузку на клапаны. Ведь плотный контакт закрытого клапана с седлом – это одно из важных условий его охлаждения, а если клапан неплотно прилегает к седлу, охлаждение ощутимо ухудшается. Особенно это касается выпускных клапанов: впускные дополнительно охлаждаются поступающей в цилиндры топливовоздушной смесью, а вот выпускные обеспечивают выход отработавших газов крайне высокой температуры, и для них охлаждение в зоне контакта с седлом имеет критическую важность. В крайнем случае плохое охлаждение клапана из-за малого теплового зазора может привести к его перегреву и разрушению – так называемому прогару. Кроме того, прорыв горящей топливовоздушной смеси в выпускной тракт повышает нагрузку на катализатор (а при его разрушении абразивная пыль может повредить и цилиндры).
Последствия увеличения теплового зазора несколько иные. Как было сказано выше, оно приводит к ударному воздействию распредвала на клапанный механизм, что негативно сказывается на его ресурсе, а также к несвоевременному и неполному открытию клапана. Ухудшение наполнения цилиндра топливовоздушной смесью при этом означает нарушение фаз газораспределения и снижение отдачи мотора: то есть, он будет хуже тянуть.
В целом величина теплового зазора, разумеется, очень невелика, это десятые доли миллиметра – примерно 0,1-0,4 мм. При этом ее обычно определяют с помощью набора щупов с шагом в 0,05 мм и менее – то есть, соблюдается точность до сотых. Стоит отметить, что тепловой зазор для впускных и выпускных клапанов различается: как мы уже знаем, выпускные клапаны нагреваются сильнее – а следовательно, сильнее увеличиваются в размерах и требуют большего теплового зазора.
На практике знать конкретные значения теплового зазора нужно только для регулировки – то есть, если вы не занимаетесь ей самостоятельно, эти цифры вам не слишком пригодятся.
Периодичность регулировки клапанов, если она предусмотрена конструкцией мотора, указывается в руководстве по эксплуатации автомобиля. В целом эта процедура выполняется не так часто – обычно это каждые 50-80 тысяч километров. Однако и более частая проверка не повредит – особенно если машина оснащена газобаллонным оборудованием, так как газовое топливо повышает тепловую нагрузку на мотор.
Ну а если автомобиль приобретен не новым, и его пробег уже немаленький, то регулировка теплового зазора точно не будет лишней – нужно лишь выяснить, предусмотрена ли она конструкцией.
Существует несколько конструктивных вариантов регулировки теплового зазора. К примеру, один из вариантов – это подбор шайб нужной толщины, которые вставляются между толкателем клапана и кулачком распредвала. Для регулировки зазора он сначала замеряется с имеющейся шайбой, а потом шайба при необходимости заменяется на другую, большей или меньшей толщины. Альтернативный вариант при схожей конструкции – подборка не регулировочных шайб нужной толщины, а самих толкателей с необходимыми параметрами.
Такой метод регулировки мы наглядно показывали в отдельном материале на примере Renault Logan.
Неоднократное уточнение о том, что регулировка клапанов должна быть предусмотрена конструкцией мотора, весьма важно: ведь многие двигатели этой процедуры не требуют. Зависит это от того, оснащен ли мотор гидрокомпенсаторами: это устройства, предназначенные для автоматической регулировки теплового зазора. Они работают за счет масла, поступающего в них из двигателя (поэтому, собственно, и называются « гидро компенсаторами») и полностью исключают необходимость периодической ручной регулировки клапанов. Сами они, конечно же, тоже не вечны – о необходимости их проверки и замены говорит все тот же цокающий стук, не исчезающий вскоре после запуска, а порой даже после прогрева двигателя. Однако главное, что нужно знать в контексте этого материала – это то, что моторам, оснащенным гидрокомпенсаторами, регулировка клапанов не нужна.
Мифы о клапанах и почему горят клапана на ГБО
Наверное каждый человек, рассматривающий так или иначе вопрос о переводе своего автомобиля на газовое топливо, слышал от друзей, знакомых или просто читал в интернете множество мифов о вреде голубого топлива для двигателя, клапанов, лямбда-зонда, катализатора и т.д.
Действительно, среди людей ходят слухи о том, что газ “сушит” двигатель, клапана на газу “прогарают”, датчики кислорода и катализатор быстро выходят из строя, в машине постоянно пахнет газом и т.п.
Откуда пошли эти слухи? Во-первых из за неграмотности людей говорящих об этом, из за незнания ими принципов работы двигателя внутреннего сгорания, процесса сгорания топливно-воздушной смеси. Соглашусь, обычному человеку, никак не связанному с автомобилями это знать не положено и такие вопросы можно ему простить. Но становится действительно смешно и одновременно с этим грустно, когда о “сушке” двигателя говорит мастер по ремонту автомобилей в дилерском авто-центре. Во-вторых, конечно, в этом виноваты неграмотные установщики газобаллонного оборудования, которые ставят на автомобили некачественное или не подходящее для конкретного автомобиля газобаллонное оборудование. Либо просто не доводят до ума и не настраивают должным образом. Приходилось ли вам встречаться с тем, что установщики делают автокалибровку и отпускают клиента со словами: ”Мы же установили вам Итальянскую газовую систему, автокалибровки для нее достаточно, все и так будет отлично работать”. Классический пример такого случая. Вот из за таких установщиков люди в последствии сталкиваются с проблемами. Но виновато-то в этих проблемах не газовое оборудование, а всего лишь его неправильная установка.
В этой статье я постараюсь рассмотреть основные мифы о вреде газа для двигателя, рассказать о том, откуда пошел тот или иной миф и о том, как избежать проблем при использовании газового топлива.
Начнем с клапанов. Клапана в двигателе бывают впускные и выпускные. Задача впускных клапанов наполнить в нужный момент топливовоздушной смесью цилиндры двигателя, задача выпускных – освободить в нужный момент камеру сгорания от отработавших газов после сгорания топлива.
В идеале, клапан в закрытом положении должен очень плотно сидеть в “седле клапана”. Для этого необходимо, чтобы на шток клапана не было вообще никакого давления. Толкатель должен лишь касаться кончика штока. Но в реальности реализовать это невозможно, и поэтому между штоком клапана и клапанным рычагом (толкателем) остается небольшое пространство, которое называется клапанным зазором. На некоторых двигателях клапанный зазор регулируется вручную, механически, но большинство современных двигателей оснащены гидрокомпенсаторами или гидротолкателями.
Чем меньше клапанный зазор, тем лучше. Большой клапанный зазор опасен неустойчивой, шумной работой двигателя (особенно при больших нагрузках), вибрацией. При этом можно услышать звуки, похожие на стрекот под капотом. Кроме того, если зазор клапана настолько велик, что клапан не может полностью закрыться, то отработанные газы проходят через подпускающий клапан и в конечном итоге «прожигают» седло или клапан. После этого владелец автомобиля “попадает” на ремонт головки блока цилиндров, который стоит от 10 до 30 тысяч рублей в зависимости от марки автомобиля.
Особенно подвержены риску прогорания выпускные клапаны, так как именно они испытывают наиболее высокие температурные нагрузки.
Отвлечемся ненадолго от клапанов и поговорим про состав топливной смеси. Без понимания этой теории дальнейший разговор о прогарах клапанов будет бессмысленным.
Топливная смесь, которой наполняется камера сгорания состоит из воздуха и топлива. Идеальным считается смесь, в которой на 1 кг топлива приходится 14,7 кг воздуха (λ=1). Это значит, что для полного сгорания 1 кг топлива нужно 14,7 кг воздуха. Смесь может быть “богатой”. Это значит, что топлива поступает больше чем нужно (λ1). При работе двигателя на обедненных смесях достигается наибольший КПД и наименьший расход топлива, однако нормы контроля состава выхлопных газов ЕВРО-4, ЕВРО-5 требуют от автомобиля оснащенного каталитическим нейтрализатором работы двигателя именно на гомогенной (λ=1) смеси. Дело в том, что работа на бедной смеси приводит к повышенному образованию оксидов азота, содержание которых в ОГ строго регламентируется.
Вернемся к клапанам. Именно работа на бедной смеси опасна для выпускных клапанов. При богатой смеси часть термической нагрузки “снимает” несгоревшее топливо, благодаря чему температура ОГ остается относительно низкой и безвредной для клапанов. При бедной же смеси существует довольно большой риск проседания седел клапанов. Это связано с очень высокой температурой сгорания. Заметьте, речь пока идет только об использовании в качестве топлива бензина. Как видите, риск прогара клапанов есть и на бензине при неисправности топливной системы.
Теперь посмотрим, что происходит при использовании газового топлива. При работе на бензине седла клапанов работают при температуре 300-350 °С, “тарелки” клапанов – при 800-900 °С. При использовании газа температура сгорания повышается на 50-70 °С, что незначительно, и не оказывает влияния на срок службы клапанов. Однако, если при работе на газе смесь будет бедной, то температура сгорания повышается сразу на 200-250 °С, что уже значительно и приведет к прогоранию клапанов. К тому же при сгорании газа не образуются углеродистые остатки, защищающие тонкой пленкой клапан и седло. Металлические поверхности работают в прямом контакте при повышенной температуре. В точках микроконтакта происходит плавление металла с последующим вырывом микрочастиц поверхности. Происходит постепенное изменение геометрии, изменяется теплообмен, клапан прилегает все хуже и хуже. Особенно это опасно, если двигатель долгое время работает при повышенной нагрузке.
Как видите, само по себе газовое топливо не несет никакой опасности для двигателя. Опасна лишь работа двигателя на бедных смесях (как на бензине, так и на газе). Просто если на бензине в большинстве случаев состав смеси может выровнять датчик кислорода (лямбда-зонд), то на газе не все зависит от него. Разберемся в причинах такого обеднения газовой смеси.
Неточная настройка оборудования или вообще отсутствие настройки. Миф о том, что для настройки достаточно провести автокалибровку – наглая ложь ленивых установщиков. Автокалибровка позволяет лишь привести в порядок смесь на холостом ходу. А кто проверит ее состав на нагрузке? Чтобы избежать проблем, всегда требуйте от устанощика настройки авто в движении.
Использование неточных газовых форсунок. Как правило, предлагая установку ГБО за 18-20 тысяч рублей, установщики используют форсунки с низкой точностью дозировки газа. К тому же в этих форсунках присутствует разброс в дозировке газа между цилиндрами. Из за этого двигатель работает неровно, а системы контроля не могут “понять”, что происходит, так как контролируют только общий состав выхлопа. Ведь в бензиновый “мозг” заложено, что инжектора имеют очень высокую точность и скорость работы. Использование таких дешевых газовых инжекторов возможно на двигателях ЕВРО-3, но ЕВРО-4 или ЕВРО-5 они уже не “вытягивают”. Через некоторое время начинаются проблемы: периодически начинает загораться лампочка «check engine», повышенный перерасход газа, провалы на малых оборотах, нестабильный холостой ход. Для современных двигателей сущестует ряд более точных и качественных газовых инжекторов, которые обеспечивают стабильную подачу газа во всем диапазоне своей работы и во все цилиндры, тем самым обеспечивая долговечную, стабильную, надежную работу двигателя с хорошими показателями экономичности. Естественно, цена этих инжекторов в 1,5-3 раза выше, но оно того стоит. Наибольшей точностью могут похвастаться инжектора в 5 поколении газового оборудования. Работая с жидкой фазой газа, они имеют показатели бензиновых инжекторов. Системы “low cost (низкая стоимость)” довольно дешевы и тем самым привлекательны, а фраза установщика о том, что это система четвертого поколения уже достаточна для того, чтобы неподготовленный заказчик принял позитивное решение в сторону монтажа. Он ведь не понимает, что эта “дополнительная экономия” не стоит тех проблем, которых он может избежать установив комплект подороже.
Использование некачественных редукторов в системах 4 поколения. Эта проблема опять же идет от использования дешевых комплектов, которые комплектуются дешевыми редукторами. Как же на смесь может повлиять редуктор, спросите вы. А вот как. При нагрузках, некачественный редуктор не может выдавать стабильного давления, необходимого для того, чтобы нужное количество газа прошло через форсунку в определенное время.
Неисправности в бензиновой системе. Например, если в автомобиле не работает датчик кислорода, точная настройка ГБО становится невозможной. Как следствие – бедная смесь. А к чему приводит бедная смесь, вы уже знаете. Поэтому перед установкой ГБО я бы рекомендовал делать комплексную диагностику двигателя с проверкой показаний всех датчиков.
Помимо проблем с клапанами, бедная смесь несет за собой такие проблемы, как пропуски воспламенения, вспышки во впускной и выпускной системе.
Как видите, сам по себе газ для двигателя не представляет никакой опасности. Опасность представляет некачественная установка, настройка, неправильный подбор комплектующих, неисправность топливной системы.
По всей видимости, слух о прогарах клапанов идет еще со времен массового распространения газовых систем 1, 2 поколений, где точно отрегулировать подачу газа было невозможно. Сейчас же распространены газовые системы 4 и 5 поколений, где при использовании качественных комплектующих можно добиться точности дозировки газа подобной бензиновым показателям.
Для предотвращения проблем с клапанами (как при использовании газа так и при использовании бензина в качестве топлива) мы бы рекомендовали:
Своевременно (как это предписывает производитель автомобиля) проверять зазоры клапанов и при необходимости регулировать.
Не злоупотреблять долгой ездой на повышенных скоростях на трассе(обгоны и динамичные разгоны не в счет. Речь идет о часах езды на скоростях 150 и выше).
Соблюдайте эти простые рекомендации, и ваш автомобиль прослужит вам долго без лишних ремонтов. А переведя автомобиль на газ вы сможете тратить в 2 раза меньше средств на содержание своего железного коня.
Скажу от себя! у Самого горели клапана выпускные, но проанализировав все, скажу одно в этом я сам виноват! Иногда в погоне за экономией старался все до капли выжать из газового балона, все до грамма выбрать, итог получал что ехал на парах газа, и причины прогорания была в том что у меня под нагрузкой была беднейшая семь! А ведь автомат мне говорил что газ кончился, а он предупреждает когда в системе падает давление Газа! Для себя сделал вывод, что если буду ездить на газу, а я буду! То если автомат перевел на бензин, значит пора заправляться и не выжимать все до капли!
Источник https://drivermanuals.ru/Kia/Kia_Rio_3_2011_goda_remont_bez_problem_kopia/page-060.html
Источник https://www.kolesa.ru/article/regulirovka-klapanov-chto-eto-zachem-nuzhno-i-chto-budet-esli-ee-ne-delat
Источник https://www.drive2.ru/l/8294468/
