ћосква +7 495 545 6936
E-mail: написать
YouTube Instagram
Ќаш опыт ремонта двигателей Ч с 1990 года!
—ѕ≈÷»јЋ»«»–ќ¬јЌЌџ… ћќ“ќ–Ќџ… ÷≈Ќ“–
јЅ-»нжиниринг
√Ћј¬Ќјя

 огда неисправен клапан


јЋ≈ —јЌƒ– ’–”Ћ≈¬, кандидат технических наук

’орошо, когда машина нова€ - двигатель работает тихо, его не слышно даже на разгоне с полным Ђгазомї. Ќо идет врем€ - и однажды вы замечаете, что от былой Ђтишиныї не осталось и следа, а, открыв капот, видите некоего грохочущего звер€, который вместо привычного пени€ издает €вно оскорбл€ющие слух звуки.

Ўумность работы двигател€ чаще всего св€зана с газораспределительным механизмом - большие зазоры и стук всегда соседствуют друг с другом. ѕервое, что приходит в голову - отрегулировать зазоры в приводе клапанов. „асто это помогает, но иногда после регулировки кажетс€, что стук стал даже сильнее: один или несколько клапанов продолжают стучать. » совершенно непон€тно почему: ведь зазоры в норме, да и распределительный вал с виду хороший. ѕричина, похоже, не лежит на поверхности, она где-то внутри, но где? Ќадо бы разобратьс€, да некогда. ј стук становитс€ все громче.

“о, что клапан - деталь ответственна€, никому объ€сн€ть не надо. » то, что неисправности клапанов - штука не только серьезна€, но и опасна€, многим известно не понаслышке. ¬озникают подобные неисправности по разным причинам.

» встречаютс€ среди них совершенно неочевидные, так что при ремонте не удаетс€ ограничитьс€ только заменой неисправной детали.

 стати, в любом случае перед тем, как что-либо ремонтировать или мен€ть, полезно найти причину конкретной неисправности. »наче та же участь в скором будущем может постигнуть и совсем новую, только что установленную деталь. ј чтобы этого не случилось, желательно знать, в каких услови€х она работает.

 ак работает клапан

ќсновна€ задача клапанов - управление потоками топливовоздушной смеси и продуктов сгорани€, поступающих в цилиндр или вытекающих из него. —ледовательно, клапан при его открытии должен свободно пропускать смесь или газы, то есть обладать минимальным гидравлическим сопротивлением. ¬ то же врем€ закрытый клапан должен обеспечивать герметичность и полностью отдел€ть полость цилиндра от впускной или выпускной системы двигател€.

Kлапаны работают в услови€х сильного нагрева от гор€чих газов, обтекающих их тарелки. » если впускной клапан при открывании периодически охлаждаетс€ поступающей в цилиндр топливовоздушной смесью, то выпускной работает в гораздо более жестких услови€х. ќткрыва€сь на такте выпуска, он еще больше нагреваетс€ гор€чими выхлопными газами, и температура его тарелки достигает 850-900∞—.

ƒл€ того чтобы клапаны могли противосто€ть таким тепловым нагрузкам, их приходитс€ изготавливать из специальных жаростойких сталей и сплавов с большим содержанием хрома, никел€, молибдена и даже вольфрама.

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

„тобы снизить износ фаски при высоких рабочих температурах, на нее нередко наплавл€ют специальный твердый материал - стеллит. –еже примен€ют натриевое охлаждение клапана: натрий, перемещающийс€ во внутренней полости клапана при его открытии и закрытии, переносит тепло от гор€чей тарелки к более холодному стержню.

ѕрактика тем не менее показывает, что даже самый жаростойкий клапан все равно прогорит, если не будут выполнены и некоторые другие услови€, главное из которых - плотна€ посадка тарелки в седле. ƒело в том, что только хороший контакт клапана с седлом позвол€ет надежно отвести тепло от нагретой тарелки. ¬едь седло довольно холодное, оно запрессовано в тело головки блока, охлаждаемой жидкостью.

„ерез седло отводитс€ до 75% всего тепла, поступающего к тарелке, - весьма и весьма значительна€ часть. ≈стественно, если контакт с седлом нарушен, тарелка сразу начинает перегреватьс€. «начит, до прогара жить клапану остаетс€ недолго.

¬ыгл€дит это как цепна€ реакци€. Ќебольша€ неплотность в сопр€жении тарелки и седла приводит к прорыву газов. ќтвод тепла от тарелки в этом месте отсутствует, и тарелка перегреваетс€. Ќеплотность увеличиваетс€, а вместе с ней растет и температура тарелки. ¬ конце концов материал начинает разрушатьс€, туда устремл€етс€ еще больше гор€чих газов, и дефект тарелки быстро распростран€етс€ до тех пор, пока цилиндр полностью не выключаетс€ из работы из-за отсутстви€ компрессии.

 ак видим, хорошее сопр€жение тарелки с седлом Ђубиваетї сразу Ђдвух зайцевї: снижает температуру клапана до приемлемого уровн€ и обеспечивает герметичность. » трудно сказать, что важнее. ѕо крайней мере, дл€ работоспособности самого клапана важно первое, а дл€ двигател€ в целом - второе (имеютс€ в виду хорошие пусковые свойства, мощностные характеристики, экономичность).

 роме указанных условий, работа клапана (открытие и закрытие) должна быть достаточно Ђм€гкойї и не вызывать излишнего шума. Ўум 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.

ќткуда беретс€ стук?

ѕричин несколько. —ама€ проста€ уже упом€нута - большой зазор в приводе.  улачок распредвала из-за этого набегает на толкатель (рычаг или коромысло) не плавно, а с ударом, который тем сильнее, чем больше зазор.

„то страдает в данном случае в первую очередь? “о, что воспринимает ударную нагрузку: рабочие поверхности кулачка распредвала и толкател€, а также опорна€ поверхность толкател€ и торец стержн€ клапана. Ќа них нередко образуютс€ повреждени€ в виде точечных раковин, которые в дальнейшем расшир€ютс€ и углубл€ютс€.

Ќо этим дело не ограничиваетс€.  лапан не только с ударом открываетс€, но также резко, со стуком, закрываетс€. ј это значит, что ударна€ нагрузка при закрытии приходитс€ на уплотнительную фаску клапана и седло.  роме того, в момент удара при посадке на седло на стержень клапана действует больша€ раст€гивающа€ нагрузка от пружины. ƒлительна€ работа в таких услови€х весьма опасна: тарелка может просто оторватьс€ от стержн€ либо стержень разрушитс€ по другому слабому месту - канавке дл€ сухарей.

Ќо допустим, что зазоры в приводе клапанов нормальные, а стук все равно прослушиваетс€.„аще всего причина такого стука кроетс€ в большом зазоре между стержнем клапана и направл€ющей втулкой. —итуаци€ эта наиболее характерна дл€ старых, изр€дно походивших, моторов. »ногда стук клапана св€зан с неконцентричностью седла и отверсти€ направл€ющей втулки, что €вл€етс€ следствием перегрева головки блока или неправильно выполненного ремонта. ѕри этом клапан садитс€ на седло сначала одним краем тарелки, и только затем, перекатыва€сь во втулке в пределах зазора, полностью. »з-за этого, кстати, износ направл€ющей втулки быстро прогрессирует.

Ѕыстрый износ направл€ющей втулки и стук клапана возникают и по другим, более сложным, причинам. Ќапример, когда гнездо цилиндрического толкател€ клапана несоосно, либо имеет перекос по отношению ко втулке. ѕодобный дефект иногда встречаетс€ на отечественных моторах. —тук возможен также из-за повышенных зазоров в детал€х привода - в ос€х коромысел, в гнездах цилиндрических толкателей, а также в подшипниках распределительного вала.

¬се эти стуки на слух достаточно похожи, и поэтому часто выделить конкретную причину без разборки и внимательной ревизии состо€ни€ деталей не удаетс€. Ќо в любом случае нужно иметь в виду, что раз есть стук, значит, нагрузки в местах контакта деталей нос€т ударный характер.  ак правило, такой стук быстро прогрессирует, что грозит не только износом клапанов и сопр€женных с ними деталей, но и их поломкой.

ѕочему сломалс€ клапан?

—ам по себе стук может и не вызвать поломку. Ќо в любом случае важно пон€ть, почему клапан начал стучать? ј причин, спровоцировавших по€вление стука, оказываетс€, немало...

—ама€ распространенна€ - неграмотна€ эксплуатаци€, неквалифицированное и несвоевременное обслуживание двигател€. ќчевидно, регулировка зазоров в приводе клапанов от случа€ к случаю - верный способ ускорить износы, вызвать стуки, а затем и поломки.

ќчень опасно при регулировке устанавливать слишком малые зазоры: при работе двигател€ клапаны нагреютс€, их длина увеличитс€, и, когда зазор выберетс€ полностью, клапаны Ђповиснутї. ј тогда неплотна€ посадка на седло приведет к перегреву тарелок и прогару.

ƒовольно распространенна€ причина прогара выпускных клапанов - слишком позднее зажигание. ќсобенно если двигатель длительное врем€ работает на больших частотах вращени€ и нагрузках. Ќо и раннее зажигание - тоже дл€ клапанов не подарок, ведь температура газов в цилиндре в этом случае максимальна. «начит, неправильна€ установка опережени€ зажигани€ вызывает не только потерю мощности и увеличение расхода топлива, но и неисправности клапанов.

»спользование некачественного масла - тоже возможна€ причина износа втулок и стержней клапанов.  роме того, такое масло имеет свойство коксоватьс€ в нижней части стержней клапанов. »з-за этого клапан будет все туже ходить во втулке, а затем и вовсе может заклинить в ней.

¬ конце концов он получит-таки поршнем по тарелке со всеми вытекающими последстви€ми.

Ќагар, откладывающийс€ на тарелках клапанов (особенно впускных), например, из-за износа маслосъемных колпачков, тоже небезобидна€ вещь. ƒостига€ солидной толщины, нагар начинает откалыватьс€. » частицы довольно крупных размеров легко могут попасть между фаской и седлом клапана. ј после этого плохой контакт с седлом и перегрев тарелки неминуем.

»нтересно отметить, что значительные отложени€ нагара на клапанах, вызывающие подобные непри€тности, далеко не всегда св€заны с износом маслосъемных колпачков. —удите сами: повышенное давление в картере из-за неисправности системы вентил€ции или износа цилиндропоршневой группы легко может выдавливать масло к тарелкам клапанов даже через самые новые колпачки.

Ќекоторые Ђгор€чие головыї предпочитают отсоедин€ть шланг вентил€ции картера от воздушного фильтра и выводить его куда-нибудь под днище автомобил€ - так €кобы мотору Ђлегче дышитс€ї. » невдомек им, что на некоторых режимах в картере создаетс€ разрежение, и пыль, засасываема€ в двигатель через шланг, не только быстро загр€зн€ет масло и масл€ный фильтр, но и попадает к направл€ющим втулкам и стержн€м клапанов.  омментарии, как говоритс€, излишни.

Ќо, пожалуй, самые серьезные последстви€ дл€ клапанов таит в себе несоблюдение сроков замены ремн€ привода распределительного вала. ќ том, что на многих современных моторах клапаны в случае обрыва ремн€ деформируютс€, мы уже писали (см. ЂјЅ—-автої, 1999 г., є 6). ƒобавим только, что попытки поставить новый ремень и так доехать, к примеру, до гаража, редко оканчиваютс€ благополучно. ƒеформированные клапаны каждый раз при посадке на седло испытывают большие изгибающие нагрузки и через 10-15 минут работы, как правило, ломаютс€. ј така€ поломка клапана - это, как минимум, замена поршн€, головки блока, шатуна.

÷елый р€д проблем вносит в работу клапанов некачественно выполненный ремонт. Ќапример, наиболее Ђопытныеї механики не утруждают себ€ использованием специальных приспособлений дл€ сжати€ пружин клапанов. »х Ђкоронныеї инструменты - стальна€ труба и молоток: стукнул посильнее - и пор€док. “олько вот клапан может получить повреждение по канавке дл€ сухарей. ј потом, много позже, в этом месте сломатьс€.

ќчень опасно попадание абразивной пасты в направл€ющую втулку во врем€ притирки клапана к седлу. ѕромыть такую втулку - цела€ истори€. Ќо если этого не сделать, истори€ получитс€ с продолжением максимум на 5-10 тыс€ч километров пробега. ѕосле этого износ втулки и стержн€, скорее всего, превысит все разумные пределы.

Ќекоторые механики стрем€тс€ сделать зазор клапана во втулке как можно меньше. Ёто заблуждение нередко приводит к заклиниванию клапана с весьма непри€тными последстви€ми.

≈ще одна ошибка - притирка клапанов без правки седел.  ак показывает практика, после длительной эксплуатации и особенно после замены направл€ющих втулок их несоосность с седлами - обычное дело. ¬ подобных случа€х одна лишь притирка, скорее всего, приведет к стуку клапанов и быстрому износу деталей.

 огда головка блока полностью собрана с клапанами, очень легко испортить всю работу, обстукива€ клапаны молотком. –езультат может быть тот же, что и при Ђударнойї разборке, особенно у современных многоклапанных двигателей с клапанами малого диаметра.

»з всех этих факторов складываетс€ довольно €сна€ картина: когда клапан неисправен, ему, скорее всего, кто-то в этом ЂпомогЂ.

» задача механика - не только не стать очередным Ђпомощникомї, но ликвидировать все последстви€ прежней Ђпомощиї, которые обычно несут на себе после долгой работы клапаны и другие детали. “олько так можно быть уверенным, что клапан не подведет.

ƒругие наши статьи...


фото

–азрушение по пазу сухар€ может случитьс€ из-за неправильной разборки и сборки клапана, а также вследствие больших зазоров в приводе

фото

 огда масло легко проникает через зазор между стержнем и направл€ющей втулкой, тарелка клапана быстро покрываетс€ нагаром

фото

—кол на тарелке образуетс€ из-за неплотной посадки в седле, ударных нагрузок или ненормального горени€ топлива

фото

ѕоломка клапана от больших механических перегрузок. ѕричиной могут стать большой зазор в приводе, заклинивание клапана, превышение максимальной частоты вращени€, разрушение пружины, деформаци€ стержн€ или несоосность седла с направл€ющей втулкой.

фото

Ѕольшой зазор ј между стержнем и направл€ющей втулкой приводит к перекосам и ударам по краю тарелки, что грозит поломкой клапана



—ћ÷ "јЅ-»нжиниринг"© 2001. ¬се права защищены