Признаки и симптомы прогара клапанов

• 1. Основные симптомы
• 2. Причины разрушения металла
  • 2.1. Бензиновые моторы
  • 2.2. Дизельные двигатели
  • 2.3. Газобаллонное оборудование
• 3. Диагностика без демонтажа ГБЦ
  • 3.1. Компрессометр
  • 3.2. Эндоскоп
• 4. Выводы

Температура газа в камере сгорания достигает отметки в 2400 °C. Со временем жаростойкий металл деталей газораспределительного механизма (ГРМ) теряет свои свойства и начинает разрушаться. Процессу деградации «помогают» нарушения работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Появляются первые признаки прогоревшего клапана: мотор троит, работает с перебоями. Снижается уровень компрессии. Расскажем о том, как провести диагностику, не снимая головку блока цилиндров (ГБЦ). Дадим рекомендации по ремонту.

Основные симптомы

Есть прямые и косвенные признаки. Первые можно диагностировать только после демонтажа головки блока. Вторые проявляют себя не столь явно. При прогаре клапанов первый симптом — детонация. Среди водителей это явления называют «стук пальцев». Механизм развития прост: сбитое зажигание и бензин с ненормальным октановым числом вызывают аномалию сгорания топлива. Если в норме пламя распространяется от свечи зажигания или накаливания вглубь камеры, то при детонации все идет по‐другому.

Механизм развития детонации

В разных точках топливно-воздушной смеси (ТВС) образуются локальные «взрывы». Из‐за векторов движения, направленных в разные стороны, в камере создается высокое давление, катастрофически увеличивается температура. В результате впускные и выпускные клапаны раскаляются, металл становится хрупким и трескается. Список остальных косвенных признаков того, что прогорели клапана:

• силовой агрегат трясется, вибрирует и работает неровно на холостом ходу;
• запуск мотора становится трудной задачей;
• тяга и динамика фатально снижаются;
• увеличивается расход горючего.

Чем больше симптомов наблюдает водитель, тем вероятнее неисправность. Может прогореть седло, а не сама тарелка. Это редкость, но в нашей практике случалось. Вряд ли получится обойтись без дефектовки мотора и ремонта. Проблема слишком опасна, чтобы откладывать ее решение в долгий ящик.

Причины разрушения металла

Прогоревший клапан

Есть типичные факторы, способные нанести непоправимый ущерб силовому агрегату. Но главным из них можно назвать катастрофический рост температуры в камере сгорания. Обычная сталь теряет несущую способность уже при +500 °C. Детали ГРМ делают из жаропрочных марок стали наподобие ЭСХ 8, способных выдержать нагрев до +1000 °C. Но даже они перегреваются при детонации.

Бензиновые моторы

Вот из-за чего прогорают автомобильные клапана. Температура увеличивается «благодаря» воздействию таких факторов:

1. Отказ работы системы охлаждения. Если тосол вытекает на улицу, а в радиаторе и патрубках образуется высокое давление, эффективность охлаждения падает. Детали ГРМ испытывают максимальную нагрузку.
2. Нарушение тепловых зазоров. Чтобы компенсировать температурное расширение, между толкателями и кулачками распределительного вала есть расстояние. Его сбивает «кривая» регулировка и поломка гидрокомпенсаторов.
3. Появление нагара. ТВС воспламеняется и часть золы откладывается на седлах и тарелках. Это ухудшает охлаждение. Появляются прогары клапанов. Ситуацию усугубляет чрезмерное содержание масла в камере сгорания.
4. Неправильная регулировка зажигания. При раннем угле опережения горючее воспламеняется раньше срока, при позднем — ТВС детонирует в выпускном канале двигателя. Нужна профессиональная регулировка.
5. Обедненная смесь. Избыток воздуха приводит к увеличению продолжительности горения смеси. В результате температура поднимается выше нормы, разрушая металл элементов ГРМ.

На дизельных авто при сбое в работе топливных форсунок в камеру поступает смесь, далекая от стехиометрической по составу. Высокая температура — вот из-за чего начинают прогорать клапана. Больше всего страдают выпускные. У них меньше диаметр головки. Плюс механизм удаляет отработанные газы, а их температура превышает 2000 °C.

Дизельные двигатели

Деформация выпускного клапана

Силовые агрегаты, которые работают на солярке, не боятся обедненной смеси. Чем больше воздуха поступает в камеру сгорания, тем лучше идет процесс. Есть причины, характерные для дизелей. Первая из них — ранний впрыск горючего в цилиндр. Если прогорел клапан, то симптомы проявляются моментально. Мотор не тянет под нагрузкой, работает неустойчиво на холостых оборотах. Есть и другие причины:

• перегревание головки блока из‐за неисправности системы охлаждения;
• поломка и стук гидрокомпенсаторов, неправильная настройка тепловых зазоров;
• форсунки переливают солярку, топливный насос выдает высокое давление.

На этом список не заканчивается. Негативное влияние на клапана оказывает забитый воздушный фильтр, неисправный интеркулер. Переобогащенная смесь обеспечивает экстремальную температуру при воспламенении.

Газобаллонное оборудование

При установке газобаллонного оборудования (ГБО) на машину меняется температурный режим работы. Основная причина прогорания — несоответствие октанового числа (ОЧ) топлива нормативным показателям. Если силовой агрегат рассчитан на работу с бензином АИ-95, то при увеличении ОЧ до 100 (пропан-бутан) или 110 (метан) ТВС будет догорать во впускном тракте, раскаляя механизм до предела. Вот почему прогорают клапана в дизельном двигателе.

Судя по нашему опыту, с проблемой можно справиться. Для этого достаточно установить вариатор угла опережения зажигания (УОЗ) и «накатить» двухрежимную прошивку, рассчитанную на работу с бензином и газом. Такую задачу могут решить специалисты по чип‐тюнингу в автосервисе.

Диагностика без демонтажа ГБЦ

Расскажем, как определить недавно прогоревший клапан с минимальными издержками. Для этого есть пара методов. Простого осмотра мало. Придется использовать специальное оборудование. Зато диагностика с высокой вероятностью укажет на неисправность. При анализе косвенных признаков подобной точности не добьешься. Приступим.

Компрессометр

Прибор для измерения компрессии

Прибор напоминает обычный манометр, который идет в комплекте с автоматическим насосом. Принцип действия похож. Компрессометр измеряет внутреннее давление в цилиндре. По анализу значений можно понять, что пора решать проблему. Вот как можно узнать, что прогорел клапан:

1. Выкрутить из головки блока свечи зажигания или накаливания.
2. Отключить подачу горючего, отсоединить топливный насос.
3. Вкрутить прибор в свечное отверстие.
4. Прокрутить движок стартером 6–12 секунд.
5. Записать результаты.

Процедуру надо повторить для каждого цилиндра, а потом вывести среднее арифметическое. Если в одном из цилиндров есть сильный перекос значений, дело в нем. Нормативные показатели для бензинового и дизельного двигателя можно посмотреть в руководстве по эксплуатации автомобиля.

Эндоскоп

Автомобильный эндоскоп

Прибор представляет собой миниатюрную камеру с подсветкой на гибком проводе. Эндоскоп подключается к телефону или ноутбуку. Его легко использовать. Главное — выбрать камеру с достойным разрешением, иначе по смазанной картинке не получится диагностировать неполадку. Прибор нужно «запустить» в отверстие свечи зажигания или накаливания после того, как мотор остынет.

На дисплее сразу появится картинка, по которой можно понять, что клапан уже прогорел. Для этого есть признаки:

• трещины;
• нагар;
• выбоины.

Разрушенный металл легко определить «на глаз». Если признаки есть, нужно снимать ГБЦ и самостоятельно менять клапана. Работа непростая, но без нее не обойтись.

Выводы

Прогар клапанов — частое явление на автомобилях с большим пробегом. Сначала неисправность себя никак не проявляют. Но со временем появляются косвенные признаки: силовой агрегат теряет тягу, увеличивается расход топлива. Диагностику можно провести своими силами, но не факт, кто компрессометр и эндоскоп выявят дефект со стопроцентной точностью. Мастера в автосервисе справятся с задачей быстрее, у нас есть профессиональное оборудование, а у сотрудников — годы опыта за плечами. В конечном итоге придется проводить дефектовку мотора и менять неисправные детали. Чем раньше это сделать, тем меньше будет негативных последствий для силового агрегата.