Как понять что прогорел клапан

Прогорел выпускной клапан. Причины, первые звоночки беды.

Здесь видно как газы просачивались

…сразу по делу, самую суть)

Есть ТУшка, пробег почти 200к, каких то серьезных проблем и хлопот не доставлял, совсем недавнее ТО вообще обрадовало. Снял впуск, заглянул в каналы, смотрю клапана чистые, нагара нет, скинул клапанную крышку, тоже норм, днище поршней-порядок, жора масло не было, ехал плюс минус нормально, делаю поспешный вывод, повода для беспокойства нет!

Значит шуршу по трассе 100500 км/ч, полёт нормальный, и в один момент понимаю что машина начала замедляться, загорелся чек, на педаль газа не реагирует, не долго думая торможу, машина глохнет…мыслей в голове куча, от самой безобидной-закончился бензин, до обрыва ремня или его перескока. Выдохнул, включаю зажигание, стартер и двигаетесь завёлся, троит, посторонних шумов нет, недолго думая еду кое как в гараж. Начинаю разбираться, ошибка P0301, выкручиваю и смотрю свечи, первая мокрая, меняю, завожу, не помогло, меняю катушку на заведомо рабочую, не помогает, скидываю фишку с топливной форсунки первого цилиндра, так же тишина, думаю ну может заклинила в открытом положении, заглушил, жду, нажимаю золотник на рампе ииии, пшикнуло, хренова �� Беру продувочный пистоле, выставляю первый цилиндр на сжатие, дую в свечной отверстие, слушаю куда шипит, вроде в выпуск. Ну что, нужно скидывать голову, ОК!

Снимаю, смотрю, тааадаам! выпуск, первый цилиндр, один клапан прогорел. Выпускные все в рыхлом бело-сером налёте. Начинаю отматывать назад, вспоминать что видел, чувствовал, слышал.
Ещё год назад и энное количество км при замене свечей обратил внимание на электрод, который был белый, разумеется первые мысли-бедная смесь, в таком случае машина не ехала бы, но с динамикой порядок, расход так же не обращал на себя внимание, может качество топлива, в таком случае нужно было менять заправку, собственно я так и сделал, сначала))а потом просто забил, какая рядом, туда и еду.

Теперь проводим расследование и собираем все в кучу. Бензин как виновник «торжества», с содержанием чего то, что даёт нагар на выпускных, налёт прилипает на фаску, уплотнение со временем нарушается, газы под давление просачиваются в выпуск, делая в клапане дырдочку, все вроде бы сошлось. Как оказалось переодические, или в моем случае регулярные повышенные обороты, хорошая нагрузка не спасает от нагара, связанного с топливом, сажи и чёрного налёта почти нету, хон на месте.

Вопрос знатокам, две крышки Р/В, почему на впускной нет канавок для подачи масла на шейки вала?

Почему прогорают клапана?

Прогар клапана – естественное последствие неправильного горения топливовоздушной смеси в цилиндре либо нарушения теплового зазора. Давайте рассмотрим, почему может прогореть клапан на дизельном или бензиновом двигателе и уделим внимание проблеме регулировки теплового зазора и детонационного сгорания.

Признаки прогара клапана

В случае прогорания в цилиндре на такте сжатия не развивается достаточное давление, так как часть топливно — воздушной смеси (ТПВС) просачивается через клапан. Поэтому сгорание в таком цилиндре происходит неправильно либо отсутствует полностью, что естественным образом отображается на работе двигателя.

Симптомы прогара клапана:

• неравномерный холостой ход. При этом характер работы будет зависеть от площади отверстия, образовавшегося между фаской клапана и седлом ГБЦ. Это может быть как легкая вибрация и небольшое подергивание при перегазовке, так и троение, при котором один из цилиндров полностью не работает;
• потеря мощности;
• характерное бубонение во впускном тракте. Возникает, если на автомобиле прогорел впускной клапан;
• увеличение расхода топлива;
• трудный запуск.

В автомобилях с функцией самодиагностики на приборной панели загорится сигнальная лампа Check Engine. Считав диагностическим прибором неисправности, вы, скорее всего, увидите ошибки по пропускам зажигания, бедной/богатой смеси. Первый тип ошибки регистрируется вследствие неравномерности вращения коленчатого вала, возникающей при неисправности в каком-либо из цилиндров. Второй связан с неправильным горением в неработающем цилиндре, вследствие чего часть ТПВС летит в выхлопной тракт, сбивая с толку кислородный датчик (лямбда-зонд).

После выявления кода неисправности по конкретному цилиндру можно смело выкручивать свечу для замера компрессии. Если же ошибок нет, придется прибегнуть к более искусным методам диагностики.

Как определить неработающий цилиндр?

Суть простейшей проверки сводится к последовательному отключению цилиндров. Имитируя неисправность, мы наблюдаем за изменениями в работе двигателя. После отключения котла, в котором прогорел клапан, изменения в работе будут минимальные. Какими способами это лучше всего сделать?

1. Снимите со свечи высоковольтный провод. В это время катушка будет переживать повышенные нагрузки, поэтому длительность такого стресс-теста не должна превышать 2-3 секунды. Во избежание риска удара током через растрескавшийся ВВП делать подобную проверку нужно в прорезиненных перчатках либо с помощью плоскогубцев с пластиковыми/резиновыми ручками.
2. Физически отключите фишку форсунки. При наличии специализированного диагностического оборудования сделать это можно программно, подключившись к автомобилю через разъем OBD-II.

Видео: Почему горят клапана

Проверка компрессии

Определив неработающий цилиндр, мы должны проверить цилиндр на герметичность. Для этого есть несколько способов:

• измерение компрессии в двигателе. Для этих целей подойдет даже самый дешевый компрессометр с подходящей шкалой измерения. Главное, чтобы в наличии был переходник с подходящей резьбой. Не доверяя точности прибору, ориентируйтесь не столько на показанную цифру, сколько на разницу между цилиндрами. Компрессия при прогаре клапана снижается на 3-6 Атм. в сравнении с соседними горшками;

Во время прокрутки двигателя стартером дроссельная заслонка должна быть полностью открыта, подача топлива во все цилиндры отключена, а аккумулятор полностью заряжен.

• проверка цилиндра на герметичность с помощью тестера. Прибор представляет собой редуктор, через который в цилиндры подается сжатый воздух. Установленный рядом манометр измеряет фактическое давление после редуктора, переводя потерю воздуха в процентную оценку негерметичности;
• измерение относительной компрессии. Своими руками такой тест не провести, но у автодиагноста с осциллографом проверка займет не более 15 минут. Измерить относительную компрессию можно по току стартера либо с помощью скрипта CSS Андрея Шульгина.

Прогорел клапан или проблемы с поршневой?

Прогоревший клапан – далеко не единственная причина снижения компрессии в цилиндре. Поэтому следующие шаги помогут нам понять, прогорел клапан либо это проблемы с поршневой системой.

Самый примитивный тест – залить в «подсевший» цилиндр несколько кубиков моторного масла, после чего повторить замер. Если компрессия возросла, значит, причина не в прогоревшем клапане, а в цилиндро — поршневой группе (ЦПГ).

Вытащите щуп и посмотрите на количество газов, вырывающееся из отверстия. Если двигатель сильно сапунит, причина в поршневой. Если же система вентиляции картерных газов справляется со своей задачей, прогорело седло клапана или же сам клапан. В более продвинутом варианте диагностики специальным прибором измеряется объем картерных газов.

Чтобы определить прогар клапана, а не поршня, осмотрите цилиндр с помощью эндоскопа. Заглянув внутрь двигателя, вы увидите прогоревший клапан. Если поршень остановился вверху и нет возможности развернуть камеру, чтобы посмотреть вверх, слегка покрутите мотор стартером либо ключом за шкив коленчатого вала.

Почему выпускные клапаны горят чаще?

На бензиновых двигателях с впрыском в коллектор впускные клапаны омываются бензином и воздухом, что значительно снижает их температуру. Поэтому чаще всего прогорают именно выпускные клапаны. Проблемы с впускными случаются из-за неправильной регулировки зазора, вследствие чего тарелка неплотно прижимается к седлу. Из-за этого ухудшается теплоотвод, что и становится причиной неисправности.

Процесс горения смеси исправного двигателя

Чтобы лучше понять причины прогара клапанов, необходимо знать основы процессов газообмена в двигателе и их последовательность.

1. Такт впуска. Впускные клапаны открыты, поршень движется вниз, создавая зону разряжения. Со впускного тракта в этот момент всасывается смесь топлива с воздухом (бензиновые моторы с распределительным впрыском во впуск или с моноинжектором) либо чистый воздушный заряд (ДВС цикла Дизеля и бензиновые моторы с прямым впрыском).
2. Такт сжатия. Поршень начинает движение вверх, впускные и выпускные клапана закрываются. Смесь сжимается, температура в камере сгорания повышается.
3. Рабочий такт. За несколько градусов до высшей мертвой точки (ВМТ) цилиндра смесь поджигается искрой (бензиновые ДВС) либо самовоспламеняется от контакта с разогретым воздухом (дизельные). Под действием силы расширяющихся газов поршень устремляется вниз. Возвратно-поступательное движение поршня через шатунно-кривошипный механизм передается во вращательное движение коленчатого вала.
4. Такт выпуска. Выпускные клапаны открываются. Движущийся к ВМТ поршень выталкивает отработавшие газы в выпускной тракт.

Фазы перекрытия клапанов и инерционное наполнение упущены намерено, так как существенно не влияют на рассмотрение вопроса прогара клапанов.

Основные причины прогара клапанов

;
• нарушение теплового зазора клапанов;
• слишком позднее/раннее зажигание; .

1. Детонация

Детонация – процесс неправильного горения ТПВС, при котором возникает ударная волна, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью. Детонационное сгорание – одна из главных причин прогара поршней и клапанов.

Причины детонации:

• несоответствие октанового числа бензина и степени сжатия. Скорость горения низкооктанового топлива выше, а температура самовоспламенения ниже. Поэтому смесь детонирует еще до момента подачи искры;
• низкокачественный бензин. В попытках повысить октановое число бензина с помощью присадок недобросовестные АЗС иногда путают пропорции. При этом возможна ситуация, когда заявленное октановое число как ниже, так и выше фактического. Во втором случае присадки замедляют скорость горения смеси, из-за чего повышается термохимическая нагрузка на выпускные клапаны;
• слишком низкое калильное число свечей зажигания. Смесь самовоспламеняется от раскаленных частей свечи;
• бедная смесь. Из-за переизбытка окислителя (кислорода) в конце такта сжатия вблизи раскаленных участков камеры сгорания начинаются предпламенные реакции, перерастающие в детонационное сгорание. Причина бедной смеси может быть в подсосе воздуха, забитых форсунках, нехватке давления топлива.

2. Нарушение теплового зазора

Если тепловой зазор в клапанном приводе слишком мал, клапан неплотно прилегает к седлу, из-за чего нарушается отвод тепла. Из-за постоянного перегрева в головке клапана появляются трещины, а наиболее теплонагруженные частицы и вовсе откалываются.

Неправильная регулировка выпускных клапанов также может стать одной из причин детонации, так как при высокой температуре появляется риск предпламенных реакций.

3. Влияние позднего и раннего зажигания

При несвоевременном начале горения ТПВС клапана переживают повышенные термохимические нагрузки. Так, при раннем зажигании смесь поджигается раньше расчетного времени приближения поршня к ВМТ. Поэтому пик давления в цилиндре нарастает ранее идеальных 10-15º после ВМТ. Поршень, клапаны и стенки камеры сгорания при этом переживают чрезмерные термические и ударные нагрузки.

Слишком позднее зажигание приводит к тому, что смесь еще активно догорает, когда выпускные клапаны начинают открываться. Опять-таки повышенные термические нагрузки приводят к прогару выпускных клапанов.

Прогар клапана на дизельном моторе

Признаки прогара клапана на дизеле схожи с бензиновым двигателем. Но среди причин лидирует неисправность форсунок. Из-за переливающих форсунок повышается температура в камере сгорания, увеличивается время горения смеси.

Понятие детонации в дизельном двигателе отсутствует. Но при раннем впрыске возникает не менее опасное жесткое сгорание, когда давление в камере сгорания развивается раньше расчетного. Стенки камеры сгорания в такие моменты переживают повышенные ударные и тепловые нагрузки.

Прогорел клапан: признаки, причины и что делать

Клапана двигателя работают в тяжелом режиме в области сильного давления и высокой температуры, поэтому изготавливаются из достаточно прочных материалов. Однако, не редки случаи, когда происходит прогорание тарелки клапана, обычно это клапан выпускной группы, работающий в особо жестких условиях. Вызвано это тем, что при выпуске раскаленные отработанные газы с высокой скоростью и давлением проходят между тарелкой клапана и седлом, агрессивно воздействуя на обе детали.

Прогоревший клапан УАЗ Патриот 2.7 бензин

Признаки:

• Двигатель троит, особенно на холостом ходу;

• Снижение мощности мотора;

• Увеличение расхода топлива.

Причины

Малая величина клапанного теплового зазора, либо полное его отсутствие ведут к пережатию клапанов и сгоранию тарелки клапана. Зазор может уменьшиться в процессе эксплуатации авто, при неправильной регулировке клапанов, а также при неисправности гидрокомпенсаторов.

На фото — гидрокомпенсаторы с рокерами

Подгорание кромки тарелки клапана может быть вызвано и износом стержней клапанов и отверстия в направляющих втулках. Это ведет к тому, что клапан имеет некоторый люфт в направляющей и поэтому не полностью садится в седло.

Схема клапана, тарелки и седла.

По состоянию тыльной стороны кулачка распределительного вала можно с большой долей вероятности сделать вывод, что был малый клапанный зазор, либо он вообще полностью отсутствовал.

Определяется это таким образом. Когда между коромыслом, рокером или толкателем (в зависимости от конструкции двигателя) есть необходимый зазор, то тыльная часть кулачка распределительного вала не касается сопряженной детали. Так как нет прямого контакта, то тыльная часть кулака имеет темноватый оттенок, тогда как рабочая часть всегда блестящая, так как постоянно работает на прямой контакт.

Когда же зазор мал или отсутствует, то тыльная часть кулачка распределительного вала также работает в контакте с рокером и тоже имеет блестящий вид. Это подтвердит вероятность того, что клапан прогорел от пережатия клапанных зазоров при регулировке, либо уменьшился по мере эксплуатации, когда длительное время не проводилась проверка состояния клапанных зазоров.

При полном прилегании тарелки клапана к седлу, он отдает часть своей температуры седлу, частично при этом охлаждаясь. Когда же клапан не может сесть полностью в седло, он практически не охлаждается, что ведет в итоге к его перегреву и прогару кромки тарелки.

Прогар клапана и износ седел клапанов особенно выражен в двигателях, работающих на газе. Это вызвано тем, что при использовании газа повышается температура сгорания на 60-80 градусов, относительно бензиновой смеси.

Просевшее седло клапана

Так при работе на бензине клапанные тарелки нагреваются до температуры порядка 900 градусов, а седла до 300-350 градусов. Само по себе такое повышение температуры в целом не опасно для двигателя, если не производится регулировка по обеднению газовой смеси. При работе на бедной смеси температура сгорания вырастает на 200-250 градусов, что неминуемо приведет в последствии к сгоранию тарелок выпускных клапанов и седел.

Помимо механических причин, вызывающих сгорание клапанов, нужно отметить и использование бензина, значение октана которого ниже, чем рекомендует производитель конкретной марки автомобиля. Это вызвано тем, что чем ниже октановое число бензина, тем выше скорость его горения и тем выше вероятность детонации при работе мотора.

На фото впускные клапана, которые редко прогорают. Обычно прогорают выпускные клапана

Так при нормальном состоянии мотора, фронт распространения пламени смеси распространяется с 10-20 м/сек, а при использовании бензина с низким октановым числом скорость смеси начинает гореть уже 1500-2500 м/сек, что практически в 100 раз выше, чем при нормальном горении.

В итоге, многократно возрастает температура деталей двигателя, что приводит к прогоранию, клапанов, седел, поршней. Поэтому не стоит проверять прочность своего мотора, путем экономии на более дешевом сорте бензина с низким октановым числом.

Проблема с прогоранием клапанов может быть вызвана и постоянным эксплуатированием автомобиля на предельных возможностях. Это все же не спортивный автомобиль со специально подготовленным мотором, а обычный авто с серийным двигателем, для городской и загородной езды.

Прогоревшие клапана в двигателе 1.2 HTP Skoda Fabia. О двигателе можно прочесть здесь

Проверка

Двигатель может троить по нескольким причинам, это:

• Трещина в крышке трамблера;

• Неисправный высоковольтный провод, свечной наконечник;

• Пробита прокладка головки блока;

Для проверки неработающего цилиндра нужно поочередно снимать свечные наконечники со свечей. При исправном цилиндре работа двигателя сразу изменится, при снятии с неисправного цилиндра работа мотора останется без изменений.

Снимаем бронепровод

Далее нужно проверить компрессию в цилиндрах и убедиться, что причина кроется в поршневой группе или же именно в клапане, а не элементах зажигания. В проблемном цилиндре компрессия будет либо очень низкой, относительно остальных цилиндров, либо будет отсутствовать полностью.

Проверка компрессии

Для того, чтобы исключить проблему с поршневой, в цилиндр, где малая величина компрессии, заливается немного моторного масла и вновь проверяется компрессия. Масло уплотняет пространство между поршнем и зеркалом цилиндра и если проблема с поршневой, то величина компрессии сразу увеличится. Если же давление не поднялось, то проблема с клапанами.

Помимо этого, подтвердить, что проблема именно с клапаном подскажет тот факт, что свеча зажигания неисправного цилиндра будет сухой, в районе электродов. Когда же низкое давление в цилиндре по причине поршневой, то вся свеча будет в моторном масле.

Что делать?

Сгоревший клапан необходимо заменить, учитывая при этом определенные условия. Так, если ранее уже производились работы по ремонту головки блока, а именно выполнялась замена направляющих, клапанов, либо притирка имеющихся клапанов, то нужно учитывать, что седла уже просажены. То есть тарелка клапана глубоко утапливается в седло.

Вставляем новый клапан

По этой причине торец стержня клапана выше допустимого подходит к кулачку распределительного вала, что не дает возможности его регулировки (нет зазора). В подобных случаях требуется замена седел клапанов, либо снятие торцевой части стержня клапана, чтобы компенсировать его глубокую посадку в седло. Если эти работы по какой-либо причине невозможны, то выполняется замена головки блока.

В заключение

Для того, чтобы не попадать в ситуации с прогаром клапанов, рекомендуем периодически производить проверку их тепловых зазоров, дополнительно с проверкой компрессии, что может своевременно подсказать о неисправности в клапанах, путем снижения давления в одном или нескольких цилиндрах.

Косвенно о том, что требуется ремонт головки блока подскажет тот факт, что быстро выходят из строя недавно установленные сальники клапанов. Это происходит по причине того, что изношены направляющие или стержня клапанов. Стержень по причине люфта постоянно давит на одну кромку сальника, быстро выводя его из строя. При этом клапана уже не могут полностью садиться в седла и возможен прогар клапана.

Прогар клапанов: признаки неисправности

Прогар клапанов часто встречается как у бензиновых, так и дизельных двигателей. Появиться дефект может и на относительно новых ДВС, и со значительным пробегом. Исключительно важно точно установить характер неисправности на первом этапе возникновения проблемы. Продолжение эксплуатации автомобиля в этом случае может усугубить ситуацию и приведет к необходимости выполнить очень дорогой по стоимости ремонт.

Причины и симптомы прогара клапанов

• изношенность направляющей втулки клапана;
• зажатость клапанов;
• износ стержня клапана;
• работа ДВС на обедненной смеси, что особенно значительно сказывается при наличии ГБО.

Важно! Результатом эксплуатации автомобиля с прогоревшим клапаном будет повышенный расход топлива. Не исключено выгорание седла клапана, что приводит к необходимости его ремонта, а в некоторых случаях может потребоваться полная замена головки блока цилиндров.

Прогар клапана может привести к мгновенному разрушению детали с попаданием образовавшихся осколков в цилиндр двигателя. Как результат, значительные повреждения ГБЦ, БЦ, поршня.

Обнаружить прогар клапана можно по появившемуся троению мотора, а таже при потере его мощности и возрастании расхода топлива. Но из-за того, что двигатель может троить по различным причинам это затрудняет проведение диагностики прогоревших клапанов без разборки ДВС и снятия головки блока цилиндров.

Как определить прогар клапана, не снимая головку блока цилиндров?

Начинать следует с определения неработающего цилиндра. Для проведения проверки необходимо запустить двигатель и на холостом ходу снимать колпачки со свечей зажигания (данный способ проверки аналогичен диагностике неисправных свечей зажигания).

Сняв очередной колпачок со свечи зажигания, требуется следить за оборотами холостого хода и стабильностью работы мотора. Усиление троения или заглохший двигатель при снятом колпачке на определенном цилиндре говорят о том, что этот цилиндр находится в рабочем состоянии. При незначительном изменении оборотов или неизменной работе силового агрегата при снятом колпачке сигнализируют, что дефектный цилиндр найден.

Затем на обнаруженном неработающем цилиндре требуется выкрутить свечу зажигания и заменить на новую, исправную. Также следует проверить работоспособность высоковольтного провода зажигания (бронепровода) данного цилиндра и катушки зажигания. Запустив двигатель после завершения ремонтных работ, можно будет понять, заключалась ли проблема в элементах системы зажигания или необходимо продолжать диагностику.

Обнаружив, что двигатель продолжает троить и характер работы его после замены свечи зажигания на новую, проверки состояния высоковольтного провода и других элементов системы зажигания не изменился, надо продолжить искать причины неисправности, которые могут носить более серьезный характер:

• прогар клапана газораспределительного механизма;
• неисправность в цилиндро-поршневой группе.

Нарушение герметичности камеры сгорания (разрушение тарелки и/или седла клапана, неплотное прилегание впускного или выпускного клапана), возникшее из-за прогара клапанов, приводит к снижению компрессии в цилиндре. Сниженная компрессия в цилиндре также может быть вызвана износом цилиндро-поршневой группы или поломкой поршня. Причиной выхода цилиндра из строя может быть залегание или поломка поршневых колец.

Важно! Для точного определения прогоревших клапанов или возникших проблем с цилиндро-поршневой группой используют замер компрессии в цилиндрах. Это наиболее распространенный способ для локализации неисправности.

Явным свидетельством возникшей неисправности будет низкая компрессия в цилиндре. Однако необходимо принимать во внимание один нюанс. По данному показателю (сниженной компрессии) не получится определить прогар клапана, исключив из списка причин проблемы в работе цилиндро-поршневой группы. Это связано с тем, что снижение компрессии в силовом агрегате может зависеть как от прогара клапана, так и из-за поломки поршневых колец или других причин. Для точного установления причины неисправности вместе с замером компрессии необходимо выполнить дополнительную диагностику двигателя:

• Самый простой способ определения прогара клапана после измерения компрессии в цилиндрах ― заливка небольшого количества моторного масла (буквально несколько «кубиков») через свечной колодец. После этого необходимо повторить замер компрессии. Образовавшаяся в результате заливки моторного масла пленка сыграет роль «уплотнителя», на что укажет возрастание компрессии в цилиндре. Это произойдет при износе поршневой группы. Если попавшее в цилиндр моторное масла никак не повлияет на компрессию, то причина неисправности в прогаре клапана, а не в проблемах в работе цилиндро-поршневой группы.
• Рекомендуется также осмотреть свечу зажигания на проблемном цилиндре, что поможет точно определить прогар клапана. Полностью сухая свеча зажигания указывает что причина проблемы заключается в прогаре клапана. Также из сапуна мотора может выходить воздух или дым. Интенсивность выхода дыма напрямую зависит от изношенности элементов цилиндро-поршневой группы.

Примечание: масляный налет на свече зажигания – это только косвенный признак. Выход сизого дыма из сапуна двигателя при сухой или покрытой небольшим налетом свече зажигания указывает на проблемы с поршнем или поршневыми кольцами. На ДВС с относительно небольшим пробегом проблема заключается в том, что поршневые кольца, скорее всего, залегли.

Также необходимо добавить, что появление выходящего через сапун двигателя моторного масла говорит о неисправности перегородок между поршневыми кольцами.

Приведенные способы дополнительной диагностики силового агрегата позволяют точно определить причину снижения компрессии в цилиндрах, найти прогоревший клапан газораспределительного механизма и выявить проблемы с цилиндро-поршневой группой.