avtoexperts.ru

Одна из страшных тем в разговорах автомобилистов – почему гнутся клапана, на каких автомобилях возможна эта поломка, и как ее предотвратить. Сегодня мы подробно расскажем о причинах, по которым выходят из строя клапана двигателя и мерах профилактики этой неисправности.

За что отвечают клапаны в моторе

Для начала немного теории. Наверняка каждый автолюбитель знает, сколько цилиндров в моторе его автомобиля, а вот сколько в нем клапанов – на этот вопрос ответ дадут не все. В большинстве современных двигателей насчитывается от восьми до шестнадцати клапанов (по два или четыре на один цилиндр), есть силовые установки (восьми или двенадцатицилиндровые), у которых количество клапанов – от 24 до 32-х.

Клапан – важная деталь газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя машины, которая располагается в головке блока цилиндров, отвечает за своевременную подачу воздуха в цилиндр и вытеснения из него отработанного газа.

Причем, один и тот же клапан не может выполнять указанные функции, а потому каждый цилиндр оборудован двумя видами клапанов – впускными, которые подают в камеру сгорания воздух, и выпускными, которые выдавливают из этой камеры продукты сгорания топливовоздушной смеси.

Есть двигатели, у которых на один цилиндр приходятся по два выпускных и впускных клапана, а есть такие, где впускных клапанов больше, чем выпускных (трех и пятиклапанные цилиндры). В строении клапана различают две части: тарелку и стержень. Именно стержень клапана и попадает под удар, когда из строя выходит один из элементов газораспределительного механизма.

В рабочее состояние клапаны приводит распределительный вал, который, вращаясь вокруг своей оси в головке блока цилиндров, поднимает одни и опускает в цилиндры другие клапаны – это так называемые газораспределительные фазы. В свою очередь, распредвал в движение приводит коленчатый вал – оба этих элемента ГРМ связаны между собой приводом, который может быть зубчатым, ременным или цепным. Зубчатая передача вращает распределительный вал в блоке цилиндров, а ременная или цепная – в головке блока цилиндров.

В настоящее время наибольшее распространение получили двигатели, в газораспределительном механизме которых используется ремень или цепь. Ременной тип привода проще по своей конструкции, но менее надежен, чем цепной. Цепной тип привода, в свою очередь, устроен сложнее – в его механизм входят натяжные ролики и успокоители. Мы неслучайно столько внимания уделили деталям газораспределительного механизма – понимание принципа его работы поможет нам в дальнейшем определить причины, по которым гнет клапана.

Почему гнутся клапаны

И у газораспределительного механизма с ременным приводом, и у ГРМ с цепным приводом может настать момент, когда выходит из строя ременная или цепная передача. Обрыв ремня ГРМ или растяжение звеньев цепи ГРМ, которые не в состоянии зацепиться за зубья шестерен распределительного вала (проскальзывание) ведет к тому, что распредвал резко останавливается, а коленчатый вал продолжает свое движение.

В этот момент клапаны утапливаются в цилиндр, а им навстречу поднимается поршень. Сила подъема поршня намного больше, чем у опускающихся клапанов, поэтому поршень ударяет по тарелке клапана, а стержень, не выдерживая этого удара, сгибается или даже ломается. Происходит полная остановка двигателя, заводить который снова не рекомендуется, чтобы не спровоцировать более серьезной поломки – выхода из строя поршней, что чревато дорогостоящим ремонтом головки блока цилиндров.

Как определить, что клапана погнулись

Установить на глаз, что при обрыве ремня или проскальзывании цепи ГРМ загнуло клапана, нельзя. Для этого нужно провести две нехитрые операции.

Для начала установим на ролики по меткам новый ремень ГРМ и потихоньку прокрутим коленчатый вал. Достаточно от двух до пяти оборотов чтобы определить, что клапана погнуты: если вращение свободное, то стержни клапанов целы, если затруднено – клапана загнулись.

Бывает так, что коленвал прокручивается, а клапана все равно загнулись. Как в таком случае определить поломку? Надо замерить компрессию в цилиндрах, предварительно выкрутив свечи зажигания. Если в цилиндре компрессии нет — клапана погнулись.

Как не допустить поломки клапанов

Разберем причины, по которым мог порваться ремень, чтобы понимать, как предотвратить такую поломку.

Причина 1. Истек срок эксплуатации ремня ГРМ. Как и любой другой расходный материал, ремень газораспределительного механизма имеет свой ресурс работы. Производитель автомобиля в руководстве по эксплуатации указывает срок замены ремня ГРМ – для большинства моторов он наступает при пробеге 100-120 тысяч километров. Надеяться на то, что до этого момента ремень будет служить верой и правдой, конечно, можно, но для пущей верности рекомендуем на каждом плановом ТО проводить осмотр состояния ремня и при необходимости провести его замену. В таком случае мы не допустим его обрыва, и, как следствие, не будем расхлебывать проблемы с загнутыми клапанами.

Причина 2. Использование контрафактного ремня ГРМ. Некоторые автолюбители, желая сэкономить, покупают неоригинальные, дешевые ремни ГРМ, которые рвутся на малых пробегах – 5-7 тысяч километров. Совет – относитесь ответственно к покупке ремня ГРМ, лучше заплатить больше за этот расходник, чем потом раскошелиться на дорогостоящий ремонт головки блока цилиндров.

Причина 3. Поломка помпы ГРМ. В конструкции газораспределительного механизма некоторых двигателей помпа соприкасается с ремнем, и при выходе из строя этого узла его заклинивает, в результате чего ремень трется о помпу и перетирается, что приводит к его обрыву. Помпа изнашивается на тех же пробегах, что и ремень ГРМ, поэтому при замене ремня рекомендуем установить новую помпу.

Причина 4. Износ распределительного вала. Эта поломка происходит на больших пробегах двигателя (от 150 тысяч км и более), а потому встречается не так часто. Заклинивание распредвала может привести к разрыву ремня ГРМ. Именно поэтому при покупке подержанного автомобиля с большим пробегом настоятельно советуем взглянуть на состояние распредвала.

Причина 5. Неисправность навесного оборудования привода ГРМ. Ремень газораспределительного механизма движется на роликах, которые тоже могут изнашиваться, заклинивать, что приводит к разрыву ремня и загибании клапанов.

Рекомендуем на каждом ТО проверять состояние натяжных роликов, регулярно смазывать и подтягивать их крепления, и при необходимости заменять их новыми.

Хотя двигатели с цепным приводом ГРМ считаются более надежными, бывает, что гнет клапана и у них. Происходит это по двум причинам: звенья цепи растягиваются или выходит из строя навесное оборудование привода (натяжные ролики и успокоители). Основная причина, по которой растягиваются звенья цепи ГРМ – некачественный материал, из которого она изготовлена. Такая беда случилась с двигателями Volkswagen TSI в середине 2000-х годов: немецкий автопроизводитель заказал цепи у недобросовестного подрядчика, и они начали выходить из строя на 20-40 тысячах пробега, провоцируя загибание клапанов. Чтобы у таких моторов не гнули клапана, следует периодически проводить диагностику цепи ГРМ и навесного оборудования и по необходимости менять их на новые.

Помимо этих способов предотвратить загиб клапанов можно, сделав на головках поршней специальные углубления, которые по своим габаритам будут соответствовать стержням клапанов. Если случится обрыв ремня или проскочит цепь, то, при остановке распредвала стержни клапанов не уткнутся в головки поршней, а войдут в углубления и остановятся там. Правда, у этого способа есть и свои минусы: двигатель с такими «тюнингованными» поршнями теряет до семи процентов своей мощности. Готовы ли вы дефорсировать мотор своего «железного коня» ради сохранности клапанов при выходе из строя привода ГРМ?

Поломка клапанов – причины и последствия загнутых клапанов

В зависимости от типа двигателя количество установленных в нем клапанов может колебаться от 8 до 32. Все они работают в слаженном режиме. Порыв ремня ГРМ или растяжение цепи приводит к тому, что клапана самопроизвольно опускаются вниз. При этом поршни продолжают свою работу в обычном режиме. Происходит столкновение деталей. Клапана не выдерживают ударной нагрузки, гнуться или ломаются.

Это сопровождается остановкой двигателя. До выяснения причин заводить его не рекомендуется. Обломки деталей окончательно выведут из строя силовой агрегат, который будет нуждаться в капитальном ремонте.

Причины изгиба клапанов

Изгиб клапанов происходит в результате порыва ремня ГРМ или растяжения цепи. Причины носят следующий характер:

• 1. Ремень ГРМ выработал свой строк службы. Если он не менялся в течение пробега автомобиля 120 тыс. км, то его качество уже не будет соответствовать нормам. Рекомендуется после 50 тыс. км проводить необходимый осмотр элемента.
• 2. Установка некачественного ремня ГРМ. Если он был изготовлен организацией, не имеющей лицензию, то риск его порыва существует уже после 7 тыс. км пробега автомобиля.
• 3. Заклинивание помпы, которая входит в систему газораспределения. В случае ее остановки происходит трение металла о ремень. В результате чего он рвется.
• 4. Поломка распределительного вала. Может произойти только в том случае, когда автомобиль прошел более 150 тыс. км. В результате износа деталь заклинивает, и ремень рвется.
• 5. Износ роликов, по которым движется ремень. Со временем на них формируется выработка, что приводит к остановке деталей. Как следствие рвется ГРМ.
• 6. Растягивание цепи. Это возможно из-за применения некачественного металла или естественного износа. В результате происходит проскальзывание зубьев, что приводит к поломке клапанов.

Как узнать загнуло клапана или нет

Если после разрыва ремня ГРМ существует предположение на изгиб клапанов или их поломку, то проверяется это следующим образом:

• 1. Проводится новая установка ремня.
• 2. Начинается медленное проворачивание коленчатого вала. В этот момент существующая неисправность проявляет себя. В случае свободного вращения — двигатель в порядке. При погнутых клапанах движение будет затруднено.

В этой проверке бывают исключения, поэтому на последнем этапе необходима подстраховка. Иногда и при согнутых клапанах двигатель проворачивается свободно. Дополнительно проверяется наличие компрессии. Ее отсутствие указывает на наличие проблемы.

Загнуло клапана на двигателе: почему и что с этим делать

Зачастую в разговорах автолюбителей мелькают фразы: “попал на ремонт, оборвало ремень, загнуло клапана”. Разумеется, речь в таких случаях идёт о ремне ГРМ. Для того, чтобы понять причины “катастрофы”, рассмотрим в общих чертах взаимодействие шатунно-поршневой группы и механизма газораспределения.

Взаимодействие это строго согласовано, иначе не обеспечить нормальную работу двигателя.

Принцип работы клапанно-поршневой системы

Для примера возьмём такт сжатия. Когда поршень, сжимая горючую смесь, приближается к верхней мёртвой точке, он практически вплотную подходит к камере сгорания (на дизелях – к поверхности головки). Если в этот момент какой-либо из клапанов будет не закрыт, то потеря компрессии будет меньшим злом. Скорее всего, клапан, стержень которого жёстко удерживается коромыслом (или кулачком распредвала) сверху, примет на себя удар поршня.

Клапана загибает в случае столкновения клапана с поршнем

В очень редких случаях заводом-изготовителем предусмотрены углубления в днище поршня, позволяющие избежать столкновения. Из сказанного, надеюсь, понятно, почему гнёт клапана при обрыве ремня ГРМ: распредвал прекращает вращение, часть клапанов остаётся в открытом положении, являясь “удобной мишенью” для движущихся по инерции поршней.

Слаженность работы ГРМ с кривошипно-шатунным механизмом обеспечивается точной установкой шестерен или звёздочек. Для этого на них и на определённых точках двигателя делаются установочные метки.

По виду передачи крутящего момента привод газораспределительного механизма может быть:

Рассмотрим распространённые их неисправности, которые могут привести к загибанию клапанов.

Устройство привода ГРМ

Поломки ременного привода

• обрыв ремня. Может быть вызван износом, а также излишним натяжением и выработкой натяжного и паразитного роликов;
• проскакивание ремня вследствие срезания зубьев или поломки пружины натяжного ролика(если она предусмотрена конструкцией). Срезанные зубцы не сразу можно обнаружить;
• срезание одной из шпонок шестерен или разбивание шпоночного паза;
• на некоторых двигателях шестерни распредвала имеют коническую посадку, то есть страховкой от проворачивания шестерни служит лишь момент затяжки болта. (Один мастер недотянул такую шестерню. На мой вопрос :-“И что?” был ответ: – “двенадцать из шестнадцати”. Имелись в виду загнутые клапаны, конечно.)

Возможные “болезни” привода цепного

• обрыв цепи. Износ, брак;
• проскакивание цепи. Зачастую связано с неисправностью натяжителя или неправильной его установкой. Ещё случается, что гидронатяжитель не работает как следует из-за недостатка поступающего к нему масла. Такое случается, когда используют некачественное масло и (или) редко его меняют.

Шестеренчатая передача:

• поломка корпуса шестерни;
• выкрашивание зубьев.

Последствия обрыва ремня ГРМ

Некоторых любознательных автомобилистов интересует вопрос: можно ли загнуть клапана стартером? Ответ – легко! Просто не устанавливайте звёздочки или шестерни ” по меткам” – и ключ на старт! Если двигатель запустится, то Вы сразу научитесь распознавать симптомы загнутых клапанов. Хотя, если не сильно “промахнётесь”, то все можно исправить, собрав привод ГРМ по правилам.
Если погнут всего один клапан, работа двигателя будет неровной. Даже если это V-образная “шестёрка” – услышите.
Если после восстановления привода распредвала двигатель работает ровно и развивает прежнюю мощность, то Вам повезло и завод-изготовитель предусмотрительно поставил поршни с достаточными углублениями в днищах. Но, к сожалению, не всегда это возможно. В первую очередь при проектировании мотора конструктор добивается сочетания многих, казалось бы, противоречивых, качеств своего “детища”. Допустим, таких, как экономичность и мощность. Это может в какой-то мере служить оправданием того, что на 16-ти клапанных моторах зачастую гнёт клапана при обрыве ремня ГРМ.

Особенно остро такие проблемы стоят перед создателями дизельных двигателей, в которых сжатие и необходимое завихрение топливной смеси задают мощностные характеристики. Поэтому камера сгорания выполняется в днище поршня и имеет зачастую прихотливую форму.

На дизельных двигателях клапана гнет чаще, чем на бензиновых

Тем не менее, за этим стоит точный расчёт и моделирование вихревых потоков на компьютере. Такие камеры называются неразделёнными и делать углубления для клапанов нецелесообразно с точки зрения качественного распыления и максимально эффективного сгорания топливной смеси. Поршень же почти вплотную приближается к головке блока. Поэтому пока неизвестно достоверно, есть ли дизели, на которых “не гнёт клапана”. Хотя, возможно, человеческий гений справился и с этой бедой.

Ремонт

Загнутые клапана двигателя авто

Ни в коем случае не пытайтесь каким-либо образом восстанавливать погнутые клапаны!
Замена, и только замена!

Если Вы выправите клапан “на глазок”, то рискуете нажить себе ещё неприятностей. Восстановленный кустарным способом клапан вряд ли будет соосен с направляющей втулкой и плотно прижмётся к седлу. А если захотите “чуть-чуть” подровнять стержень, то он будет работать как насос, выкачивая масло в камеру сгорания – никакой колпачок не удержит.
Благоразумнее всего будет как можно тщательнее произвести дефектовку других деталей. Ведь ударом может повредить направляющие втулки, сёдла клапанов. Известны случаи, когда загибало шатуны. Поломка коромысел тоже не редкость.

Модели ВАЗовских двигателей, клапана которых не “боятся” обрыва ремня ГРМ :

ВАЗ 2111 1,5л; ВАЗ 21083 1,5л; ВАЗ 11183 1,6л (8ми клапанный); ВАЗ 2114 1,5л и 1,6л( оба 8ми клапанные)

Известно, что старые 8-ми клапанные “опелевские” двигатели (такие, как на DAEWOO Nexia и Chevrolet Lanos), тоже спокойно переносят эту неприятность.

Как правило, если у человека на любимом авто погнуло хотя бы один клапан, пусть даже однажды, такой человек уже начинает понимать, что даже “железки” не имеют железного терпения и постарается стать хорошим хозяином своего “коня”. Клапана нуждаются в регулярном внимании.

В заключение, нелишним будет добавить – следите за своим авто, не сомневайтесь, есть ли повод “заглянуть под капот”.