Avtonova37.ru

Авто мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что будет если загнет клапана на двигателе

Начнём с теоретической части. Сегодня все автомобилисты прекрасно информированы о количестве цилиндров в двигателях их железных друзей, но далеко не каждый осведомлён о числе клапанов. Большая часть современных моторов имеет от восьми до шестнадцати клапанов. Что же такое клапан? Это устройство газораспределительной системы силового агрегата машины. Он несёт ответственность за поставку воздуха в камеру сгорания и вывод из него использованных отходов топливной смеси. Цилиндр всегда оснащается двумя клапанами: впускным и выпускным. Первый питает камеру сгорания воздухом, а второй выводит отработанные продукты горения.

Существуют моторы, у которых каждый цилиндр оснащён несколькими клапанами впуска и выпуска. Клапан состоит из двух элементов — тарелки и стержня. Когда происходит поломка в газораспределительной системе, как правило, стержень клапана повреждается. Работа клапанов осуществляется за счёт деятельности распределительного вала. Он выполняет вращение, при этом приподнимая одни и опуская другие клапаны. Распределительный вал выполняет свою деятельность за счёт работы коленчатого вала. Данные устройства объединены друг с другом особыми приводами — ременным либо цепным. Они осуществляют вращение распределительного вала в головке блока цилиндров.

Рассмотрев принцип работы клапанов, переходим к факторам, из-за которых гнутся клапаны.

Рассмотрим такой вариант, что вы собираетесь приобретать, всеми полюбившийся народный автомобиль Рено Логан. Конструкторы концерна Рено оснастили автомобили (кроме топовой комплектации) двумя типами двигателя, которые прошли всевозможные технические испытания и имеют индексы K7J, K7M, что говорит о моторах объемом 1.4 и 1.6 литра 8V (клапанов) соответственно. А автомобиль класса «ЛЮКС» имеет двигатель объёмом 1.6 литра, при 16 клапанной «голове» с индексом K4M. В каждом из них в виде привода газораспределительного механизма выступает ремень. А о том какой двигатель выбрать в материале: 8 или 16 клапанов на Рено Логан, что лучше?

Теперь рассмотрим каждый двигатель по отдельности и разберёмся, в каком из них при обрыве ремня ГРМ произойдёт загиб клапанов.

K7J – 8-ми клапанный двигатель объёмом 1.4 литра (клапана гнёт)

Самый популярный двигатель у отечественного потребителя клапана гнёт

Четырёхтактный четырёхцилиндровый бензиновый двигатель K7J, эволюционировал в наше время прямиком из 80-х годов XX века. Из-за того, что мотор представляет собой продолжение линейки двигателей прежнего поколения, у него имеется явно выделяющаяся особенность в виде устаревшей конструкции с повышенным расходом топлива. Однако это не мешает ему оставаться одним из самых ремонтопригодных двигателей в линейке.

На данном двигателе отсутствуют гидрокомпенсаторы, поэтому каждые 15-25 тыс. километров ему требуется процедура по регулировке клапанов. И периодически происходят течи масла у сальника коленвала.

Загнуло 3 клапана из 4

Некоторые «логановоды» этому двигателю предпочитают его более мощную версию K7M.

K7M – 8-ми клапанный двигатель объёмом 1.6 литра (клапана гнёт)

Менее популярный 8-ми клапанный двигатель объёмом 1.6 литра — K7M

Мотор K7M от компании Рено, конструктивно со своим предшественником K7J практически ничем не отличается. У него точно такой же ресурс, который по заявлению производителя равен 400 тыс. километров, такое же жидкостное охлаждение и комбинированная система смазки. Осталась та же проблема по протечке масла и отсутствию гидрокомпенсаторов – регулируем клапана.

Однако, если смотреть на технические характеристики, то этот двигатель обладает на 10.5 мм увеличенным ходом поршня (за счет того, что высота блока изменена), а также наибольшим объёмом двигателя и маховиком со сцеплением большего размера.

Тем не менее, все вышеназванные достоинства никак не помогли спасти клапана двигателя, при обрыве ремня ГРМ их гнёт.

K4M – 16-ти клапанный двигатель объёмом 1.6 литра (клапана гнёт)

Погнуло клапана на двигателе K4M

Отличительная черта этого «топового» двигателя от предыдущих – это два облегченных распределительных вала в головке блока цилиндров и новая поршневая система. От этого мощность по сравнению с K7M возросла на 20 л.с, одновременно увеличилась экономичность и стабильность в работе. На моторе K4M отсутствует проблема по регулировке клапанов через определённый промежуток пробега, так как там уже присутствуют вышеупомянутые гидрокомпенсаторы.

Привод ГРМ осуществляется по-прежнему с помощью ремня и точно так же, как на предыдущих двигателях при его обрыве загибает клапана.

Клапан ДВС

Большое разнообразие материалов из которых изготавливают клапаны двс может поставить перед сложным выбором. В этой статье пойдет речь о технологиях производства клапана в каких случаях использовать те или иные клапаны, их достоинства и недостатки, облегчение и проточка «тюльпана», а также поговорим о защищающих покрытиях и методах их нанесения. Эта информация предоставлена, чтобы помочь Вам сделать обоснованное решение при модернизации клапанного механизма.

1.Технологии производства клапанов.

При изготовлении выпускных клапанов особое внимание уделяется методам изготовления и материалам способным длительно выдерживать высокую температуру и при этом сохранять прочность. К впускным требования не столь жесткие так как они имеют дополнительное охлаждение свежей топливовоздушной смесью. Необходимым свойствам соответствуют многие сплавы при соблюдении определенных технологиях, но всегда приходится чем-то жертвовать к тому же вес детали получается большим. Проводится много исследований и выявление новых материалов не стоит на месте. Множество запатентованных технологий еще не нашли своего применения на практике.

Все то множество технологий и их недостатки я описывать подробно не буду, поверхностно пройдемся по основным. Как делается тарелка клапана:

Читать еще:  Баф феникс 1044 евро 2 двигатель характеристики

Торцевая раскатка- раскалённый стержень клапана выступает из матрицы и вращающийся под углом к оси матрицы пауссон раскатывает по кругу стержень, который постепенно подается в матрицу до придания необходимой формы. Создается направленная микроструктура метала, параллельная профилю тарелки клапана, что увеличивает прочность.

1-торец заготовки. 2-матрица. 3-паусон. 4-готовая тарелка клапана. 5-стержень.

В следующем методе заготовку подают в матрицу и похожим образом раскатывают тарелку клапана, при этом еще выдавливается ножка в отверстие что тоже дает направленную микроструктуру, подобную волокнам древесины. Существует еще несколько методов имеющих сходство с описанным.

Клапан изготавливают из стали марок: 40Х9С2, 40XH, 40Х10С2М, 20ХН4ФА, 55Х20Г9АН4, 45Х14Н-14В2М, титановых сплавов ПТ-3В, ВТ3, ВТ-14, ВТ6, с намного низкой температурной стойкостью (только впускные клапаны) ВТ18У и ВТ25У и других сплавов. Клапаны из сплавов на основе интерметаллида TiAl имеют сравнимо низкую плотность металла, соответственно и меньший вес с большей твердостью и жаропрочностью даже в сравнении с привычными сплавами на основе титана. Но возникают трудности при изготовлении по привычным технологиям, позволяющим добавить прочность, из-за низкой пластичности. В таком случае изготавливают методом литья, но в этом случае, в структуре металла образуется пористость, которая удаляется только высокотемпературным газоизостатированием, очень дорогая процедура, составляющая себестоимость клапана.

Широко применяется комбинированная система, когда стержень выполняется из низколегированных сплавов с большей твердостью, а тарелка из жаропрочных. Готовые детали в последствии свариваются различными методами или напрессовываются, конструкция считается не очень надежной.

Другой вариант изготовления, стержень и торец клапана изготавливаются из одного сплава, в последствии деформационной и термо обработки создаются разные микроструктуры метала, в головке обеспечиваются высокая твердость и сопротивление ползучести в тарелке высокая термостойкость. Опять же технологии изготовления очень дорогостоящие. Не стану описывать остальные методы, имеющие по 3-4 переходных зоны по микроструктуре и технологию отжига, все они принципиально схожи с выше описанным.

Горячая штамповка в торец- раскалённый стержень просто вдавливается в матрицу в которой метал распределяется как попало с нарушением микроструктуры, самый простой и бюджетный способ, не имеющий необходимой прочности.

2. Виды клапанов

Широко распространены всего два вида тарельчатых клапанов «Тюльпан» и «Т-образный».

Стоит разобраться в недостатках и преимуществах чтобы сделать свой выбор. И так самый распространенный это тюльпан, имеет большой запас прочности обтекаемую форму, часто большой вес.

Т- образный предназначен в большей степени для тюнингованного мотора работящего преимущественно на высоких оборотах. Имеет минимальный радиус перехода от ножки к тарелке, небольшой вес в следствии чего уменьшается нагрузка на газораспределительный механизм продлевая срок службы, сдвигает порог зависания клапана что позволяет использовать стандартные клапанные пружины, не прибегая к усиленным, отбирающих свою долю мощности, меньший износ направляющих втулок, лучшая продувка. О надежности поговорим чуть ниже.

3. Облегчение клапана типа «Тюльпан»

Из экономических соображений многие стремятся самостоятельно облегчить клапаны, покупка новых Т- образных выливается в кругленькую сумму, обычно это клапаны на основе титана, имеющие небольшой вес минимальную металлоёмкость и лучшие характеристики прочности и жаростойкости, однако в виду трудоемкого производства таких деталей себестоимость очень высока.

Выше я уже говорил, что Тюльпан изначально имеет большой запас прочности и есть возможность его облегчить ценой надежности, неоправданного риска попасть на очередную капиталку. Мало кого этот факт останавливает и начинаются поиски тех кто уже опробовал и сделать именно также, соблюдая размеры оппонента. В сети по этой теме можно найти много положительного опыта, реже попадаются печальный исход доработки.

А теперь давайте разберемся почему это происходит. В начале я описывал технологии производства клапанов и материалов. Если вы читали внимательно, то уже поняли, что большое значение имеет технология производства и созданная микроструктура в металле пусть хоть в результате термообработки или метода штамповки. Во время облегчения клапана механически удалятся часть металла в поверхностных слоях которого была заключена основная прочность всей детали. Термонагруженность тарелки возрастает вследствие чего материал клапана не способен выдерживать нагрузку и поддается деформации. Некоторые производители наносят специальные покрытия расширяющие свойства, в конце темы опишу подробнее. Из этого можно сделать вывод, вероятность обрыва тарелки 50/50, ведь вам не известна технология и материалы и действовать вы будете по опыту других или на глазок. Добавим вероятность заводского брака и возможную детонацию, и получите такой результат.

Однако не всегда так случается и судя по опыту немногих, облегченные клапаны ходят по 100тыс и продолжают исправно работать. Если вы все же решились на облегчение, задумайтесь об охлаждении тарелки, в этом поможет замена седел клапанов на бронзовые. Именно через седла отводится большая часть температуры. Об этом я уже писал в теме Седло клапана. Не допускайте острых краев и тонких кромок на тарелке, эти места будут чрезвычайно перегреты повысится вероятность детонации и приведет к прогару и разрушению клапана. Совершенно нет необходимости в фасках, сделайте плавный переход и скруглите кромку тарелки. Не забудьте притереть клапан к седлу, желательно не алмазными пастами. Рассмотрите варианты облегчения остальных подвижных частей- пружинные тарелки, коромысла или толкатели.

Предпочтение стоит отдавать конечно заводским Т- образным клапанам, не оставляя без внимания бренд, их надежность не заставит вас сомневаться. Не думайте опробовать производство из Китая даже если это титан.

Читать еще:  Газ 3110 волга двигатель 406 инжектор большой расход топлива

4. Защищающие покрытия, методы нанесения.

Распространение получили три метода нанесения покрытия на металлы плазменно-порошковая наплавка, лазерное легирование, наплавка токами высокой частоты. Нанесенное покрытие совершенно другого металла на выпускной клапан расширяет защитные свойства детали, возможность противостоять агрессивной среде. Это позволяет выполнять клапан из более подходящих материалов по термостойкости и прочности, не прибегая к поиску золотой середины. Таким получаем прочный и легкий клапан, не способный противостоять окислению и износу, но применение тонкого слоя специального покрытия решит эту проблему.

Выхлопные газы высокой температуры наносят большой вред клапану, возникает газовая коррозия парами воды, окисление кислородом, оксидом углерода, оксидом серы, которые образуются в результате горения. Механическое воздействие расклепывает рабочую фаску увеличивается ее размер, нарушается герметичность, что приводит к прорыву раскалённых газов в щель и большему прогару.

Далее расскажу о методах нанесения покрытия, ознакомимся с каждым из них подробнее.

Плазменно-порошковая наплавка-

наиболее универсальный метод, подается гранулированный металлический порошок вместе с газом в плазмотрон. Такой метод позволяет наносить качественное покрытие толщеной 0.5-5.0мм, растворимость металла детали в наплавленном слое всего 5%, возможное отклонение от номинала толщены- 0.5мм, минимальная окисляемость наплавляемого слоя за счет подаваемого в плазмотрон газа, минимальная зона термического влияния.

Лазерное легирование-

на деталь воздействует луч лазера разогревая поверхность чуть больше температуры плавления основы. Температура регулируется мощностью лазера и диаметром луча. В результате происходит активное перемешивание легирующего металла размещенного на поверхности основы с металлом детали на глубину примерно 1-2 мм. Такой метод позволяет наносить покрытия стеллита, вольфрамохромокобальтового сплава. Растворимость основного металла в покрытии 5-10%.

Наплавка токами высокой частоты-

На тарелку клапана устанавливается кольцо из наплавляемого металла, между клапаном и кольцом находится порошковый флюс или газовая среда (аргон, азот) под действие тока высокой частоты разогревается кольцо и подогревается тарелка клапана до температуры диффузии металлов, место нанесения покрытия охлаждается водой с другой стороны клапана, таким образом происходит намораживание наплавляемого слоя, при этом клапан вращается для обеспечения равномерности нагрева. Таким образом наносят самофлюсующиеся сплавы ЭП616, ЭП616А, ЭП616Б, ЭП616В значительно дешевле кобальтовых стеллитов и имеют достаточную твердость и стойкость к коррозии. Растворимость основного металла в слое покрытия 20-30%.

Тарелка титанового клапана с покрытием нитрид хрома (CrN)

Пример с покрытием из нитрида титана, обеспечивает высокую твердость.

Противостоит отложению нагара и окислению.

Количество клапанов

В классическом варианте четырехтактному двигателю для работы достаточно иметь по два клапана на каждый цилиндр. Но к современным моторам предъявляются все большие требования по мощности, расходу топлива и экологичности, поэтому для них этого уже становится недостаточно. Поскольку чем больше клапанов, тем более эффективно происходит наполнение цилиндра свежим зарядом. В разное время на двигателях пробовались следующие схемы:

  • трехклапанные (впуск – 2, выпуск – 1);
  • четырехклапанные (впуск – 2, выпуск – 2);
  • пятиклапанные (впуск – 3, выпуск – 2).

Лучшее наполнение цилиндров и их очистка обеспечиваются при использовании большего числа клапанов на один цилиндр. Но при этом усложняется конструкция двигателя.

На сегодняшний день наиболее популярными являются моторы с 4 клапанами на цилиндр. Первые такие двигатели появились еще в 1912 году на автомобиле Peugeot Gran Prix. Тогда широкого применения данное решение не получило, но начиная с 1970 года начали активно выпускаться серийные автомобили с таким количеством клапанов.

Признаки неисправности клапанов

Несмотря на простую конструкцию и внушительный эксплуатационный ресурс, как впускные, так и выпускные клапаны периодически выходя из строя. Последние страдают чаще, так что стоит сосредоточиться на их проверке, если вы столкнулись со следующими проблемами:

  • Существенная потеря мощности двигателя;
  • Повышенная шумность выхлопа, появление хлопков;
  • Неустойчивая работа двигателя;
  • Появление стуков в подкапотном пространстве.

Последнее связано с неправильной регулировкой или выходом из строя гидрокомпенсаторов , если двигатель автомобиля ими оснащен. Автолюбителю стоит обратиться в автосервис. Специалисты приступят к частичной разборке двигателя и выяснят, связана ли ненормальная работа двигателя с неисправностью клапанов. Если причина проблем кроется именно в клапанах, то вот что можно обнаружить при их осмотре:

  • Загибание стержня. Может быть вызвано обрывом ремня ГРМ или его неправильной установкой (неправильным выставлением меток на шкивах распредвала/ов и коленвала), повышенными зазорами в приводе и неправильным монтажом;
  • Скол тарелки. Основными причинами появления сколов является неплотная посадка в седле и ударные нагрузки;
  • Сильная деформция тарелки. В основном деформируются тарелки клапанов, которые подвергаются чрезмерным механическим нагрузкам. Такое происходит при клине, превышении частоты оборотов двигателя, выходу из строя пружины клапана, несоосности седла клапана со втулкой;
  • Скопление нагара на тарелке и части стержня. Клапан покрывается нагаром при проникновении масла через образующиеся при работе ГРМ зазоры.

Зачастую при наличии проблем с клапанами рядовые автолюбители и даже специалисты говорят об их прогорании. Как показала практика, прогорание клапана является синонимом скола или сильной деформации тарелки по причинам, которые указаны в списке выше. Избежать этих проблем непросто. Вот основные причины прогорания: заводской брак, неверная величина теплового зазора, использование неподходящего топлива, износ направляющей втулки, старение пружины, износ колец цилиндров, износ маслосъемных колпачков, недостаточная эффективность работы системы охлаждения ДВС. Читатель мог подумать, что заводской брак не должен быть одной из главных причин выхода клапанов из строя. К несчастью это так, а согласно некоторым исследованиям, каждое пятое изделие на вторичном рынке автозапчастей является бракованным. По этой причине автолюбителям особенно важно знать, как правильно выбирать впускные и выпускные клапаны и продукции какой фирмы отдавать предпочтение.

Читать еще:  Что будет если залить не рекомендованное масло в двигатель

Замена деталей

Чтобы заменить пневмокамеру не понадобится сложных инструментов и долгих манипуляций. Сначала откручивается крепление и снимается шток, после чего снимается камера и ставится новая. Иногда возможно коррозийное разрушение корпуса самой емкости, на предмет чего тоже нужно ее периодически проверять.

Для замены клапана управления заслонками впускного коллектора понадобится набор отверток, плоскогубцы, ключи. На всю работу уйдет не более двадцати минут:

  • Сперва откручиваются винты крепления планки, на которой находятся клапаны;
  • Устанавливаются новые клапаны;
  • Прикручивается вся конструкция на место;
  • Измеряется сопротивление – его значение должно быть от 33.2 до 33.3 Ом.

Замена недолгая и простая, поэтому ее можно провести даже во дворе дома, взяв нужные инструменты.

Очень редко случается, что клапаны разрушаются и засоряют обломками коллектор. Обычно это происходит на некачественных двигателях, в следствии перегрева мотора или если сами клапаны были заменены на контрафактный аналог.

Как очистить грязные впускные клапаны

Если вы чувствуете, что впускные клапаны на двигателе загрязнены, но вы не хотите выполнять всю работу по снятию впускного коллектора и головки цилиндров, вы можете попытаться почистить клапаны, используя следующие процедуры:

Для очистки впускных клапанов возьмите бутылку жидкого очистителя поверхности двигателя, очистителя впускной системы или очистителя карбюратора. Следуйте инструкциям на упаковке или выполните следующие действия:

Некоторые производители советуют распылять очиститель в корпус дроссельной заслонки при работающем двигателе. Другие производители рекомендуют отсоединить шланг от клапана системы принудительной вентиляции картера, или использовать любой другой большой шланг, который соединяется с впускным коллектором, чтобы медленно залить в него очиститель во время работы двигателя (для этого вам, вероятно, понадобится небольшая воронка). Запустите двигатель на высоких оборотах холостого хода (1 000 – 1 500 об/мин), одновременно доливая очиститель в шланг.

В зависимости от того, насколько загрязнены впускные клапаны и насколько эффективно чистящее средство, процесс удаления углеродных отложений может занять от 10 до 20 минут или более. Возможно, вам придется повторить процесс очистки более одного раза, чтобы полностью удалить отложения.

Если такой метод очистки не помогает по причине густоты отложений, вам, возможно, придется попробовать более прямой метод очистки. Для этого необходимо снять впускной коллектор, чтобы очиститель можно было наносить непосредственно на клапаны. Возможно, вам придется обратиться к руководству по техническому обслуживанию вашего автомобиля для получения подробных пошаговых инструкций по снятию впускного коллектора.

После того, как впускной коллектор снят, загляните в каждое отверстие, чтобы увидеть, какие клапаны закрыты, а какие – открыты. Процесс очистки следует начинать с закрытых клапанов. После очистки этих клапанов прокрутите коленчатый вал, чтобы закрыть оставшиеся открытые клапаны. Причина, по которой производят чистку только закрытых клапанов, – предотвращение попадания остатков отложений и очистителя в цилиндры двигателя.

Используйте аэрозольный очиститель, который может растворить и удалить углеродистые отложения, например очиститель для тормозов.

Распылите чистящее средство непосредственно во впускной канал, чтобы оно покрыло верхнюю часть клапана. Дайте постоять около 30 минут, чтобы очиститель растворил отложения. Вы можете использовать маленькую щетку, чтобы очистить отложения во время нанесения очистителя. Через 30 минут снимите остатки чистящего средства с помощью тряпки или бумажных полотенец и/или удалите остатки чистящего средства и остатки отложений с помощью пылесоса для влажной уборки.

Накопление отложений углерода на впускных клапанах может препятствовать потоку воздуха. После очистки поток воздуха значительно улучшается.

Теперь поверните коленчатый вал, чтобы закрыть оставшиеся открытые клапаны, и повторите процедуру очистки для других клапанов, которые теперь закрыты, пока все клапаны не будут очищены.

Если отложения на впускном клапане настолько густые и твердые, что химическая очистка не помогает, вы можете попробовать провести струйную очистку клапанов с помощью пневматического пистолета-распылителя и мягких материалов, таких как пищевая сода или пластиковые шарики. Уплотните или заклейте все отверстия в верхней части двигателя, чтобы остатки не могли попасть в картер, охлаждающую жидкость или масляные каналы. После очистки клапанов остатки отложений можно убрать с помощью обычного пылесоса.

Если ничего не помогает, последний вариант – снять головку блока цилиндров, разобрать все клапаны и почистить их вручную с помощью проволочной щетки, струйной очистки или замочить клапаны в баке с горячей водой с применением ультразвуковой очистки.

Некоторые дилеры советуют заменить всю головку цилиндров на новую. Но это лишь приведет вас к ненужным расходам, так как в большинстве случаев клапаны могут быть разобраны, очищены и снова собраны в существующей головке цилиндров. Разборка головки блока цилиндров и очистка клапанов требуют больше времени и труда, и могут потребоваться некоторые специальные инструменты, такие как компрессор пружины клапана, съемник зубчатой передачи или инструменты для снятия верхнего кулачка.

Но это может сэкономить на стоимости смены всей головки цилиндров. Единственный момент, когда может потребоваться замена головки, если двигатель прошел много километров (более 160 000 км), и у головки есть другие неисправности, такие как изношенные направляющие клапана и/или седла, трещины или другие повреждения.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector