Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое клацанье двигателя клапана

Когда неисправен клапан

Хорошо, когда машина новая — двигатель работает тихо, его не слышно даже на разгоне с полным «газом». Но идет время — и однажды вы замечаете, что от былой «тишины» не осталось и следа, а, открыв капот, видите некоего грохочущего зверя, который вместе привычного пения издает явно оскорбляющие слух звуки.

Шумность работы двигателя чаще всего связана с газораспределительным механизмом — большие зазоры и стук всегда соседствуют друг с другом. Первое, что приходит в голову — отрегулировать зазоры в приводе клапанов. Часто это помогает, но иногда после регулировки кажется, что стук стал даже сильнее: один или несколько клапанов продолжают стучать. И совершенно непонятно почему: ведь зазоры в норме, да и распределительный вал с виду хороший. Причина, похоже, не лежит на поверхности, она где-то внутри, но где? Надо бы разобраться, да некогда. А стук становится все громче.
То, что клапан — деталь ответственная, никому объяснять не надо. И то, что неисправности клапанов — штука не только серьезная, но и опасная, многим известно не понаслышке. Возникают подобные неисправности по разным причинам. И встречаются среди них совершенно неочевидные, так что при ремонте не удается ограничиться только заменой неисправной детали.
Кстати, в любом случае перед тем, как что-либо ремонтировать или менять, полезно найти причину конкретной неисправности. Иначе та же участь в скором будущем может постигнуть и совсем новую, только что установленную деталь. А чтобы этого не случилось, желательно знать, в каких условиях она работает.

Как работает клапан

Основная задача клапанов — управление потоками топливовоздушной смеси и продуктов сгорания, поступающих в цилиндр или вытекающих из него. Следовательно, клапан при его открытии должен свободно пропускать смесь или газы, то есть обладать минимальным гидравлическим сопротивлением. В то же время закрытый клапан должен обеспечивать герметичность и полностью отделять полость цилиндра от впускной или выпускной системы двигателя.
Клапаны работают в условиях сильного нагрева от горячих газов, обтекающих их тарелки. И если впускной клапан при открывании периодически охлаждается поступающей в цилиндр топливовоздушной смесью, то выпускной работает в гораздо более жестких условиях. Открываясь на такте выпуска, он еще больше нагревается горячими выхлопными газами, и температура его тарелки достигает 850-900 град. С.
Для того чтобы клапаны могли противостоять таким тепловым нагрузкам, их приходится изготавливать из специальных жаростойких сталей и сплавов с большим содержанием хрома, никеля, молибдена и даже вольфрама. Эти материалы весьма недешевы, из-за чего нередко выпускные клапаны изготавливают из разнородных материалов: тарелку — из жаростойкого сплава, а стержень — из легированной стали. Кстати, впускные и выпускные клапаны самых разных моторов очень легко отличить: тарелки выпускных клапанов не обладают магнитными свойствами.
Чтобы снизить износ фаски при высоких рабочих температурах, на нее нередко наплавляют специальный твердый материал-стеллит. Реже применяют натриевое охлаждение клапана: натрий, перемещающийся во внутренней полости клапана при его открытии и закрытии, переносит тепло от горячей тарелки к более холодному стержню.
Практика показывает, что даже самый жаростойкий клапан все равно прогорит, если не будут выполнены и некоторые другие условия, главное из которых — плотная посадка тарелки в седле. Дело в том, что только хороший контакт клапана с седлом позволяет надежно отвести тепло от нагретой тарелки. Ведь седло довольно холодное, оно запрессовано в тело головки блока охлаждаемой жидкостью.
Через седло отводится до 75 % всего тепла, поступающего к тарелке, — весьма и весьма значительная часть. Естественно, если контакт с седлом нарушен, тарелка сразу начинает перегреваться. Значит, до прогара жить клапану остается недолго.
Выглядит это как цепная реакция. Небольшая неплотность в сопряжении тарелки и седла приводит к прорыву газов. Отвод тепла от тарелки в этом месте отсутствует, и тарелка перегревается. Неплотность увеличивается, а вместе с ней растет и температура тарелки. В конце концов материал начинает разрушаться, туда устремляется еще больше горячих газов, и дефект тарелки быстро распространяется до тех пор, пока цилиндр полностью не выключается из работы из-за отсутствия компрессии.
Как видим, хорошее сопряжение тарелки с седлом «убивает» сразу «двух зайцев»: снимает температуру клапана до приемлемого уровня и обеспечивает герметичность. И трудно сказать, что важнее. По крайней мере для работоспособности самого клапана важно первое, а для двигателя в целом — второе (имеются в виду хорошие пусковые свойства, мощностные характеристики, экономичность).
Кроме указанных условий, работа клапана (открытие и закрытие) должна быть достаточно «мягкой» и не вызывать излишнего шума. Шум 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.

Читать еще:  Byd f3 датчик температуры двигателя

Откуда берется стук?

Причин несколько. Самая простая уже упомянута — большой зазор в приводе. Кулачок распредвала из-за этого набегает на толкатель (рычаг или коромысло) не плавно, а с ударом, который тем сильнее, чем больше зазор.
Что страдает в данном случае в первую очередь? То, что воспринимает ударную нагрузку: рабочие поверхности кулачка распредвала и толкателя, а также опорная поверхность толкателя и торец стержня клапана. На них нередко образуются повреждения в виде точечных раковин, которые в дальнейшем расширяются и углубляются.
Но этим дело не ограничивается. Клапан не только с ударом открывается, но также резко, со стуком, закрывается. А это значит, что ударная нагрузка при закрытии приходится на уплотнительную фаску клапана и седло. Кроме того, в момент удара при посадке на седло на стержень клапана действует большая растягивающая нагрузка от пружины. Длительная работа в таких условиях весьма опасна: тарелка может просто оторваться от стержня либо стержень разрушится по другому слабому месту — канавке для сухарей.
Но допустим, что зазоры в приводе клапанов нормальные, а стук все равно прослушивается. Чаще всего причина такого стука кроется в большом зазоре между стержнем клапана и направляющей втулкой. Ситуация эта наиболее характерна для старых, изрядно походивших, моторов. Иногда стук клапана связан с неконцентричностью седла и отверстия направляющей втулки, что является следствием перегрева головки блока или неправильно выполненного ремонта. При этом клапан садится на седло сначала одним краем тарелки, и только затем, перекатываясь во втулке в пределах зазора, полностью. Из-за этого, кстати, износ направляющей втулки быстро прогрессирует.
Быстрый износ направляющей втулки и стук клапана возникают и по другим, более сложным, причинам. Например, когда гнездо цилиндрического толкателя клапана несоосно, либо имеет перекос по отношению ко втулке. Подобный дефект иногда встречается на отечественных моторах. Стук возможен также, из-за повышенных зазоров в деталях привода — в осях коромысел, в гнездах цилиндрических толкателей, а также в подшипниках распределительного вала.
Все эти стуки на слух достаточно похожи, и поэтому часто выделить конкретную причину без разборки и внимательной ревизии состояния деталей не удается. Но в любом случае нужно иметь в виду, что раз есть стук, значит нагрузки в местах контакта деталей носят ударный характер. Как правило, такой стук быстро прогрессирует, что грозит не только износом клапанов и сопряженных с ними деталей, но и их поломкой.

Почему сломался клапан?

Сам по себе стук может и не вызвать поломку. Но в любом случае важно понять, почему клапан начал стучать? А причин, спровоцировавших появление стука, оказывается, немало.
Самая распространенная — неграмотная эксплуатация, неквалифицированное и несвоевременное обслуживание двигателя. Очевидно, регулировка зазоров в приводе клапанов от случая к случаю — верный способ ускорить износы, вызвать стуки, а затем и поломки.
Очень опасно при регулировке устанавливать слишком малые зазоры: при работе двигателя клапаны нагреются, их длина увеличится, и, когда зазор выберется полностью, клапаны «повиснут». А тогда неплотная посадка на седло приведет к перегреву тарелок и прогару.
Довольно распространенная причина прогара выпускных клапанов — слишком позднее зажигание. Особенно если двигатель длительное время работает на больших частотах вращения и нагрузках. Но и раннее зажигание — тоже для клапанов не подарок, ведь температура газов в цилиндре в этом случае максимальна. Значит, неправильная установка опережения зажигания вызывает не только потерю мощности и увеличение расхода топлива, но и неисправности клапанов.
Использование некачественного масла — тоже возможная причина износа втулок и стержней клапанов. Кроме того, такое масло имеет свойство коксоваться в нижней части стержней клапанов. Из-за этого клапан будет все туже ходить во втулке, а затем и вовсе может заклинить в ней. В конце концов он получит-таки поршнем по тарелке со всеми вытекающими последствиями.
Нагар, откладывающийся на тарелках клапанов (особенно впускных), например, из-за износа маслосъемных колпачков, тоже небезобидная вещь. Достигая солидной толщины, нагар начинает откалываться. И частицы довольно крупных размеров легко могут попасть между фаской и седлом клапана. А после этого плохой контакт с седлом и перегрев тарелки неминуем.
Интересно отметить, что значительные отложения нагара на клапанах, вызывающие подобные неприятности, далеко не всегда связаны с износом маслосъемных колпачков. Судите сами: повышенное давление в картере из-за неисправности системы вентиляции или износа цилиндро-поршневой группы легко может выдавливать масло к тарелкам клапанов даже через самые новые колпачки.
Некоторые «горячие головы» предпочитают отсоединять шланг вентиляции картера от воздушного фильтра и выводить его куда-нибудь под днище автомобиля — так якобы мотору «легче дышится». И невдомек им, что на некоторых режимах в картере создается разрежение, и пыль, засасываемая в двигатель через шланг, не только быстро загрязняет масло и масляный фильтр, но и попадает к направляющим втулкам и стержням клапанов. Комментарии, как говорится, излишни.
Но, пожалуй, самые серьезные последствия для клапанов таит в себе несоблюдение сроков замены ремня привода распределительного вала. На многих современных моторах клапаны в случае обрыва ремня деформируются. Добавим еще, что попытки поставить новый ремень и так доехать, к примеру, до гаража, редко оканчиваются благополучно. Деформированные клапаны каждый раз при посадке на седло испытывают большие изгибающие нагрузки и через 10-15 минут работы, как правило, ломаются. А такая поломка клапана — это, как минимум, замена поршня, головки блока, шатуна.
Целый ряд проблем вносит в работу клапанов некачественно выполненный ремонт. Например, наиболее «опытные» механики не утруждают себя использованием специальных приспособлений для сжатия пружин клапанов. Их «коронные» инструменты — стальная труба и молоток, стукнул посильнее — и порядок. Только вот клапан может получить повреждение по канавке для сухарей. А потом, много позже, в этом месте сломаться.
Очень опасно попадание абразивной пасты в направляющую втулку во время притирки клапана к седлу. Промыть такую втулку — целая история. Но если этого не сделать, история получится с продолжением максимум на 5-10 тысяч километров пробега. После этого износ втулки и стержня, скорее всего, превысит все разумные пределы.
Некоторые механики стремятся сделать зазор клапана во втулке как можно меньше. Это заблуждение нередко приводит к заклиниванию клапана с весьма неприятными последствиями.
Еще одна ошибка — притирка клапанов без правки седел. Как показывает практика, после длительной эксплуатации и особенно после замены направляющих втулок их несоосность с седлами — обычное дело. В подобных случаях одна лишь притирка, скорее всего, приведет к стуку клапанов и быстрому износу деталей.
Когда головка блока полностью собрана с клапанами, очень легко испортить всю работу, обстукивая клапаны молотком. Результат может быть тот же, что и при «ударной» разборке, особенно у современных многоклапанных двигателей с клапанами малого диаметра.
Из всех этих факторов складывается довольно ясная картина, когда клапан неисправен, ему, скорее всего, кто-то в этом «помог». И задача механика — не только не стать очередным «помощником», но ликвидировать все последствия прежней «помощи», которые обычно несут на себе после долгой работы клапаны и другие детали. Только так можно быть уверенным, что клапан не подведет.

Читать еще:  Что такое зануление двигателя

Александр Хрулев, кандидат технических наук, «АБС»

Уважаемый посетитель! Мы физически не можем отвечать на каждый комментарий..
Для того, чтобы Вы могли самостоятельно (или с помощью ближайшего автосервиса) устранить неисправности дизеля, мы разработали ОнлайнДиагностику. Это интерактивное руководство, которое содержит все известные причины неисправностей дизельных двигателей и указывает пути достижения правильной работы конкретного двигателя.

Приглашаем вас воспользоваться ОнлайнДиагностикой прямо сейчас!

Распределительный вал двигателя УМЗ-А274 EvoTech 2.7.

Чугунный с отбелом кулачков до высокой твердости. Имеет пять опорных шеек и шестерню привода масляного насоса. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала парой косозубых шестерен. Обе шестерни имеют по два резьбовых отверстия для демонтажа.

Осевое перемещение распределительного вала ограничивается стальным упорным фланцем. Рабочий зазор 0,1-0,2 мм между ступицей шестерни и упорным фланцем обеспечивается тем, что распорное кольцо, зажатое межу шестерней и шейкой распределительного вала, толще упорного фланца.

Правильность фаз газораспределения обеспечивается установкой шестерен по меткам. Метка «О» на шестерне коленчатого вала должна быть против риски у впадин зуба на шестерне распределительного вала. На торце шестерни распределительного вала установлен отметчик, генерирующий при прохождении мимо торца датчика фазы (датчик установлен на крышке распределительных шестерен) электрический импульс для управления фазированной подачей топлива.

Привод впускного клапана газораспределительного механизма двигателя УМЗ-А274 EvoTech 2.7.

Упорный фланец распределительного вала двигателя УМЗ-А274 EvoTech 2.7.

Установочные метки на шестернях распределительного и коленчатого валов двигателя УМЗ-А274 EvoTech 2.7.

Толкатели.

Стальные с наплавкой рабочего торца специальным чугуном, имеющим высокую твердость.

Гидрокомпенсаторы.

Стальные, состоящие из корпуса, плунжерной пары, пружины плунжера и обратного клапана.

Штанги толкателей.

Изготовлены из дюралюминиевого прутка. С одной стороны напрессован стальной наконечник, а с другой – стальной стакан под гидрокомпенсаторы.

Коромысла клапанов.

Стальные, взаимозаменяемые, с запрессованной втулкой из оловянистой бронзы.

Клапаны.

Впускные клапаны изготовлены из хромистой стали. Выпускные – из жаростойкой стали. Рабочая фаска выпускных клапанов имеет наплавку из специального жаропрочного сплава.

Обслуживание газораспределительного механизма двигателя УМЗ-А274 EvoTech 2.7.

Гидрокомпенсаторы обеспечивают беззазорную кинематическую связь деталей газораспределительного механизма двигателя УМЗ-А274 EvoTech 2.7 в течение всего срока его службы. Обслуживание механизма заключается в периодическом контроле на работающем двигателе отсутствие резко выделяющихся стуков от работы газораспределительного механизма.

После запуска холодного двигателя УМЗ-А274 EvoTech 2.7 возможно появление стука гидрокомпенсаторов клапанов, который должен исчезнуть по мере прогрева двигателя до температуры охлаждающей жидкости плюс 80-90 °С. Если стук не исчезает более чем через 30 минут после достижения указанной температуры, необходимо проверить исправность гидрокомпенсаторов как указано далее.

Читать еще:  Шум в двигателе матиза причина

Стук, появляющийся при пуске холодного двигателя, многократном пуске двигателя (при нескольких неудачных пусках), пуске двигателя после длительной стоянки и исчезающий впоследствии с прогревом двигателя не является неисправностью гидрокомпенсатора. В данный случае причиной стука является попадание воздуха в камеру высокого давления гидрокомпенсатора. Это приводит к потере его жесткости, и работе привода клапанов с ударами.

Для удаления воздуха рекомендуется при работе двигателя УМЗ-А274 EvoTech 2.7 в режиме холостого хода выполнить следующие действия:

— Запустить и прогреть двигатель до рабочей температуры.
— На 3-4 минут установить режим работы двигателя на постоянной частоте вращения 2500 об/мин или на изменяющемся интервале частот вращения 2000-3000 об/мин. Затем в течение 15-30 секунд прослушать работу двигателя на холостом ходу 800±50 об/мин. Стук должен прекратиться.

Если стук не прекратился, повторить цикл до 5 раз. В случае, если стук не прекратился после проведения вышеуказанных работ, отработать еще 15 минут на частоте вращения 2000-3000 об/мин. Затем 15-30 секунд прослушать работу двигателя на холостом ходу.

В случае если стук не устранился после 5 циклов плюс 15 минут работы двигателя УМЗ-А274 EvoTech 2.7, необходимо произвести регулировку клапанного механизма, для чего:

1. Снять крышку клапанов.
2. Установить поршень первого цилиндра в ВМТ.
3. Ослабить контргайку и вывернуть регулировочный винт до появления зазора на 1, 2, 4, 6 клапанах.
4. Плавно поворачивая регулировочный винт по часовой стрелке выбрать зазор.
5. Повернуть регулировочный винт по часовой стрелке на 1,5 оборота (что соответствует ходу 1,5 мм) и затянуть контргайку.
6. Установить поршень четвертого цилиндра в ВМТ.
7. Ослабить контргайку и вывернуть регулировочный винт до появления зазора на 3, 5, 7, 8 клапанах.
8. Плавно поворачивая регулировочный винт по часовой стрелке выбрать зазор.
9. Повернуть регулировочный винт по часовой стрелке на 1,5 оборота (1,5 мм) и затянуть контргайку.
10. Установить крышку клапанов.
11. Запустить двигатель.

В случае если стук не устранился после регулировки клапанного механизма, необходимо выполнить следующие работы:

— При помощи стетоскопа (или другого прибора, усиливающего звук) локализовать источник стука.
— Снять крышку клапанов;
— Проворачивая распределительный вал установить поршень первого цилиндра в ВМТ.

В этом положении проверить гидрокомпенсаторы на 1,2,4 и 6 клапанах посредством приложения усилия на регулировочный винт по оси перемещения. Проворачивая распределительный вал установить поршень четвертого цилиндра в ВМТ. В этом положении проверить гидрокомпенсаторы на 3, 5, 7 и 8 клапанах посредством приложения усилия на регулировочный винт по оси перемещения.

— Упругая эластичность при кратковременном приложении усилия около 10 Н (1 кгс) свидетельствует о наличии воздуха в камере высокого давления компенсатора.

— Появление зазора между рабочим торцом гидрокомпенсатора и кулачком при приложении нагрузки около 20-30 Н (2-3 кгс) на время 10-15 сек и исчезновении после снятия нагрузки, свидетельствует о негерметичности обратного клапана гидрокомпенсатора или износе плунжерной пары.

— Наличие зазора между носиком коромысла и клапаном свидетельствует о подклинивании гидрокомпенсатора.

Заменить гидрокомпенсаторы, имеющие вышеуказанные признаки. При отсутствии перечисленных замечаний демонтировать ось коромысел. Извлечь все гидрокомпенсаторы из штанг и проверить внешний вид гидрокомпенсаторов, сферу регулировочного винта на наличие грубых царапин, трещин, следов износа, посторонних частиц, загрязнения. Проверить подачу масла к гидрокомпенсаторам, приработку на торце гидрокомпенсатора. Детали, имеющие неустранимые дефекты — заменить.

Ремонт после прогара клапанов

Когда в процессе диагностики точно выяснилось, что клапаны прогорели, необходимо прекратить эксплуатацию двигателя и приняться за его ремонт. Прежде всего, нужно устранить причины возникновения неисправности, поскольку если этого не сделать, то она обязательно возникнет вновь.

Если установлено, что причиной прогара клапанов стала неправильная их регулировка, то нужно заменить их на новые и верно отрегулировать. В современных автомобилях для устранения такой неполадки часто приходится также менять гидрокомпенсаторы.

При износе направляющих втулок и ослабления пружин, их также необходимо поменять вместе с клапанами. Для их замены следует подбирать только детали, которые изготавливаются известными и надежными производителями, чтобы быть полностью уверенным в их высоком качестве.

В тех случаях, когда причиной прогара клапанов стала неисправность системы охлаждения двигателя, то отремонтировать нужно в первую очередь именно ее, и только потом браться за замену клапанов. Наконец, в любом случае следует отказаться от использования некачественного топлива и изменить режимы функционирования силового агрегата таким образом, чтобы он не работал на обедненной топливной смеси.

Читайте также: Регулировка клапанов — для чего она нужна и что дает.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector