Home » Misc » Причины прогара клапанов

Причины прогара клапанов


Прогар клапанов: что такое и как диагностировать - Иксора

Прогар клапанов встречается в двигателях любых автомобилей, как бензиновых, так и дизельных. Появление неисправности не зависит от длительности пробега транспортного средства, поэтому с одинаковой частотой случается как на новых автомобилях, так и на автомобилях с пробегом. Прогар клапанов требует скорейшего исправления, так как эксплуатация автомобиля с прогоревшими клапанами приводит к дорогому ремонту всего мотора.

Причины прогара клапанов

Прогар клапана может случиться по разным причинам, однако основной является несвоевременная регулировка теплового зазора. Также к причинам прогара клапана можно отнести:

  •   выход из строя гидрокомпенсатора
  •   сильно зажатые клапана
  •   износ стержней клапана
  •   работа автомобиля на обедненной смеси.

Последствия прогара клапанов

В первую очередь, прогар клапанов приводит к повышению расхода топлива. При отсутствии устранения проблемы и дальнейшей эксплуатации автомобиля может прогореть седло клапана, что потребует полную замену ГБЦ.

Еще одним последствием прогара клапана является его разрушение, которое способно вывести из строя всю поршневую группу двигателя, так как осколки клапана при попадании в поршневую группу могут оставить на внутренней поверхности ГБЦ и БЦ задиры и дефекты. Эксплуатация автомобиля в таких условиях может привести к полному выходу из строя двигателя.

Признаки прогоревшего клапана

Троение двигателя – один из основных симптомов прогара клапанов. Также снижается мощность двигателя, увеличивается расход топлива. Однако эти признаки могут проявляться и по другим причинам, например, при снижении компрессии цилиндров, неисправной работе свечей зажигания, инверторных форсунок, системы питания двигателя и т.д. Поэтому точная диагностика прогара клапанов требует снятия ГБЦ.

Как определить прогар клапана без снятия ГБЦ

  • При невозможности снятия головки блока, в первую очередь необходимо определить какой из цилиндров неисправен. Для этого заведите двигатель автомобиля и на холостых оборотах и снимайте по очереди колпаки свечей зажигания, при этом следите за стабильностью работы мотора. Цилиндр является рабочим при появлении троения, или если мотор начинает глохнуть. Отсутствие заметных изменений после снятия колпачка выявит нерабочий цилиндр. Для наиболее точной диагностики также рекомендуем проверить исправность свечей зажигания.
  • Определить прогар клапана после измерения компрессии цилиндров можно также с помощью заливки небольшого количества масла через свечной колодец. После заливки масла повторно измерьте компрессию. Если компрессия после заливки масла повышается, это говорит об образовании масляной пленки, которая выполняет роль уплотнителя, и износе поршневой. Неизменная компрессия говорит о прогаре клапана.

Во-избежание прогара клапанов, рекомендуем уделять внимание своевременной регулировке клапанов. Проводить эту процедуру необходимо каждые 10 тыс.км пробега или по регламенту автопроизводителя.

Качественые клапаны и прокладки клапанных крышек вы можете найти в магазине IXORA. Квалифицированные менеджеры обязательно помогут сделать правильный выбор, ответят на все ваши вопросы. Обращайтесь, это выгодно и удобно.Проводите замену моторного масла в соответствии с техническими требованиями автопроизводителя.

Производитель Номер детали Наименование 
DAEWOO 96351689  Клапан рециркуляции выхлопных газов
CHRYSLER 04593892AA  Клапан рециркуляции выхлопных газов
QUATTRO FRENI 1618NR  Клапан рециркуляции выхлопных газов
FIAT 9665752480  Клапан рециркуляции выхлопных газов
CUMMINS 5310392  Клапан рециркуляции выхлопных газов
DAEWOO 25183476  Клапан рециркуляции выхлопных газов
DELLO 190004610  Прокладка EGR 
GENERAL MOTORS 96291087  Клапан рециркуляции выхлопных газов 
DOMINANT OP58510586  Клапан рециркуляции выхлопных газов 
HONDA 18011PGKA02  Клапан рециркуляции выхлопных газов
ERA 555186  Клапан рециркуляции выхлопных газов
FORD 1079561 Клапан рециркуляции выхлопных газов
FORD 1673226  Клапан рециркуляции выхлопных газов
FORD  1807605  Клапан рециркуляции выхлопных газов
FORD 4874490  Клапан рециркуляции выхлопных газов
FORD BK2Z9D475A  Клапан рециркуляции выхлопных газов

  * Применяемость деталей конкретно для Вашего автомобиля уточняйте у менеджеров по телефону: 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Полезная информация:

  • Что такое катализатор горения топлива и стоит ли использовать?
  • Ремонт АКПП. Причины и признаки неисправности.

 Получить профессиональную консультацию при подборе товара и подробную информацию по всем интересующим Вас вопросам можно позвонив по телефону -

8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

 

 

Почему прогорают клапаны?

Система клапанов двигателя внутреннего сгорания очень сложна и прецизионна. Для решения проблемы в клапанной системе, изначально необходимо диагностировать ее причину. Только лишь заменить повреждённый клапан особо не поможет, если причина заключается в неправильном взаимном размещении клапанной направляющей и седла клапана. Заменив клапан, что прогорел, Вы ситуацию не решите, если его прогорание произошло из-за «горячей точки» на головке цилиндре. Пока горячая точка будет присутствовать, клапаны будут прогорать и далее.

  • Как определить прогоревший клапан?
  • Причины прогорания клапана
  • Последствия прогара клапанов
  • Как исправить прогорания клапана?

Поэтому, важным моментом будет анализ причин поломки перед попыткой ремонта. Клапан, который прогорел либо сломался, износившиеся направляющие, или другие проблемы с клапанной системой зачастую представляют собой конечный результат целой цепочки событий. Одна проблема способствует порождению другой, что, в конечном результате, приведёт к сбоям в работе клапанов.

Как определить прогоревший клапан?

Для проверки клапана на предмет его прогорания существует несколько способов. Самым проверенным и простым считается поиск нерабочего цилиндра среди всех. Для этого нужно запустить силовой агрегат. Во время его работы на холостом ходу необходимо сдёрнуть колпачки со свечей. Если после этого двигатель сменит обороты, то такой силовой агрегат неисправен. А если, сняв колпачок со свечи, Вы увидите, что двигатель работает, как и прежде, то неисправности коснулись цилиндра.

Когда мотор начинает троить, то следует выкрутить свечи и поменять их местами, либо заменить одну из них. Когда Вы поменяли местами свечи, сразу заведите двигатель. Если после этого он завёлся и нормально работает, значит, свеча оказалась рабочей, и прекратил свою работу другой цилиндр.

В том случае, если такая замена оказалась неэффективной, тогда вставьте свечу обратно в колпачок и положите её на мотор и прогоните стартером: если искра появилась, тогда всё в порядке, а если искры нет, тогда что-то не в порядке с бегунком, трамблером или кулачком. Самый первый признак прогара клапана – это идущий с сапуна дым, а это значит, что свеча осталась без масла. Если поломался поршень, тогда из сапуна повалит сизый дым, а свеча будет покрыта маслом.

Ещё прогар клапана проверяется одним старым способом: для этого замеряйте компрессию цилиндра, это производится при помощи измерителя компрессии. Затем шприцом залейте в цилиндр масло и после этого тоже проверьте компрессию. Если после этих манипуляций компрессия подниматься не будет, значит, случился прогар клапана. Если же компрессия поднимается, значит, поломка произошла в поршне. Многие автомобилисты не желают менять прогоревший клапан, но это пагубно отражается на мощности двигателя и топливном расходе.

Причины прогорания клапана

Причин, способствующих поломке клапана, существует множество. Реже говорят об уже бракованных заводских клапанах, но это вторая из главных причин поломки. Основная же причина – это механические и термические перегрузки.

Один из лидирующих производителей моторных клапанов привёл статистику, что каждый пятый выпущенный клапан ломается по причине заводского брака. Результаты этого исследования были опубликованы ещё десять лет назад. Система контроля с того времени значительно улучшилась, хотя материалы и процессы производства не претерпели изменений. Но всё же гарантию того, что только что приобретённый Вами клапан лишён каких-либо дефектов, не могут дать даже суперсовременные системы контроля качества.

Дефектом может оказаться металлургическая неоднородность, включённая в сплав, которая ослабляет клапан; дефекты ковки, приводящие к появлению микротрещин; поры и ошибки термической обработки, которые дают неверные размеры клапана; плохая адгезия хромового покрытия клапанной поверхности. Поэтому, покупая новый клапан, делайте следующее:

- проверьте соответствие размеров клапана номинальным стандартам, а также то, что клапан лишён явных дефектов;

- приобретайте клапаны только от надёжных и проверенных марок-производителей.

Любые клапаны изнашиваются со временем. Но есть те, которые выходят из строя значительно раньше, чем предполагалось, и на то есть две причины – прогорание и разламывание. Зачастую прогорают выпускные клапаны из-за того, что их нагрев достигает значительно больших значений, чем у впускных. Впускные клапаны охлаждаются за счёт входящей воздушно-топливной смеси.

Рабочая температура таких клапанов составляет примерно 400°С. Выпускные клапаны лишены такой охладительной системы и, кроме этого, они ещё прогреваются от потока выхлопных газов. Во время работы эти клапаны прогреваются до 650°С, что означает их большую уязвимость к прогоранию и разрушению. Рабочая высокотемпературная среда требует от сплава, из которого состоит клапан, должных характеристик. Выпускные клапаны обычно производят из нержавеющей стали как целиком, так и только лишь их головки. В мощных бензиновых и дизельных двигателях рабочая температура ещё более высокая, поэтому на выпускной клапан наносится стеллитовое покрытие в виде сплава на кобальтовой основе, что препятствует его скорому износу.

Теплоотвод от впускного и выпускного клапанов осуществляется через направляющий клапан и его седло. Три четверти тепла отводится через седло клапана, поэтому, чтобы предотвратить прогорание, ему необходим хороший контакт с седлом. Остальное тепло рассеивается через стержень клапана и далее выводится наружу через клапанную направляющую. Если клапан регулярно не охлаждается, то происходит его перегрев с дальнейшим прогоранием.

Всё, что мешает правильному охлаждению клапана либо создаёт избыточный перегрев, приводит к тому, что клапан может прогореть. Образование нагара на клапане и его седле препятствует его правильному охлаждению и приводит к неизбежному перегреву. Этому же способствует и плохой контакт между клапаном и седлом, если оно очень узкое и имеет не концентрическую или эллипсовидную форму.

Слишком слабая пружина либо уменьшение клапанного зазора ухудшают взаимный контакт между седлом и клапаном, что снова же приводит к перегреву. Также этому способствуют и изношенные седло либо направляющая, которые препятствуют отводу тепла к силовому агрегату.

При установке клапана обращайте внимание на его высоту. Притёртые клапаны располагаются в головке цилиндра гораздо глубже, чем надо. Это приводит к более высоко торчащим стержням, геометрия коромысла нарушается, а при нагреве силового агрегата зазор клапана исчезает. Если необходимая геометрия не восстановилась после стачивания кончиков стержней, сёдла необходимо заменить. Другой вариант – это установка клапана с головками чуть большего размера, которые компенсируют отшлифованное седло.

Уменьшенный клапанный зазор является частой причиной прогорания клапана. Если седло клапана изношено, он заходит глубоко в голову цилиндра и уменьшает зазор. В итоге, зазор полностью или частично перекрывается, а клапан плохо прилегает к седлу, сильно нагревается и впоследствии сгорает. Такое происходит, в основном, на старых двигателях, которые лишены жёстких сёдел и устанавливаются на тяжёлые грузовики, морские, сельскохозяйственные и промышленные машины. Выходом из данной ситуации является установка более жёстких клапанных сёдел со стеллитовым покрытием.

Клапаны могут прогорать также и из-за проблем с охладительной системой в самом силовом агрегате, если его рабочая температура станет предельно высокой. Недостаток охлаждающей жидкости, проблемы с термостатом, гидронасосом, закупоренный радиатор, сломанный вентилятор или его выключатель – всё это приводит к перегреву силового агрегата. Это, в свою очередь, приводит к увеличению клапанных стержней, уменьшению зазора между направляющей и стержнем, что приводит к упору клапана в направляющие, и его может заклинить. Если клапан заклинит в открытом положении, то произойдёт удар поршня о клапан, что приводит к разрушению поршня, клапана и других деталей.

Перегрев клапанов происходит также и от сильно повышенной температуры сгорания. Такие факторы как преждевременное или позднее зажигание, обеднённая топливная смесь, детонация могут играть здесь основополагающую роль. Аналогичными причинами, приводящими к перегреву клапана, являются затруднение выхлопа, вызванное забитым каталитическим конвертером либо повреждением трубы.

Последствия прогара клапанов

Если долго не производить замену прогоревшего клапана, а продолжать ездить, то первым негативным последствием будет большой топливный расход по причине того, что мотор не в состоянии выдавать свою нормальную мощность, а также седло клапана может выгореть слишком сильно, в результате чего придётся менять головку. В редких случаях от клапана может отколоться кусок и попасть в цилиндр. Если этот элемент окажется слишком большим, то он сможет пробить головку и поршень. В особых случаях может оказаться пробитым и цилиндр, что полностью выводит силовой агрегат из строя.

Если Вы свой автомобиль заправляете газом, то необходимой процедурой будет периодическая регулировка клапанов каждые десять тысяч километров. Газ чересчур сильно жжёт клапаны, особенно в тех случаях, когда подача газа настроена бедно. У автомобилей, которые ездят на газовом топливе, выпускные клапаны зачастую слегка поджаты. И как только Вы начнёте производить регулировку клапана, как он зажмётся и прогорит. Автомобили, которые «кушают» бензин, менее подвержены прогоранию клапанов.

Намеренно не обедняйте подачу газа с целью экономии. Из-за обеднённой газовой смеси двигатель существенно теряет мощность, а перерасход газа происходит существеннее, так как приходится больше выдавливать педаль акселератора, плюс клапаны и их сёдла постепенно выгорают. В случае правильной настройки газовой смеси, мощность силового агрегата вырастает настолько, что сглаживается разница между ездой на бензине или газе. Но не забывайте про частую регулировку клапанов при езде на газе. Зачастую, автомобилисты решаются на регулировку клапанов только тогда, когда появляется шум, но это подходит лишь тем, кто ездит на бензине. В случае с газом не стоит дожидаться появления шумов клапанов. Клапан зажмётся и прогорит даже без таких явных признаков.

Как исправить прогорания клапана?

Приступая к выполнению данного мероприятия, знайте, что первым делом необходимо извлечь головку из силового агрегата. Такая процедура выполняется именно в случаях с прогоревшим клапаном, когда он абсолютно не держит, а двигатель начинает троить. Клапаны любого формата одинаковые, имеются отличия в размерах, размещении в головке. Притирка везде совпадает.

Предварительно необходимо будет приобрести притирочный порошок. Его сухой состав разведите машинным маслом, можно тем, которое заливаете в двигатель. В заранее подготовленную ёмкость насыпьте порошок, добавьте масла до получения кашеобразной массы средней густоты. Обязательно подготовьте новую прокладку, которую будете класть под головку, а также клапанные сальники. Часто прогорают именно выпускные клапаны. Причин бывает множество – зажат клапан, присутствовала бедная смесь (когда агрегат действует на газе), существенно износились направляющие втулки, стерся шток клапана.

Карбюратор снимать не нужно, также как и коллектор с головки. Сначала произведите рассухаривание клапана. Головку выложите на ровную поверхность, лучше на стол или деревянный щит. Под клапаном разместите резиновый коврик. Понадобится трубка, внутренний диаметр которой свыше 13 мм. На клапан наставьте трубку, чтобы сухарики оказались внутри. Затем молотком нанесите удары. При этом рассухаривается клапан, а сухарики остаются в трубке. Теперь клапан можно вытащить.

Смонтируйте новый элемент, аккуратно пошатывая его. Нормальным считается биение до миллиметра – направляющую втулку можно оставить. Затем попытайтесь заменить направляющую, здесь понадобится специальная оправка. Если надумаете выбивать деталь, действуйте изнутри, в направлении распредвала. Вам здесь понадобится тяжелый молоток, полукувалдочка. Удар должен получиться уверенным и тяжёлым. Если привлекать легкий инструмент, втулка раскрошится.

Попытайтесь забить в головку эту втулку клапана. Втулка должна с легкостью входить на клапан – при попадании в головку элемент обжимается. Сначала наденьте стопорное кольцо, снятое со старой втулки, узел смажьте маслом. В отверстие головки клапанов втулку забивайте до стопорного кольца. Действуйте аккуратно, ибо конструкция достаточно хрупкая. Не ударяйте по участку размещения сальника клапана. Можно надеть трубку, поставить на втулку, защитив детали. На край втулок поместите кусок олова, кусок дерева, подставьте болт и осторожно забейте в головку. Деформировав край отверстия втулки, произведите выравнивание, пользуясь сверлом и надфилем.

Основное руководство по отказу клапанов двигателя

Клапаны двигателя

Клапаны в головке блока цилиндров являются жизненно важным компонентом вашего двигателя и подвергаются огромным нагрузкам, открываясь и закрываясь до 2500 раз в минуту при нормальных условиях эксплуатации. Когда один или несколько из этих клапанов повреждены, результатом может быть что угодно: от снижения мощности и плохого расхода топлива до полного отказа двигателя. Двумя наиболее распространенными типами поломки клапанов являются погнутые/сломанные клапаны и прогоревшие клапаны.

Погнутые клапаны

Наиболее частая поломка клапанов — это изгиб или поломка в результате контакта с поршнями. Клапаны касаются верхней части поршня из-за неправильной синхронизации двигателя, вызванной обрывом цепи/ремня ГРМ и неправильной установкой новых ремней и цепей. Если вы подозреваете, что в вашем двигателе могут быть погнуты или сломаны клапаны, крайне важно не пытаться запустить двигатель, так как это может привести к более дорогостоящему повреждению головки блока цилиндров, поршней и отверстий цилиндров.

Вышеуказанные погнутые клапаны являются результатом износа ремня ГРМ, который порвался. Ваш ремень ГРМ не вечен, и его необходимо заменить в соответствии с рекомендациями производителя по обслуживанию. Замена ремня ГРМ — это дешевая страховка от дорогостоящего повреждения двигателя.

Прогоревшие клапаны

Другим распространенным типом отказа клапана является прогорание клапана или прогоревшие клапаны. В основном это вызвано выходом продуктов сгорания между клапаном и седлом клапана, когда они не герметичны. Горячие дымовые газы проходят через клапан, который начинает сжигать край клапана, и чем дольше он остается без исправления, тем хуже становится. Обычно этот тип неисправности затрагивает только выпускные клапаны, но также может привести к повреждению впускных клапанов.

Прогоревший клапан вызовет проблемы с производительностью вашего автомобиля и расходом топлива. Грубый холостой ход, снижение мощности, обратное срабатывание и пропуски зажигания — все это симптомы прогара клапана. Если на вашем двигателе проявляются подобные симптомы, мы рекомендуем вам проверить автомобиль у доверенного механика, так как постоянная езда с прогоревшим клапаном приведет к большему повреждению вашего двигателя и, в свою очередь, в долгосрочной перспективе потребует больших затрат на ремонт.


Возможные причины прогоревших клапанов: Погнутые клапана из-за обрыва ремня ГРМ
  • Чрезмерное локализованное тепло
  • Выхлопные газы выходят за клапан и концентрируются только в одной точке
  • Неравномерное уплотнение клапана седлом клапана головки блока цилиндров. Остатки углерода, образующиеся в результате неравномерного сгорания (бедная смесь), появятся в области седла и нарушат герметичность между клапаном и его седлом. Как следствие, клапан недостаточно охлаждается
  • Неправильный зазор клапана может поставить под угрозу герметичность клапана, а также вызвать отказ такого типа.
Клапан начинает прогорать

Неисправность седла и, следовательно, клапанов

Чтобы предотвратить такой отказ, вы можете сделать несколько вещей. Поддерживайте чистую и эффективную систему охлаждения, чтобы двигатель не перегревался, используйте топливо хорошего качества, чтобы предотвратить образование нагара на седлах клапанов, и пусть ваш механик регулярно проверяет, чтобы зазоры клапанов соответствовали спецификациям.

Если в вашем автомобиле используется вторичная топливная система для сжиженного нефтяного газа, вы должны убедиться, что двигатель совместим с сжиженным газом (большинство из них НЕ совместимы). Если ваш двигатель работает на сжиженном газе, но не совместим с ним, отказ клапана неизбежен. Как правило, будет дешевле снять головку блока цилиндров и модифицировать ее для сжиженного нефтяного газа до того, как клапаны начнут гореть, а не ждать, пока не будет нанесен ущерб. После того, как модификации L.P.G будут завершены, можно будет безопасно использовать L.P.G, не повреждая двигатель.

Прогоревший выпускной клапан

Объяснение отказов клапанов — Журнал изготовителей двигателей

Тепловая или механическая, понимание
Почему клапаны выходят из строя Улучшите свои навыки то, что вызвало неудачу, заключается в разнице между строителем, который учится на ошибках и находит решение, и тем, кто будет продолжать совершать одну и ту же ошибку снова и снова.

Неисправность клапана может быть дорогостоящей и трудоемкой ситуацией, особенно если вам приходится платить за это. Это уродливо и болезненно, когда это происходит, но диагностика того, почему и как это произошло, может привести к лучшему пониманию вашего ремесла.

Отказы, связанные с клапанами, часто возникают из-за таких факторов, как детонация, низкое качество или дефекты деталей, превышение оборотов двигателя или неправильная регулировка или поддержание надлежащего зазора клапана. Это может способствовать или даже вызывать отказы клапана, но также могут быть небрежные допуски на обработку.

Во многих случаях сбой происходит из-за проблемы с установщиком. Двигатель сильно наклонился? Где был установлен тайминг? Насколько жарко стало? Показывал ли двигатель какие-либо другие признаки того, что он вот-вот спустит клапан?

Наиболее распространенными неисправностями клапанов являются погнутые или сломанные клапаны из-за контакта с поршнем или другим объектом на его пути. Прогоревший клапан — это еще один тип отказа, который происходит, когда что-то идет не так в клапанном механизме. Выпускные клапаны могут сгореть, потому что они нагреваются выше, чем впускные клапаны, на целых 450 градусов по Фаренгейту. Впускные клапаны работают холоднее, потому что воздух и топливо, всасываемые в двигатель до такта сжатия, охлаждают их. Выпускная сторона клапанного механизма нагревается сильнее и не сильно охлаждается, так как продукты сгорания, выходящие через выпускные отверстия, взрывают клапаны.

Головка клапана в том месте, где она соединяется со штоком, является еще одним слабым местом, которое может сломаться, как и область проточки стопорной канавки. Если клапан сломается, осколки могут попасть в камеру сгорания и разрушить верхнюю часть поршня, а также головку блока цилиндров. Если вам повезет, вы сможете спасти голову, сварив ее и придав ей форму. Но это если повезет.

Головка клапана в том месте, где она соединяется со штоком, является еще одним слабым местом, которое может сломаться, также как и область проточки стопорной канавки. Если клапан сломается, осколки могут попасть в камеру сгорания и разрушить верхнюю часть поршня, а также головку блока цилиндров.

Усталость из-за изгиба клапана из-за смещения седла по центру также может привести к отказу. Стук из-за чрезмерного зазора клапана, растяжение из-за сильного нагрева или оборотов, или изменения температуры из-за внезапного отключения при высокой нагрузке или широко открытой дроссельной заслонке — все это может привести к поломке. Кончик штока клапана может сломаться в результате боковой нагрузки из-за неправильной высоты установленного штока и нецентрированного коромысла. Это также может быть вызвано чрезмерным зазором клапана, который сильно ударяет по клапану, когда он закрывается. Другим условием, которое может привести к поломке наконечника штока, является изношенная канавка держателя или заклинивание витка пружины клапана из-за работы комбинации кулачка или коромысла со слишком большим подъемом.

Негерметичный клапан может привести к значительному падению мощности из-за потери компрессии. Неважно, вызвана ли компрессионная утечка погнутым, изношенным, эродированным или треснутым клапаном, или если поверхность или седло клапана не концентричны или имеют овальную форму, результат остается тем же.

Отложения могут образовываться на поверхности и седле клапана и создавать изолирующий эффект, препятствующий надлежащему охлаждению клапана и, в свою очередь, вызывающий его перегрев.

Стержни клапанов могут изнашиваться из-за слишком большой боковой нагрузки из-за того, что зазор между штоком и направляющей не соответствует нормативным требованиям и позволяет клапану перемещаться вбок, что может привести к изгибу головки клапана при закрытии седла. Со временем постоянное изгибание может привести к усталости металла, растрескиванию и выходу клапана из строя.

Неисправности клапанов часто возникают из-за таких факторов, как детонация, низкое качество или неисправность деталей, превышение оборотов двигателя, неправильная регулировка или поддержание надлежащего зазора клапана. Это может способствовать или даже вызывать отказы клапана, но также могут быть небрежные допуски на обработку. Концентричность седла клапана относительно направляющей клапана и клапана имеет решающее значение для правильного выравнивания и герметичности уплотнения клапана.

Производители двигателей должны убедиться, что клапанно-седельная машина выдерживает жесткие допуски (0,0002 дюйма на пилоте). Старая машина со слишком большим количеством отходов не сможет герметизировать клапаны в современных двигателях. Резак для сидений также должен быть достаточно острым, чтобы обеспечить качественную обработку сиденья. Если во время резки седла возникает вибрация, проблема может заключаться в слишком большом зазоре между пилотом и направляющей клапана, скорости фрезы или необходимости выравнивания станка. Использование охлаждающей жидкости при резке твердых седел помогает уменьшить вибрацию.

Один из способов, с помощью которого производители предотвращают перегрев головок клапанов и их поломку, заключается в использовании клапанов с натриевым наполнением или клапанов с полым штоком. Эти типы клапанов легкие и изготовлены из стали, но имеют штоки, просверленные пистолетом и микрополированные, они примерно на 20-25% легче, чем клапаны со сплошным штоком, и дешевле, чем титановые. Некоторые клапаны с полым штоком заполнены натрием, чтобы помочь поглотить тепло от головки клапана. Натрий передает тепло через направляющую клапана, уменьшая количество тепла, передаваемого через седло. В сплошном клапане большая часть охлаждения происходит за счет передачи тепла через седло клапана, и только около четверти охлаждения проходит через шток. В клапане, заполненном натрием, примерно 40 процентов охлаждения приходится на шток, поэтому клапан может выдерживать большее количество тепла.

Для серийных двигателей клапаны можно восстановить, если их тщательно осмотреть и отшлифовать в соответствии со спецификациями. В этих типах сборок приклада может потребоваться установка либо направляющей с накаткой, либо новых направляющих, чтобы восстановить допуски штока клапана на направляющие. Производители двигателей, которые создают более агрессивные двигатели для гонок, должны обратить внимание на другие типы материалов, такие как нержавеющая сталь 21-N или выше. В высокооборотных двигателях с высоким крутящим моментом клапаны должны выдерживать боковую нагрузку от кулачка с большим подъемом и использовать правильные седла для комбинации оборотов и давления пружины. Титановые клапаны или клапаны с полым штоком обычно используются для облегчения клапанного механизма в высокопроизводительных приложениях.

Концентричность седла клапана и зазор направляющей втулки клапана играют важную роль в том, насколько хорошо клапан уплотняет и передает тепло. Около 40 процентов тепла от клапана отводится через направляющую клапана. Если зазор значительно увеличивается, проводимость от штока к направляющей резко уменьшается, и все тепло передается направляющей. Некоторые производители двигателей рекомендуют использовать бронзовые направляющие, поскольку они более эффективно отводят тепло от водяной рубашки. Площадь поверхности направляющей примерно в четыре раза больше площади штока клапана, поэтому отведение тепла на площадь, в четыре раза превышающую площадь направляющей, резко снизит температуру клапана.

Титановые клапаны, как правило, нагреваются сильнее, чем клапаны из нержавеющей стали, поэтому рекомендуется заменить материал седла клапана медным сплавом. Медь обеспечивает отличную теплопроводность и отводит больше тепла от клапана, когда он закрывается.

В двигателях серийного производства для сменных клапанов обычно используется сплав из нержавеющей стали. Стандартные клапаны изготавливаются из материалов с разным процентным содержанием для получения впускного клапана с низким или высоким содержанием сплава. Выпускные клапаны изготовлены из более прочного сплава, чтобы выдерживать более высокие температуры.

Большинство качественных клапанов вторичного рынка сегодня могут использоваться как для замены запасных частей, так и для приложений с умеренными характеристиками, поскольку они сконструированы для большей долговечности. Двигатели, использующие закись азота, турбокомпрессоры или нагнетатели, могут нуждаться в сплавах, таких как Inconel 751 или Nimonic 80A, чтобы выдерживать еще более высокие температуры. Сплавы Inconel содержат до 16% хрома и 3,0% титана, чтобы выдерживать более высокие температуры.

Неисправности клапанов часто являются результатом детонации, некачественных или дефектных клапанов, заклинивания двигателя водителем, неправильного зазора клапанов или небрежной обработки. Концентричность седла клапана имеет решающее значение для правильного выравнивания и плотного уплотнения при сжатии. Ваш инструмент должен иметь возможность выдерживать жесткие допуски, потому что любой перекос позволит клапану перемещаться и изнашиваться вокруг штока и головки при движении вверх и вниз. Если во время резки седла возникает вибрация, это может быть из-за слишком большого зазора между пилотом и направляющей клапана, из-за скорости резака или из-за того, что станок не выровнен. Использование охлаждающей жидкости при резке жестких седел поможет уменьшить вибрацию.

Преждевременный отказ клапана может быть вызван чем-либо, что снижает охлаждение или создает дополнительный нагрев клапана или головки. Отложения могут скапливаться на поверхности и седле клапана и создавать изолирующий эффект, препятствующий надлежащему охлаждению клапана и, в свою очередь, вызывающий его перегрев.

Это зависит не только от вас — ваш установщик двигателя и его клиент также могут внести свой вклад в предотвращение отказов клапанов, поддерживая чистую и эффективную систему охлаждения, чтобы двигатель не перегревался. Рекомендуется использовать топливо хорошего качества, чтобы предотвратить образование нагара на седлах клапанов. Убедитесь, что зазоры клапанов регулярно проверяются и устанавливаются в соответствии с вашими спецификациями, особенно в гоночных и спортивных приложениях.

При отказе клапана простая замена неисправного клапана ничего не решит, если основная проблема не выявлена ​​и не устранена. Вы должны обратить пристальное внимание на допуски и тщательно осмотреть клапаны при обновлении клапанного механизма, обязательно проверяя и дважды проверяя высоту установленного штока и высоту установленной пружины, зазор между штоком и направляющей и клапанный зазор.

Learn more