Гнет клапана: в чем причины и как предотвратить
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.
Гнутые клапана
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.
Устройство двигателя
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.
обрыв ремня ГРМ
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.
новый ремень ГРМ
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.
Помпа
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.
Износ 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.
Ролики ГРМ
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?
Гнет клапана: причины и последствия, на каких двигателях может произойти
Клапаны— одна из важных деталей газораспределительного механизма и при обрыве ремня ГРМ чаще всего подвергается значительной деформаций. И как следствие, обеспечивает дорогостоящий ремонт автовладельцу.
В данной статье описаны принципы работы газораспределительной системы, причины по которым гнёт клапана, последствия обрыва ремня Грм для двигателя, а также описано на каких моторах гнёт или не гнёт клапана при обрыве ремня.
Причины, по которым гнёт клапана
Можно выделить следующие основные причины:
- Состояние ремня грм (трещины, износ зубьев, ремень перетянут или ослаблен)
- Несоблюдение сроков замены ремня (большой пробег автомобиля).
- Попадание инородного тела (следует проверить правильность установки защитной крышки)
Что происходит в двигателе в момент обрыва ремня
На сегодняшний день чаще всего используются двигатели с 8 и 16 кл. Они отвечают за компрессию цилиндров и за выпуск отработанных газов. Они двигаются из-за распределительно вала, который раскручивается и нажимает на клапан.
Рабочий цикл двигателя — это периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя.
Рабочий цикл двигателя происходит за 4 такта или 2 оборота коленчатого вала двигателя. (такие двигатели называются 4х тактные, существуют и 2х тактные, но сейчас в автомобилях не применяются).
Такты:
Клапана в нужный момент открываются и закрываются. Привод осуществляется расположенными на распределительном валу кулачками. При вращении кулачек своей выступающей частью нажимает на клапан, в результате чего он открывается. Кл. пружина закрывает его.
Кулачек— составная часть газораспределительного вала (водители называют его распредвал). Распредвал имеет опорные шейки и кулачки. Крутящий момент от коленчатого вала на распредвал передаётся цепью или ремнём грм.
Если при работающем двигателе обрывается приводной ремень, то распредвал перестаёт быть связанным с коленчатым валом. И он может остановиться произвольно в таком положении, при котором какой-нибудь из клапанов будет полностью открыт. В этом случае поршень при движении вверх может столкнуться с клапаном, который в этом случае гнётся. И как следствие, двигателю грозит серьёзный ремонт. Предстоит разбор мотора, необходимо заменить клапана, а в некоторых случаях может пострадать и «Голова» блока, причём так, что потребуется полная её замена.
На каких машинах гнёт клапана
На большинстве автомобиле при обрыве ремня грм возникает проблема загиба клапанов. Неважно даже работает ли мотор на холостых оборотах или идёт по трассе. Все равно из они могут погнуться. Важно именно насколько провернуло шестерёнку при обрыве ремня. Загиб может произойти на 8, 16 и 20 кл. моторах, на дизелях и бензиновых двигателях, малолитражках и автомобилях с большим рабочим объёмом. Поэтому очень важно своевременно производить замену ремня газораспределительного механизма. Но обрыв грм не всегда приводит к загибанию.
На каких машинах не гнёт клапана
На некоторых двигателях имеется небольшая защита – проточки, представляющие небольшие выемки. Данные проточки установлены для того, чтобы при высоких оборотах поршень не догнал закрывающийся клапан. Но при разрыве ремня грм они также помогают уменьшить негативные последствия, а в некоторых случаях совсем не гнёт клапана.
Иногда автовладельцы вытачивают их самостоятельно, но это не всегда правильно. Так как наличие данных выемок ведёт к снижению двигателя, увеличению расхода топлива, и содержания окислов азота в отработавших газов. Многие автокомпании сейчас отказались от подобной защиты.
Самым надёжным методом борьбы с загибанием клапанов является своевременная замена ремня
Что делать, чтобы клапана не погнуло при обрыве грм
Для того чтобы клапана не загнуло необходимо следить за состоянием ремня ГРМ. Необходимо менять его по срокам, указанным в сервисной книжке (приблизительно 60–70 тыс. км.) . Но также необходимо периодически производить визуальный осмотр ремня, даже если срок замены не подошёл. Довольно часто ремень рвётся сразу после его установки через 1000–2000 км. Это происходит в том случае, если работы по его замене произведены недоброкачественно.
Периодически снимайте кожух и проверяйте ремень. Осматривайте его с внешней стороны, проверьте рёбра ремня и наличие микротрещин. А также он должен быть не сильно зажат. Такие осмотры проводите время от времени. Как только увидите признаки износа на ремне — это значит пришло время его заменить.
Как понять что клапана погнуло
В случае обрыва ремня остаётся небольшой шанс на отсутствие повреждений двигателя. Перед снятием головки блока цилиндров необходимо измерить компрессию в цилиндрах в случае, если коленчатый вал можно провернуть. В случае, если клапана повреждены будет наблюдаться отсутствие компрессии. Всегда необходимо отключить аккумулятор при проведении ремонтных работ на двигателе. Для облегчения вращения коленчатого вала надо снять свечи зажигания для бензинового двигателя или накаливания для дизельного двигателя.
Коленчатый вал можно прокручивать только в нормальном положении (обычно по часовой стрелке).
Стоимость ремонта погнутых клапанов
Ремонт подобного типа обычно обходится автовладельцу достаточно дорого, как минимум 15 тыс. рублей, а в случае повреждения головы сумма может значительно возрасти. При тяжёлых повреждениях может потребоваться даже новая голова, а пересбор не имеет смысла.
Загнутые клапана нельзя выгибать обратно! Некоторые недобросовестные автосервисы говорят, что имеют запчасти для Вашего авто в наличии, но на самом деле выгибают их обратно, что является недопустимым. Обязательно просить после ремонта показать деформированные детали.
Для того чтобы не загнулись клапана на автомобиле необходимо своевременно производить замену ремня грм на автомобилях, а также помнить, что стоимость замены ремня грм составляет 10% от стоимости ремонтных работ при его обрыве.
Что делать, если загнуло клапана при обрыве ремня ГРМ
Автолюбители зачастую сталкиваются с такой проблемой как обрыв ремня ГРМ с последующим загибанием клапанов. Такая проблема встречается, но она характерна не для всех двигателей. От чего это зависит? На каких автомобилях возможна такая поломка, а на каких нет. Давайте разбираться.
Почему гнет клапана
Для начала немного теории. Число клапанов в ДВС может быть разное (вплоть до 32), но мы будем рассматривать 8-ми и 16-клапанные моторы, коих 90% на наших улицах.
Устройство ГРМ
Клапаны служат для подачи горючей смеси в цилиндр и вывода газов после рабочего хода поршня. Управляет их открытием и закрытием распределительный вал. Последний в свою очередь приводится в действие коленчатым валом (в нашем случае – посредством ремня).Не будем углубляться, какие зазоры должны быть между кулачками и как сказывается глубина хода клапана на работе ДВС. Просто знайте: впускные и выпускные клапана должны открываться и закрываться, строго соответствуя текущему такту работы двигателя. А ниже оставим краткое видео, поясняющее работу ДВС.
Если привод рвется, теряется связь между распределительным и коленчатым валом. Что происходит? Первый вал резко останавливается, клапана «зависают». А вот второй по инерции продолжает вращаться. Соответственно, поршни двигаются вверх. Достигая верхней «мертвой» точки, днище поршня попросту ломает тарелку и стержень зависшего клапана.
Последствия обрыва ремня
Так происходит в каждом цилиндре — где‐то в большей мере, где‐то в меньшей. Но исход один — клапана на выброс. Если при обрыве ремня ГРМ под замену пошли только клапана, поздравляем! Вы — счастливчик. Обычно приходится проводить капитальный ремонт двигателя: меняют поршни, шатуны, распредвал и даже головку блока.
Неочевидная причиной загиба клапанов- заклинивший водяной насос. Некоторые просто забывают о нем, когда меняют ремень ГРМ. Да, помпа служит дольше (120-200 тысяч), но она все же не вечная. Лучший способ обезопасить себя — заменить вместе и помпу. Если она заклинит, мотор получит двойной удар — перегрев и загиб клапанов. Восстанавливать после такого уже будет нечего.
Несоблюдения регламента ТО при обслуживании ремня ГРМ также может послужить причиной загиба клапанов. Для отечественных автомобилях регламент замены ремня – 60 тысяч километров. Для иномарок – от 90 до 180 тысяч (но лучше менять при 90-120 тысячах).
Ремень – это расходник, и со временем он теряет прочность. Резина становится жесткой, появляются трещины. Корд растягивается, а местами появляются надрывы. Все это увеличивает шансы на обрыв ремня ГРМ (или как минимум, перескок на пару зубьев).
Почему на одних машинах гнет клапана, а на других — нет?
Сколько раз спорили владельцы о том, гнет или не гнет клапана при обрыве ремня ГРМ. На одной и той же модели, с одинаковым двигателем, их может ломать при обрыве или остаться целыми. Все дело в поршнях.
Так выглядит Приоровский поршень, который не гнет клапана
Как видите, днище может иметь выемку. Последняя может быть отельной под каждый клапан, либо единой (одно углубление по контуру). Такие поршни устанавливались на ВАЗовские моторы, а также встречались на корейцах и японцах. Сейчас, увы, такой поршневой не встретить…
А все потому, что выемки влияют на КПД двигателя. При равных раскладах такой мотор будет выдавать меньше мощности и есть больше топлива.
Как узнать, гнет ли клапана на вашем авто
Чтобы узнать, на каких двигателях не гнёт клапана, а на каких гнет, уточните модель вашего ДВС. Ниже приведем таблицу, где указана информация для каждого двигателя.
TOYOTA
Источник https://avtoexperts.ru/article/gnet-klapana-v-chem-prichiny-i-kak-predotvratit/
Источник https://grmexpert.ru/o-grm/gnet-klapana-prichiny-i-posledstviya-na-kakih-dvigatelyah-mozhet-proizojti/
Источник https://ddcar.ru/blog/remont/chto-delat-esli-zagnulo-klapana-pri-obryve-remnya-grm
