Почему прогорают клапана

Клапана ГРМ располагаются именно в камере сгорания и рассчитаны на высокотемпературные нагрузки. Однако при нарушении нормального режима работы ДВС со временем разрушается даже термостойкий материал, из которого они изготовлены. Как быстро прогорают клапана – зависит от характера неполадок. Характерными признаками того, что прогорел клапан в цилиндре, являются неровная работа и затрудненный запуск ДВС, а также потеря мощности. Впрочем, эти же симптомы могут возникнуть и при иных неполадках. Разобраться, что значит «прогорел клапан», почему это произошло и узнать о способах диагностики ГРМ без снятия головки поможет эта статья.

Симптомы прогоревшего клапана

Как понять, что прогорели клапана? Проще всего установить это при визуальном осмотре, но для этого пришлось бы снять ГБЦ, что довольно трудоемко и дорого. Поэтому для начала стоит руководствоваться косвенными признаками. Зная, что происходит, когда прогорает клапан, и как это отражается на работе ДВС, определить поломку можно и без разбора мотора.

Как определить, что прогорел клапан смотрите в таблице, в которой указаны характерные симптомы и основные причины.

Симптом	Причины	Почему это происходит
Детонация («стучат пальцы»)	Октановое число не соответствует рекомендованному производителем. некорректно настроено зажигание	Если бензин низкооктановый или воспламеняется не вовремя, то при сильном сжатии смеси вместо плавного ее сгорания происходит взрыв. Детали камеры сгорания подвергаются ударным нагрузкам, клапана перегреваются и могут трескаться
Увеличенный расход горючего	Некорректная работа ГРМ	Режим работы ГРМ с поврежденным клапаном нарушается, мощность падает, а с ней и КПД движка, что может приводить к повышенному расходу
Ухудшение тяги и динамики	Падение общей мощности ДВС	Прогоревший клапан не дает достичь рабочей компрессии в цилиндре, в результате не создается нужное усилие для перемтакжения поршня
Затрудненный запуск	Снижается скорость перемтакжения поршня	Поршень не способен создать нужное усилие для вращения коленвала
Тряска и неровная работа на холостом ходу, изменение звука работы мотора	Пропуски зажигания в цилиндре	В норме вспышки в цилиндрах ДВС происходят с ровными промежутками (пол-оборота коленвала для 4-цилиндрового ДВС) и одинаковой силой, поэтому мотор вращается равномерно. Если прогорел клапан, цилиндр не может выполнять свою работу и ДВС подвергается перепадам нагрузок, вызывающим троение и сильные вибрации
Выстрелы в глушитель	Воспламенение ВТС в выпускном коллекторе	В негерметичном цилиндре горючеевоздушная смесь не сгорает полностью. В итоге остатки горючего попадают в горячий выхлопной тракт и воспламеняются
Хлопки во впуске	горючеевоздушная смесь возвращается в коллектор и ресивер	Если прогорел и травит клапан на впуске, то при сжатии часть смеси возвращается во впускной ресивер, где и сгорает при подаче искры

Клапан прогорел и уже не может обеспечить герметичность

По симптомам, перечисленным выше, можно узнать, что прогорели клапана в ДВС. Комбинация нескольких признаков указывает на это с более высокой вероятностью. Прогореть может и седло, к которому клапан должен плотно прилегать при закрытии, хотя это менее распространенная поломка.

Если симптомы указывают на наличие трещин в клапане или на то, что прогорели седла клапанов, в чем причина поломки достокорректно можно установить только при помощи полной диагностики и дефектовки. Для проведения ремонта Как бы там ни было придется снимать ГБЦ, а затем менять вышедшие из строя детали.

Стоимость устранения проблемы

Собственноручно заменить клапан на отечественном авто можно с минимальными затратами, потратив около 1000 рублей на сам клапан, новую прокладку ГБЦ, притирочную пасту, антифриз для доливки. Но обычно одним прогоранием все не заканчивается: может потребоваться фрезеровка или замена деформированной из-за перегрева ГБЦ, а также проточка седел клапанов. Пережатый клапан влечет за собой выработку кулачка распредвала.

На СТО менять один клапан берутся неохотно, а полное обслуживание и ремонт ГБЦ стартуют с 5–10 тыс. рублей для ВАЗ – до десятков тысяч для современных иномарок.

После замены прогоревших клапанов и ремонта ГБЦ важно устранить первопричину прогара. Если этого не спроизводить, то вскоре деталь снова выйдет из строя!

Почему прогорают клапана ДВС?

Из-за чего прогорает клапан в ДВС? базовая причина – нарушение температурного режима в камере сгорания. Вследствие этого деталь подвергается перегреву, металл начинает плавиться, либо наоборот становиться более хрупким, крошится и трескается. Даже небольшой дефект клапана постепенно прогрессирует, из-за чего со временем тот приходит в негодность.

Существует 6 базовых причин, почему прогорают клапана на автомобилю:

1. Бедная смесь. Обедненная горючеевоздушная смесь горит медленнее нормальной (стехиометрической), часть ее догорает уже на выходе из камеры сгорания, поэтому тепловая нагрузка на выпускной тракт увеличивается. Причины, почему прогорает выпускной клапан, обычно кроются именно в бедной смеси или в следующей неполадке.
2. Неправильные углы опережения зажигания. Чем выше октановое число горючего – тем равномернее и медленнее оно горит, поэтому при повышении ОЧ требуется и увеличение угла опережения зажигания. При позднем зажигании смесь догорает уже в выпускном тракте, перегревая клапана. При раннем бензин воспламеняется преждевременно, появляются ударные нагрузки и перегрев.
3. Отложение нагара. В момент закрытия клапан плотно прилегает к седлу, которое участвует в отводе избыточного тепла. При образовании на их поверхности нагара теплопередача существенно ухудшается. Охлаждение только через шейку не столь эффективно. Кроме того, слой мешает клапанам полностью закрываться, в результате происходит прорыв горящей смеси во впускной или выпускной коллектор, усугубляющий перегрев.
4. Неправильные тепловые зазоры клапанов. На холодном моторе между толкателем клапана и эксцентриком распредвала присутствует зазор, являющийся запасом на расширение металла. Он может периодически регулироваться вручную посредством шайб или стаканчиков нужной толщины или автоматически гидрокомпенсаторами. При некорректной регулировке или износе гидрокомпенсатора деталь занимает некорректное положение. Когда клапан пережат – он не может полностью закрыться, горящая смесь прорывается в щель между ним и седлом, вызывая их перегрев. Если прогорел впускной клапан, причины этого чаще всего кроются именно в пережатии или в отложениях на его поверхности, препятствующих запиранию.
5. Проблемы с системой охлаждения. Если циркуляция охлаждающей жидкости в ГБЦ нарушена или антифриз просто не справляется с отводом тепла, в результате детали головки перегреваются, а клапана и их седла могут прогореть.
6. Некорректная дозировка дизгорючего. На дизелях прогорание клапанов случается из-за все тех же чрезмерных тепловых нагрузок, вызванных некорректной дозировкой горючего. Причиной их может быть некорректная работа ТНВД или топливных форсунок.

Прогорел выпускной клапан

Нагар на клапанах и седлах приводит к прогару

Из вышесказанного можно спроизводить вывод, какие клапана прогорают чаще – выпускные. Во-первых, они меньше по размеру, а потому быстрее нагреваются. Во-вторых, именно через них удаляются горячие выхлопные газы. Впускные клапана постоянно охлаждаются горючеевоздушной смесью или чистым воздухом (на моторах с прямым впрыском) и потому испытывают меньшую температурную нагрузку.

Из-за чего прогорают клапана на бензиновом моторе?

Ответ на вопрос “почему прогорел выпускной клапан на бензиновом моторе?” можно найти предыдущем разделе в пунктах 1–5 (смесь, зажигание, нагар, зазоры и охлаждение). При этом четвертая причина в наибольшей степени относится к ДВСм, в которых предусмотрена ручная регулировка теплового зазора. Прогорают ли клапана с гидрокомпенсаторами? Такое тоже случается, но чаще всего по не зависящим от автоматических компенсаторов причинам – сами они из строя выходят редко.

Наиболее распространенной причиной, по которой прогорает клапан в ДВС ВАЗ с 8-клапанным ГРМ, является именно несвоевременная или неквалифицированная регулировка зазоров. На более старых моторах, установленных в ВАЗ 2108 и ВАЗ 2111, проблема проявляется чаще из-за меньшего интервала регулировок. На ДВС серии 1186, устанавливаемых в Калину, Гранту и Датсун, где интервал увеличен за счет доработки ШПГ, она чуть менее выражена. Тем не менее пережатие клапанов – одна из главных причин, почему прогорает впускной клапан. И касается это не только ВАЗов.

Дело в том, что из-за просадки седел и постепенной самопритирки клапанов, свободно вращающихся вокруг своей оси, они постепенно поднимаются вверх. В результате зазор между толкателем и эксцентриковым кулачком распредвала уменьшается, регулировка сбивается.

Обедненная смесь, вызывающая перегрев выпускного канала – главная причина прогара на бензиновых моторах с «гидриками». А вот некорректное зажигание и перегрев ГБЦ в одинаковой степени распространены на всех моторах, вне зависимости от механизма регулировки клапанов.

Почему горят клапана после установки ГБО?

Главной причиной, почему прогорают клапана на газу, является некорректная настройка ДВС под ГБО. Газообразное горючее отличается от бензина октановым числом: у пропан-бутана ОЧ обычно составляет 100 единиц, а у метана – 110. Чем выше ОЧ – тем плавнее оно сгорает, тем дольше достигается «пик» горения, поэтому поджигать его следует раньше. Если зажигание отрегулировано под бензин 92 или 95 – смесь будет догорать уже в выпускном тракте.

При установке ГБО (особенно метанового) обязательно устанавливайте вариатор УОЗ, для того что-бы корректировать момент искрообразования при движении на газе! Или установите двухрежимную прошивку «газ-бензин». На авто, изначально идущих с ГБО (как Lada Vesta CNG), такая прошивка установлена с завода, для других моделей подобное ПО создают специалисты по чип-тюнингу.

Второй распространенной причиной, почему от газа прогорают клапана, является работа на обедненной смеси. Бедная смесь хуже воспламеняется, дольше горит и догорает уже в выпускном канале, тем самым подвергая клапан и его седло перегреву.

Любое ГБО нуждается в настройке. На системах 1–3-го поколения важно корректно отрегулировать редуктор, а на 4-м и новее – выставить коррекции впрыска относительно бензина в газовом ЭБУ. Если некорректно отрегулировать систему или осознанно «задушить» ее ради экономии – это чревато прогаром.

Расход газа на современном моторе не может быть 1:1 к бензину. Теплотворная способность у них сравнимая (в пределах 40–45 кДж/г), но плотность у пропан-бутана ниже на 15–25% (500–600 г/л против 700–800 г/л). Поэтому расход газа на нормально обогащенной смеси должен быть больше, чем бензина!

Как и на бензине, распространенными причинами прогорания клапана в ДВС с ГБО, могут быть некорректная регулировка зазоров, закоксовка нагаром и проблемы с охлаждением. Поэтому при дефектовке мотора с прогоревшим клапаном стоит убедиться в отсутствии этих проблем.

На моторах с ручной регулировкой клапанов, работающих на газе, при настройке зазоров стоит производить поправку +0,05 мм. Например, для 8-клапанных ДВСй ВАЗ нормальные зазоры впуска – 0,15–0,25 мм, а выпуска – 0,3–0,4 мм, но на газе их стоит сдвинуть к 0,2–0,3 мм для впуска и 0,35–0,45 мм – для выпуска.

Почему прогорают клапана на дизеле?

Причины, почему прогорают клапана на дизеле, отличаются от бензиновых ДВС. Искрового зажигания у них нет, а бедная смесь является признаком нормальной работы, так как воздух всегда должен подаваться с избытком для полного сгорания солярки. Типичными причинами, по которым прогорают клапана на автомобилю с дизельным мотором, являются:

• слишком ранний впрыск горючего в цилиндры;
• переобогащение смеси из-за чрезмерного давления ТНВД или переливающих форсунок;
• некорректная регулировка тепловых зазоров или поломка гидрокомпенсаторов;
• перегрев ГБЦ из-за нарушения циркуляции антифриза или ухудшения его свойств.

Чаще всего клапан на дизеле прогорает именно из-за вышеуказанных причин. На старых ДВС с механическим ТНВД ранний впрыск может возникать из-за поломки таймера (автомата опережения) насоса, управляющего моментом подачи горючего. В современных ДВС с системой Common Rail виновником прогара клапанов могут быть датчики, некорректно определяющие момент для впрыска, и изношенные форсунки, льющие горючее сверх нормы.

Причинами, почему прогорают клапана в ДВС автомобиля на дизгорючем, могут быть проблемы с воздушным фильтром и интеркулером (на турбодизеле). Забитый фильтр ограничивает приток воздуха, из-за чего горючего при неизменном объеме подачи становится относительно много. Аналогично действует и перегревающийся (например, из-за загрязнения) интеркулер. Он не может нормально охлаждать воздух, в итоге тот хоть и развивает нужное давление во впуске от расширения при нагреве, но количество кислорода в нем в итоге оказывается недостаточным, так как по массе воздух в дефиците относительно нормы. Оба фактора вызывают переобогащение смеси, которое на дизеле способно привести к прогоранию клапанов.

Как определить прогоревший клапан без снятия ГБЦ

Осмотр клапанов с помощью эндоскопа подключенного к смартфону

Существует два базовых способа, как определить прогоревший клапан с высокой точностью, не разбирая мотор:

• измерение компрессии;
• визуальный осмотр эндоскопом.

для того что-бы понять, что прогорели клапана можно провести эти операции самостоятельно или обратиться в автомастерскую. Бюджетный эндоскоп, как и компрессометр, обойдется в 500–1000 рублей. Примерно столько же возьмут за диагностику и мастера на СТО. Осмотр эндоскопом, подключаемым к смартфону, планшету или ноутбуку, позволяет хорошо рассмотреть поврежденный клапан, а «компрессометр» покажет падение давления в цилиндре.

Перед тем, как проверить прогоревший клапан, нужно убедиться в отсутствии проблем с зазорами. Они должны быть корректно выставлены, потому что также целый пережатый клапан, который не может полностью закрыться, ведет себя так же, как и уже прогоревший.

Для замера компрессии, особенно на моторах с электронным дросселем, нужен помощник, потому что в момент тестирования заслонка должна быть полностью открыта. также ассистент будет запускать стартер.

Как найти неработающий цилиндр

Определить цилиндр с прогоревшим клапаном можно замеряя компрессию или снимая провода/катушки со свечей на работающем моторе. Как проверить прогоревший клапан на бензиновом ДВС по звуку:

Определение цилиндра с прогоревшем клапаном

1. Запустить ДВС, дать ему прогреться и открыть капот.
2. Снять провод или катушку со свечи 1-го цилиндра.
3. Послушать, изменился ли звук работы мотора, усилились ли вибрации.
4. Вернуть провод или катушку на место, снова послушать изменения в работе.
5. Повторить п. 2–4 для остальных цилиндров.

Если цилиндр исправно держит давление, то при его отключении ДВС начинает хуже работать, троить и трястись, а при подключении – работа нормализуется. А вот если клапан прогорел, цилиндр полноценно не участвует в работе, поэтому звук и вибрация мотора после отключения-подключения свечи не меняются.

Для дизеля доступен только вариант с компрессометром ввиду отсутствия свечей зажигания. В цилиндре с дефектным клапаном давление будет примерно на 3 (и более) атм меньше, чем в остальных.

Как определить, в чем проблема

Так как распознать прогоревший клапан с эндоскопом можно наверняка, по возможности лучше выбрать этот вариант. Для осмотра нужно:

Прогоревший клапан на картинке с эндоскопа

1. Подключить «эндоскоп» к ноутбуку или смартфону и вывести картинку на экран.
2. Надеть на камеру насадку-зеркальце (необязательно, если «эндоскоп» с управляемой головкой).
3. Выкрутить свечу и через отверстие поместить «эндоскоп» в цилиндр.
4. Осмотреть клапана на предмет дефектов.
5. Повторить п. 3–4 для каждого цилиндра.

Проверка с компрессометром основана на понимании того, что происходит с давлением, когда прогорает клапан. Для прогретого бензинового ДВС нормальная компрессия составляет 10–15 бар или атмосфер (1–1,5 МПа), в зависимости от степени сжатия. Давление в цилиндре дизеля составляет 20–30 бар или атм. (2–3 МПа), поэтому для его проверки нужен прибор с манометром, имеющим более широкий диапазон измерений.

Как определить, что прогорел клапан, с помощью манометра, указано в инструкции ниже. Если наконечник компрессометра оснащен не резьбой, а резиновым конусом, потребуется помощник.

Порядок проверки прогоревших клапанов компрессометром:

1. Выкрутите из ГБЦ свечи зажигания (на бензиновом моторе), свечи накаливания или форсунки (на дизеле). для того что-бы не перепутать их при сборке, пронумеруйте свечные наконечники проводов или катушки.
2. Перекройте подачу горючего, например, отключив топливный насос (можно вынуть предохранитель) или отсоединив магистраль от ТНВД.
3. Вкрутите «компрессометр» в отверстие 1-го цилиндра или плотно прижмите его конусом к отверстию.
4. Попросите помощника покрутить мотор стартером в течение 5 секунд, при этом нажимая педаль газа в пол для нормального наполнения цилиндра воздухом.
5. Зафиксируйте показания манометра, сверьте их с нормальными для вашего ДВС.
6. Обнулите «компрессометр», стравив давление из него.
7. Повторите п. 3–6 для каждого из оставшихся цилиндров.

Бензиновый «компрессометр» с резьбой и конусной насадками

Дизельный «компрессометр» с шкалой измерений до 70 бар

После произведения замеров компрессии сравните показания прибора для каждого из цилиндров. Нормальные значения для разных ДВС указаны выше, разброс по цилиндрам должен находиться в пределах 1 бар или атм. (0,1 МПа). Признаком прогара является существенное (на 3 атм и более) падение давления.

Не всегда виновником низкого давления является прогоревший клапан. Причиной плохой компрессии может быть залегание, износ или поломка колец, чрезмерная выработка стенок цилиндра или повреждения поршня. Понять, что так ведет себя прогоревший клапан можно, впрыснув в цилиндр около 10 мл моторного масла и повторно измерив компрессию. Если она увеличилась – проблема с кольцами или износом цилиндра, если не изменилась – клапан не держит давление из-за прогара.

Масло также не поможет увеличить компрессию, если ее нет из-за прогоревшего или лопнувшего от детонации поршня – симптомы будут те же, что и при прогаре клапана. Проверить целостность поршня без разбора можно эндоскопом или ощупыванием его длинным тонким стержнем через свечной колодец.

Можно ли ездить с прогоревшими клапанами

Для тех, кто по симптомам определил, что у его автомобиля проблемы с клапанами, и интересуется: можно ли ездить, если прогорел клапан? – сразу ответ: крайне нежелательно, это может привести к дополнительным затратам. Если действительно прогорел клапан, последствия могут быть плачевными для мотора:

• кусочки разрушающегося клапана повреждают поршень и ГБЦ, обдирают стенки цилиндра, ломают кольца;
• при прогаре впускного клапана горючеевоздушная смесь, прорывающаяся во впускной ресивер, может вспыхнуть там и порвать его (особо актуально для пластиковых ресиверов);
• горящая смесь, прорываясь через негерметичный клапан, приводит к перегреву коллектора, приемной трубы, прокладки, приводя к прогоранию деталей выхлопа;
• смесь, которая не может нормально сгореть в цилиндре, догорает в выхлопе, повреждая катализатор, датчик кислорода;
• из-за сохраняющегося локального перегрева ГБЦ может повести, что потребует ее фрезеровки при ремонте или даже замены.

Как избежать прогара клапанов

• Контролируйте качество смесеобразования, периодически осматривая свечи на предмет наличия нагара. Если он белый – смесь бедная и нуждается в корректировке.
• Соблюдайте периодичность замены свечей зажигания, предписанную в регламенте Вашего автомобиля.
• при движении на газе сократите интервал замера клапанных зазоров. Проверяйте их раз в 10 тысяч км (при каждой смене масла) и, при нужности, регулируйте.
• Заправляйтесь горючеем с рекомендованным производителем октановым числом.
• при движении на газе используйте вариатор УОЗ или двухрежимную прошивку ЭБУ «газ-бензин».
• Вовремя меняйте масло, используя продукцию с допусками, рекомендованными производителем авто.
• Меняйте антифриз раз в 3 года или через 40–50 тысяч км, для того что-бы не допустить ухудшения его свойств, следите за его уровнем в бачке и температурой при движении.
• При появлении уведомления «Check Engine» на панели приборов диагностируйте мотор по OBD-2 для оперативного устранения неполадок.

Придерживаясь указанных рекомендаций, вы продлите срок службы мотора, так как предотвратить прогорание клапанов ДВС проще и дешевле, чем производить их замену. В случае с ВАЗ есть шанс недорого купить на разборке «живую» головку, но даже б/у деталь для иномарок может ударить по кошельку.