Почему на некоторых двигателях при обрыве ГРМ гнутся клапана и как этого избежать

Про вероятность загиба клапанов, точнее их стержней, известно многим автомобилистам. Сложнее точно определить, каким моторам угрожает подобное происшествие, как его точно продиагностировать и какими мерами предотвратить.

Ремонт достаточно дорог, а мотор после встречи клапанов с поршнями полностью неработоспособен.

Роль клапанов в моторе

Для обеспечения нормальной работы во всех четырёх тактах автомобильного двигателя цилиндры должны заполняться рабочей смесью, затем герметизироваться, а после выполнения рабочего хода очиститься от продуктов горения.

Все эти процессы выполняются впускными и выпускными клапанами:

  • впускной открывается перед тактом всасывания и должен быть закрыт перед сжатием смеси;
  • выпускной открыт во время такта выхлопа, через него удаляются отработанные газы;
  • моменты открытия и закрытия образуют фазы работы газораспределительного механизма (ГРМ), под этой аббревиатурой ошибочно полагают лишь приводной ремень с системой направляющих и натяжных роликов, однако это лишь привод, на самом деле в ГРМ входят распредвалы, система регулирования фаз, клапаны, толкатели, гидрокомпенсаторы и многое другое;
  • привод ГРМ может быть ременным, цепным или шестерёнчатым, чаще всего от неправильной эксплуатации страдает ремень.

Фазы работы ГРМ могут перекрываться, то есть в некоторые моменты открыты оба канала. Связано это с необходимостью улучшения наполнения, использования инерции газов и аэродинамических сил при больших скоростях вращения коленчатого вала.

Почему при обрыве ГРМ на некоторых ДВС гнутся клапана

У старых моторов такой проблемы не было. Низкий КПД не требовал хорошего наполнения цилиндров, а скорости вращения позволяли зарядить рабочий объём через клапаны малого диаметра. К тому же эти автомобили работали на низкооктановых бензинах, что требовало малой степени сжатия.

Места в камере сгорания для размещения тарелки открытого клапана было достаточно даже при нахождении поршня в верхней мёртвой точки (ВМТ).

Усовершенствование силовых агрегатов повлекло ухудшение ситуации в камере сгорания:

  • для снижения потерь на впуске диаметр тарелки максимально увеличили;
  • поскольку вписать окружности клапанов в цилиндр достаточно сложно, стали применять многоклапанные конструкции, сейчас большинство моторов располагают схемой с двумя парами клапанов;
  • рабочий объём одного цилиндра уменьшился, при этом степень сжатия возросла, в камере сгорания стало тесно;
  • оптимизация процессов воспламенения и горения при обеспечении детонационной стойкости потребовали строго рассчитанных свойств аэродинамики камеры сгорания, а, следовательно, сделать выборки под открытые клапаны в днище поршня не получается без потерь характеристик мотора.

Типичный современный мотор при сбое синхронизации вращения распредвала и коленвала подвержен опасности встречи клапана с поршнем. Теперь уже ВМТ подразумевает однозначное закрытие каналов впуска и выпуска. Траектория движения клапанной тарелки должна точно отслеживать набегающий поршень, с одной стороны обеспечивая перекрытие фаз, а с другой – исключая механический контакт.

Малейшее смещение фазы при ошибке на пару зубьев ремня, тем более при полной остановке распредвала, ведёт к удару поршнем по клапану с загибанием стержня последнего. И только самые примитивные моторы с отстающими характеристиками продолжают сохранять способность уцелеть при обрыве ремня.

Иногда работники автомобильного тюнинга сознательно идут на ухудшение свойств двигателя, устанавливая поршни с выборками под клапан. Это повышает стойкость мотора к поломкам, но снижает мощность и удельные характеристики.

Как определить, что загнуло клапан

При загибе клапана он не сможет полностью закрыться, направляющая в головке не пропустит дугообразный стержень. Клапан зависает, что ведёт к полной потере компрессии. Даже если это произошло только в одном цилиндре, и двигатель способен работать, возникнут вибрации и перебои, пропадёт мощность.

Для диагностики используется несколько методик:

  • замер компрессии;
  • исследование цилиндров эндоскопом через свечные отверстия;
  • применение дымогенераторов и пневматической опрессовки.

В типовом случае после обрыва ремня загибает все клапаны по линии одного или обоих распредвалов, поскольку двигатель моментально не останавливается. Ремонт заключается в снятии и переборке ГБЦ с заменой деталей. Поршни страдают редко.

Как не допустить обрыва ГРМ

Качественный ремень просто так никогда не рвётся, с запасом выхаживая регламентный срок. Для исключения обрыва принимаются элементарные меры:

  • покупать следует только изделия известных фирм с хорошей репутацией;
  • полностью соблюдается технология замены, точно выставляются фазы и степень натяжки;
  • замена производится всем набором, то есть ремень, ролики, натяжитель и водяной насос, если он приводится тем же ремнём;
  • на ремень не допускается попадание нефтепродуктов, воды и грязи;
  • сроки замены ремней в наборе составляют от 60 до 90 тысяч километров пробега, обещаниям производителей автомобилей о больших интервалах верить нельзя;
  • в процессе эксплуатации рекомендуется периодический контроль состояния привода, даже если такой операции в перечне нет.

Отдавать предпочтение при выборе автомобиля цепному приводу ГРМ не всегда оправдано. Цепи в современных моторах не отличаются долговечностью, последствия обрыва те же, а ремонт и замена намного сложнее.

Ссылка на основную публикацию