Причина обрыва тарелки клапана

Повреждения клапанов и их причины

Оглавление

Ошибки при монтаже и регулировке

Неверная регулировка зазоров в клапанах

Причина:
Отрегулированный зазор в клапанном приводе слишком мал, или не соблюдалась периодичность технического обслуживания.

Следствие:
Клапан больше не закрывается надлежащим образом. Отработавшие газы, протекающие мимо седла клапана, нагревают головку клапана. Это вызывает перегрев и прогорание головки клапана в области
седла.

Ошибка при монтаже пружины клапана

Причина:
При монтаже пружина была неправильно установлена. Перекос привел к боковому изгибающему моменту (M) на стержне клапана.

Следствие:
Вызванная этим переменная нагрузка при изгибе привела к повреждению направляющей клапана и, в конечном счете, к поломке конца стержня клапана.

Ошибка при монтаже гидротолкателя

Причина:
После установки толкателя не было соблюдено предписанное время ожидания до запуска двигателя (не менее 30 мин.). Из-за этого не хватило времени для удаления избыточного масла из рабочей области толкателя.

Следствие:
При преждевременном запуске двигателя клапаны ударяются о поршни, сгибаются или ломаются.

Неправильная обработка

Ошибка соосности направляющей или кольца седла клапана

Причина:
При доработке седло клапана или его направляющая были неправильно центрированы.

Следствие:
Клапан не закрывается надлежащим образом, перегревается и прогорает в области седла. Из-за односторонней нагрузки на головку клапана возможны также усталостные изломы в области галтеля.

Слишком большой зазор в направляющих клапанов

Причина:
Зазор в направляющих клапанов слишком большой, т. к. они сильно изношены или были слишком широко рассверлены при ремонте.

Следствие:
Вследствие прорыва горячих газов возможно сильное нагарообразование в области стержней и направляющих. Ход клапана становится тяжелым, клапан больше не закрывается, и это приводит к перегреву (прогоранию, плавлению) поверхности седла.

Слишком малый зазор в направляющих клапанов

Причина:
При восстановлении направляющих клапанов диаметр направляющих был неправильно замерен и оказался слишком мал.

Следствие:
Недостаток смазки, тяжелый ход и заедание стержня клапана в направляющей. В результате это может также привести к перегреву в области головки или седла клапана.

Установка изношенных деталей

Использование изношенных сухарей клапанов

Причина:
При восстановлении клапанов были использованы старые, изношенные сухари клапанов.

Следствие:
При повторном использовании изношенных сухарей возможно ослабление зажимного крепления во время работы. На стержне появляется коррозия от трения, а клапан в этом месте теряет прочность. Из-за этого возможны усталостные изломы от колебаний.

Установка поврежденных коромысел/балансиров

Причина:
Распределение силы от коромысла на поверхность конца стержня клапана осуществляется нецентрично.

Следствие:
Это приводит к одностороннему износу стержня и его конца. Нагрузка на стержень клапана под действием поперечной силы, вызванная нецентричным распределением силы, приводит к усталостным изломам в области зажимного крепления.

Установка согнутых клапанов

Причина:
Изгиб стержня клапана приводит к односторонней нагрузке седла клапана на кольцо седла.

Следствие:
Односторонняя нагрузка вызывает переменную нагрузку при изгибе и усталостные изломы в области галтеля, в месте перехода к стержню.

Нарушение процесса сгорания

Перегрузка клапана из-за нарушения процесса сгорания

Причина:
Из-за нарушения процесса сгорания в камере сгорания возникают значительные температурные нагрузки и нагрузки от давления.

Следствие:
Головка клапана не выдерживает сильной термомеханической нагрузки и прогибается внутрь. Она принимает так называемую тюльпанообразную форму и ломается.

Ключевые слова :
Группы продуктов :

ЗАГРУЗКА

Регистрация для получения бюллетеня
Поиск торговцев
онлайн-каталог

Группы продуктов на ms-motorservice.com

Клапаны и сопутствующие детали

Это вас тоже могло бы заинтересовать

Информация о пользовании

Направляющие клапанов

Практические советы по замене и ремонту

MS Motorservice International GmbH
Wilhelm-Maybach-Straße 14-18
74196 Neuenstadt
Germany

Тел: +49 (0) 7139 / 9376 — 33 33
Факс: +49 (0) 7139 / 9376 — 28 64

Использование куки и защита данных

Группа Motorservice использует на Вашем устройстве файлы куки с целью оптимального оформления и постоянного улучшения своих веб-страниц, а также в статистических целях. Здесь Вы найдете дополнительную информацию об использовании куки, наши Выходные данные и Указания по защите персональных данных.

Нажатием кнопки «OK» Вы подтверждаете, что Вы приняли к сведению информацию о файлах куки, заявление о защите данных и выходные данные. Ваши настройки в отношении файлов куки для данного веб-сайта Вы можете изменитьв любое время [ссылка]

Установки приватности

Мы придаем большое значение прозрачности в вопросе защиты персональных данных. На наших страницах Вы получите точную информацию о том, какие настройки Вы можете выбрать и какие функции они выполняют. Выбранную Вами настройку Вы можете изменить в любое время. Независимо от выбранной Вами настройки, мы не будем определять Вашу личность (за исключением тех случаев, когда Вы однозначно ввели свои данные, например, в контактных формах). Информацию об удалении файлов куки Вы найдете в справке Вашего браузера. Дополнительная информация приводится вЗаявлении о защите данных.

Источник

Популярные автомобили

Автоэкспертиза: Вдребезги! ч. 2.

Это продолжение и подведение итогов экспертизы ( Автоэкспертиза: Вдребезги!)

В этот раз правильный анализ никто не дал. Золотого ключа не будет!

Однако некоторые сделали правильные выводы и описали логику события. Хочу отметить SaltLake, за довольно профессиональный ответ. Экспертиза по его логике вполне могла быть основанием для выигрыша в суде. А так же Turbocat за несколько точных выводов.

Читайте также:  Рисунки орнаменты для тарелок

Смотрим правильный ответ?

Причиной поломки стала усталостная трещина шестого клапана:

Соответственно причиной поломки явился производственный дефект. Восстановительный ремонт двигателя экономически не целесообразен в связи с повреждением корпусных деталей.

Все выявленные повреждения локализованы в зоне шестого цилиндра. Исследование блока цилиндров, головки, и поршней не выявило следов перегрева двигателя:

Отсутствие следов перегрева и масляного голодания, а также общее состояние деталей двигателя, свидетельствует о соблюдении правил эксплуатации двигателя и его надлежащем использовании.

Первичным дефектом явился обрыв тарелки выпускного клапана шестого цилиндра.

Оторвавшаяся тарелка клапана повредила зеркало цилиндра, поверхность камеры сгорания, свечу зажигания, оставив на их поверхностях многочисленные контактные следы, а также полностью разрушила поршень шестого цилиндра.

После разрушения поршня шатун пробил корпус картера двигателя и корпус алюминиевого поддона, при этом сам так же был частично разрушен.

Причиной обрыва тарелки клапана может быть либо контакт её с поршнем, вследствие нарушения фаз газораспределения, либо рассухаривание клапана, либо дефект самого клапана.

Если причиной контакта является нарушение фаз газораспределения, то следы контакта будут обязательно заметны и на других поршнях. Проведённое исследование двигателя не выявило следов контакта на днище поршней:

Во время разборки двигателя эксперт проверял правильность установки цепи привода распределительных валов. Из всего вышесказанного можно сделать однозначный вывод, что причиной обрыва клапана не является контакт клапана с днищем поршня.

Также и причиной разрушения клапана не может быть рассухаривание, поскольку во время исследования двигателя было зафиксировано, что стержень клапана вместе с засухаренной тарелкой пружины остался во втулке головки, даже после извлечения стержня из втулки на нем осталась засухаренная клапанная тарелка:

Анализируя повреждения, эксперт пришёл к выводу о том, что первичным повреждением клапана является излом №2, возникший в результате действия растягивающих сил, направленных вдоль оси его стержня.

Данные растягивающие силы вызваны действием клапанной пружины и являются нормальными для стержня клапана.

Излом №1, возникший в результате локального изгиба стержня клапана под действием изгибающих сил, является вторичным, поскольку образовался после падения части клапана в цилиндр.

Исследование первичного излома стержня клапана позволило выявить на нём две зоны: центральную зону серого цвета – зону чистого излома и периферийную зону цвета блестящего метала – пришливованную зону:

Таким образом, разрушение клапана вызвано наличием кольцевых усталостных трещин на его стержне. Образование трещин вызвано нарушением технологического процесса производства клапана и, поэтому, данный дефект носит производственный характер.

Жаль, что я не разместил в предыдущем посте хорошие фото, спасибо за совет neosashe. Впредь фото будет получше, если позволяет экспертное заключение.

Экспертиза оказалась не по зубам автокадабровцам, но в том есть и моя вина: всё-таки фото могли быть лучше. Кроме того, экспертиза действительно была сложной, что видно из опроса: 50% из почти что 200 человек, честно признались, что «не въехали в тему».

Спасибо всем за ответы. До следующей экспертизы!

видео о наших услугах, для попавших в аварию или пострадавших от страховых компаний.

Источник

Когда неисправен клапан

АЛЕКСАНДР ХРУЛЕВ, кандидат технических наук

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 вместо 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.

Kлапаны 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 900°С.

Читайте также:  Тарелки квадратные с рисунком для чего

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 тем не менее 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»: снижает 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.

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.

Читайте также:  Приспособление для кухонной тарелки

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 цилиндропоршневой 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. О том, что на многих современных моторах клапаны в случае обрыва ремня деформируются, мы уже писали (см. «АБС-авто», 1999 г., № 6). Добавим только, 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 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 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.

Разрушение по пазу сухаря может случиться из-за неправильной разборки и сборки клапана, а также вследствие больших зазоров в приводе

Когда масло легко проникает через зазор между стержнем и направляющей втулкой, тарелка клапана быстро покрывается нагаром

Скол на тарелке образуется из-за неплотной посадки в седле, ударных нагрузок или ненормального горения топлива

Поломка клапана от больших механических перегрузок. Причиной могут стать большой зазор в приводе, заклинивание клапана, превышение максимальной частоты вращения, разрушение пружины, деформация стержня или несоосность седла с направляющей втулкой.

Большой зазор А между стержнем и направляющей втулкой приводит к перекосам и ударам по краю тарелки, что грозит поломкой клапана

Мотор Технологии — Санкт-Петербург © 2002-2020 тел. +7 (812) 388-08-55

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Для получения подробной информации пожалуйста, обращайтесь по телефону 812-3880855 или другими способами указанными вконтактах.

Источник

Поделиться с друзьями