Головка цилиндра двигателя прогорела причины

Симптомы, причины и признаки прогорания прокладки головки блока цилиндров (ГБЦ)

Существует ряд «классических» поломок, которым подвержены автомобили всех марок и возрастов. Одна из таких поломок – это когда прогорела прокладка ГБЦ. Поломка неприятная и требующая немедленного устранения.

Прокладка блока цилиндров обеспечивает герметичность камеры сгорания, масляных каналов и рубашки охлаждения в местах соединения блока цилиндров с головкой. Выход прокладки из строя приводит к нарушению герметичности, с последующими выходом двигателя внутреннего сгорания из строя.

Чаще всего прогар происходит между одним из цилиндров и водяной рубашкой, распространяясь дальше по плоскости. Но бывают и другие варианты, например, между масляным каналом и каналом охлаждения.

Симптомы прогара прокладки ГБЦ

Большинство водителей не знают, как проверить прогорела ли прокладка ГБЦ. В действительности это довольно просто. О выходе из строя уплотнения ГБЦ свидетельствуют следующие симптомы:

• выбивает тосол из системы охлаждения;
• идет холодный воздух из отопителя салона при открытых кранах подачи охлаждающей жидкости в отопитель;
• скачки температуры двигателя;
• наличие водомасляной эмульсии или капель воды на масляном щупе;
• прорыв газов и/или технологических жидкостей (тосол, масло) между блоком цилиндров и головкой наружу двигателя.

Важное замечание: первые четыре симптома, такие же при появлении трещин в головке или блоке цилиндров. Определить, что же произошло на самом деле можно только после снятия головки с двигателя, что неизбежно для замены прокладки.

Выбивает охлаждающую жидкость

Неполадки с охлаждающей жидкостью, без следов ее утечки из системы – явные признаки нарушения целости прокладки. При прогаре прокладки между камерой сгорания и каналом охлаждающей жидкости, газы под высоким давлением прорываются в систему охлаждения, создают избыточное давление и выдавливают охлаждающую жидкость сквозь пробку расширительного бочка.

Если пробка бачка затянута плотно, как положено, и предохранительный клапан в ней неисправен, от избыточного давления могут лопнуть резиновые патрубки системы охлаждения, либо расширится место прогара, с выходом газов в масляные каналы. Чаще случается последний вариант.

Если при таком прогаре завести двигатель со снятой крышкой с расширительного бачка, то через его горловину можно наблюдать появление пузырей газа в охлаждающей жидкости. При увеличении оборотов двигателя, количество и размеры пузырьков будут увеличиваться, может сильно подыматься уровень жидкости в бачке, с резким вырыванием газов из нее – это симптомы прогоревшей прокладки ГБЦ.

При выбивании охлаждающей жидкости из расширительного бачка, нельзя открывать его пробку при работающем двигателе или сразу после его остановки. Нужно заглушить мотор, дождаться пока в системе охлаждения уменьшится давление (прекратится появление пузырей из-под клапана пробки) и осторожно, потихоньку открыть пробку. Иначе можно получить сильные ожоги от вырывающегося тосола.

Холодный воздух из отопителя

Этот признак очень надежный, но в силу конструктивных особенностей, проявляется не на всех автомобилях. При небольшом прогаре, газы могут слабо прорываться в систему охлаждения и успевать выходить через клапан пробки расширительного бачка. Но в некоторых автомобилях, прорвавшиеся газы скапливаются в радиаторе отопителя салона, создавая «воздушную пробку». Воздушная пробка блокирует циркуляцию жидкости через печку и выходящий из нее воздух не нагревается. Следует заметить, что не многие опытные водители знают, почему прекращается циркуляция тосола через радиатор печки.

Для того чтобы проверить, что причиной холодного воздуха в печке является прогоревшая прокладка ГБЦ необходимы следующие действия:

1. Открыть кран подачи тосола в радиатор отопителя.
2. Снять патрубок на выходе из радиатора и после того, как из него потечет тосол, одеть снова.
3. Убедиться, что из печки салона идет теплый воздух.

Если через определенное время работы двигателя из отопителя снова пойдет холодный воздух и подача тепла в салон возобновится после повторного развоздушивания печки, то однозначно пора менять прокладку.

Время, через которое образуется воздушная пробка в системе отопления, зависит от степени прогара прокладки, режимов работы мотора. Этот фактор обращает на себя внимание в холодное время, когда водитель пользуется печкой автомобиля.

Скачки температуры двигателя

О том, что прогорела прокладка ГБЦ, сигнализируют симптомы, связанные с температурой тосола. Газы, прорываясь в систему охлаждения в небольшом количестве, могут выходить наружу сквозь клапан пробки расширительного бачка, не выбивая тосол. Часть газов скапливается перед термостатом, частично блокируя к нему теплопередачу охлаждающей жидкости. В результате термостат срабатывает с запозданием, что приводит к чрезмерному нагреву, а возможно и к перегреву мотора.

После срабатывания термостата температура резко падает и затем все повторяется заново. Частые скачки температуры – классические признаки прогоревшей прокладки, но если они не сопровождаются пузырьками в расширительном бачке, то дело может быть в неисправном термостате. Поэтому в первую очередь нужно проверить термостат.

Следует отметить, что любое завоздушивание ранее исправной системы охлаждения, говорит о прогоревшей прокладке ГБЦ.

Водомасляная эмульсия или капли воды на щупе двигателя

Это признаки прогоревшей прокладки ГБЦ между масляными и охлаждающими каналами. Масло, смешиваясь при высокой температуре с охлаждающей жидкостью, образует эмульсию. Вытащив масляный щуп такую эмульсию нельзя не заметить.

При небольшом количестве попавшей жидкости, эмульсия очень нестабильна и после остановки быстро расслаивается. Часть жидкости оседает на дно поддона картера и если приоткрутить пробку поддона, сначала просочится вода, а затем масло. Часть жидкости испарится, образовав конденсат на внутренних деталях мотора и щупе. Регулярное образование таких капель на масляном щупе свидетельствует о прогаре прокладки. О подобной неисправности говорит и появление масляной пленки на поверхности тосола в расширительном бачке.

Прорыв газов или технологических жидкостей между блоком цилиндров и головкой наружу двигателя – самые видимые и легкие в диагностике признаки необходимости замены прокладки.

Причины прогорания прокладки

Причин, почему прогорает прокладка ГБЦ немного, а у нового двигателя всего одна – перегрев. Даже незначительное время работы мотора при температуре выше нормы может стать причиной этой неисправности. В данном случае прокладка может прогореть совсем немного, и неопытные автомобилисты не замечают первые появившиеся симптомы. В процессе дальнейшей эксплуатации прогар увеличивается, и признаки проявляется все сильнее. Из-за того, что многие владельцы машин обращаются к специалистам не после перегрева, а спустя некоторое время эксплуатации, когда неисправность становится явным фактом, они не связывают прогорание прокладки с имевшим место недавним перегревом и требуют от мотористов других объяснений почему прогорела прокладка ГБЦ.

При недостаточном объеме охлаждающей жидкости, можно не заметить незначительный перегрев головки, так как жидкость, циркулируя в системе, успевает охлаждаться в радиаторе, но при этом не успевает отводить тепло в нужном количестве. Приборы в авто показывают температуру охлаждающей жидкости, а не температуру деталей мотора. Таким образом, эксплуатируя машину с недостаточным уровнем тосола можно пропалить прокладку, не поняв, что причиной стал перегрев.

Бывает прогорание из-за некачественной прокладки, но это в большей степени касается двигателей после ремонта. На новых автомобилях это случается крайне редко. Еще на ремонтных моторах причиной подобной неисправности могут стать факторы, связанные с качеством проведенного ремонта:

• неудовлетворительное состояние привалочных поверхностей (плохо очищены остатки старой прокладки, раковины или царапины на плоскостях, деформация головки);
• неправильный момент затяжки болтов ГБЦ;
• нарушен порядок затяжки болтов ГБЦ;
• неправильно подобрана толщина прокладки (на моторах, где они бывают разных размеров).

Важно при заполнении системы охлаждения жидкостью, удалить все «воздушные пробки»! Иначе можно «подпалить» прокладку при первом же запуске мотора.

Чем грозит прогоревшая прокладка ГБЦ

Когда прогорела прокладка ГБЦ, последствия зависят от времени обнаружения неисправности и прекращения эксплуатации автомобиля. Если прокладка только прогорела, то можно обойтись минимальными потерями – заменой самой прокладки и сопутствующими работами. При движении с прогоревшей прокладкой возможны:

1. сильный перегрев с деформацией головки, что приведет к ее замене, а это не дешево;
2. заклинивание двигателя;
3. порыв патрубков системы охлаждения из-за высокого давления горячих газов.

Последствиями заклинивания двигателя могут стать необходимость шлифовки или замены коленвала, замена вкладышей, шатунов или поршней. В худшем случае может понадобиться ремонт блока цилиндров.

Бывают случаи, когда за ночь, сквозь прогоревшую прокладку в цилиндр набирается тосол и при запуске случается гидравлический удар с деформацией головки, шатуна, поршня, коленвала. Если возникла необходимость запустить двигатель, продолжительное время стоявший с прогоревшей прокладкой, необходимо выкрутить свечи или форсунки (для дизелей) и прокрутить коленвал. Затем обратно вкрутить свечи и можно заводить. Описанная процедура поможет избежать гидроудара, а значит, сэкономит деньги и время на ремонт.

Учитывая последствия, которые настают после того как прогорает прокладка ГБЦ, в случае возникновения любого из приведенных признаков, следует безотлагательно обратиться к специалистам.

Как определить прогар прокладки головки блока?

Здравствуйте, соотечественники! В данной статье попытаюсь описать признаки прогара прокладки головки блока цилиндров и рассказать, что может явиться причиной перегрева двигателя.

Признаки прогара прокладки головки блока цилиндров

Прогар прокладки головки блока цилиндров (ГБЦ) на легковых автомобилях, если это случится, доставит немало хлопот автовладельцам.

Главное печальное известие — эксплуатация машины становится недопустимой.

Будьте внимательны! Отнеситесь к нижеперечисленным признакам со всей серьезностью, и если они проявятся, то вам стоит прекратить эксплуатацию вашего авто и принять меры к квалифицированному ремонту:

• если повышается температура охлаждающей жидкости, и тосол (антифриз) начинает кипеть;
• двигатель начинает троить, пропадает тяга;
• салон перестает прогреваться отопительной системой, так как происходит завоздушивание системы и моторчик печки гонит холодный воздух.

Но есть еще надежда, хотя и мизерная, что признаки прогара прокладки головки блока цилиндров не подтвердятся.

Как разобраться, как выяснить истинную причину возникшей неисправности?

Крышка расширительного бачка

Начать стоит с пробки расширительного бачка, точнее, с проверки клапана в ней. Этот нехитрый узел может создать избыточное давление, и тогда охлаждающая жидкость (ОЖ) чаще всего вырывается из-под пробки, при этом расширительный бачок (РБ) раздувается.

Способов проверки клапана два:

1. произвести замену на заведомо исправную крышку;
2. проверить момент открывания клапана с помощью манометра и компрессора.

В системе охлаждения двигателя (СОД) должно создаваться давление не менее 1,1 кг/см², максимальный порог срабатывания клапана – не более 1,5 кг/см².

Проверить исправность крышки просто:

• снимаем расширительный бачок;
• глушим все отводы РБ, кроме одного;
• подключаем компрессор через шланг к свободному выводу и смотрим, что показывает стрелка прибора.

При избыточном или слишком малом давлении крышку РБ следует менять.

В случае неисправности клапана крышки расширительного бачка двигатель троить не будет, но неправильная его работа приводит к неоднократным перегревам мотора, и соответственно, к прогоранию прокладки головки блока.

Термостат

Причиной перегрева охлаждающей жидкости может быть и термостат – эта деталь в охлаждающей системе требуется для поддержания стабильной температуры.

Когда мотор еще холодный, весь тосол циркулирует по малому кругу, минуя радиатор, поэтому время прогрева двигателя с закрытым термостатом значительно сокращается.

При достижении необходимой температуры срабатывает клапан терморегулирующего устройства (отрывается), и антифриз проходит по большому кругу через все патрубки системы охлаждения и радиатор.

Тем самым двигатель охлаждается.

Если термостат вовремя не откроется, закипание тосола неизбежно, жидкость не пройдя через радиатор не охладится до нужного предела.

В любом случае нужно внимательно следить на приборами и не допускать перегрева.

Как убедиться в исправности термостата?

В первую очередь следует убедиться в равномерности нагрева всех радиаторных больших патрубков (верхнего и нижнего).

Если часть из них после прогрева осталась в холодном состоянии, проверяем работоспособность термостата.

Для проверки терморегулирующего устройства его необходимо демонтировать с автомобиля. Снимать термостат несложно, поэтому заострим внимание на диагностике.

Для проверки потребуется любая посуда, электрический нагреватель и термометр.

Наливаем в емкость воды, размещаем в ней деталь, воду и смотрим по градуснику, когда термоэлемент начинает открываться.

Разброс температур, при которых должен срабатывать клапан, указывается для каждого термостата и зависит от конкретной модели авто.

Признаки прогоревшей прокладки головки блока

Автомобильный двигатель – достаточно сложное устройство, и точно провести диагностику не всегда сразу удается даже специалистам.

Но существуют некоторые признаки, и если они присутствуют, то прокладка головки блока все-таки прогорела:

• тосол (антифриз) периодически выкидывает из расширительного бачка;
• мотор троит, нет компрессии (или она очень малая) в одном или двух цилиндрах;
• печка в салоне автомобиля гонит холодный воздух;
• двигатель быстро перегревается, и датчик на комбинации приборов показывает большую температуру;
• в охлаждающей системе появляется масло, а в картере двигателя – охлаждающая жидкость, что можно определить двумя способами (1. на щупе уровня масла в двигателе заметны капли 2. на крышке залива масла образуется желтая пена)

Если термостат или пробку расширительного бачка смогут заменить многие автолюбители, то справиться с заменой прокладки головки блока уже значительно сложнее.

Особенно когда модель двигателя сложная и «нафарширована» различными электронными устройствами.

Замена прокладки головки блока, это сложный ремонт двигателя, как правило сопутствующий к дополнительным ремонтным работам.

Возможно потребуется шлифовка соприкасающейся поверхности головки блока, даже со шлифовкой клапанов или их заменой.

Сильно перегретый двигатель, потребует замену поршневой группы.

Определить эту неисправность может только опытный слесарь-моторист.

Так что, если диагностика прогара прокладки головки блока показала проблему, ищите хорошего моториста.

Грузите свой автомобиль на эвакуатор и везите в специализированный сервис.

Ездить на машине уже категорически нельзя!

И помните, неквалифицированный ремонт может только усугубить ситуацию. И затрат на восстановление работоспособности мотора потребуется значительно больше средств.

В случае прогара прокладки ГБ не стоит экономить на ремонте.

Раз уж вы попали, то не стоит отчаиваться, это судьба, спокойно примите её испытания и обратитесь в специализированный автосервис с хорошим техническим оснащением.

А вообще, старайтесь не перегревать двигатель.

Удачи вам на дорогах. И не скупитесь, делитесь информацией в сетях. И помните признаки прогара прокладки головки блока цилиндров.

ПОЧЕМУ ПРОГОРЕЛА ПРОКЛАДКА

АЛЕКСАНДР ХРУЛЕВ, кандидат технических наук

Требования и к материалам прокладок, и к технологиям их производства весьма высоки и повышаются вместе с ростом мощности двигателей.

Суть всех встречающихся на практике дефектов прокладок — в самой схеме уплотнения стыка блока с головкой цилиндров. Действительно, прокладка должна обеспечить одновременно уплотнение газовое (полость цилиндра), водяное (каналы системы охлаждения) и масляное (каналы масляной системы). Близкое расположение этих каналов и полостей друг к другу, очевидно, может привести к внутренней негерметичности. Но и внешняя негерметичность тоже не подарок.

Прокладка ГБЦ может потерять герметичность по многим причинам. Но главными все-таки остаются нарушения правил эксплуатации, технологии обслуживания и ремонта автомобиля. Не менее важно отметить, что внешние проявления неисправности прокладки ГБЦ тоже весьма разнообразны. Можно даже сказать, что один отдельно взятый симптом редко появляется независимо от другого. Но, взятые вместе, они позволяют провести диагностику и достаточно точно установить причину неисправности.

Разумеется, для правильной диагностики необходимы опыт и знание двигателя, включая конструкцию и рабочие процессы, происходящие внутри него. И тогда по обнаруженным следам масла или охлаждающей жидкости, изменению цвета жидкостей или деталей, по отложениям нагара, следам обжатия, обгорания или эрозии на поверхности деталей будет установлена истина.

Дефекты прокладок после длительной эксплуатации автомобиля чаще всего связаны с вовремя не замеченными и не устраненными неисправностями системы охлаждения, реже — с нарушениями процесса сгорания (детонация, калильное зажигание). Напротив, после ремонта двигателя по статистике в более чем 80% случаев прокладка повреждается из-за неправильной затяжки болтов (в том числе из-за несоблюдения момента и порядка затяжки).

Перегрев — одна из основных причин повреждения прокладок. Да и не только их: при перегреве часто деформируется плоскость головки, а иногда и блока цилиндров.

Но в первую очередь страдает, конечно, головка блока. Помимо локального перегрева отдельных участков камер сгорания, вызывающего появление трещин, общий нагрев головки ведет к увеличению усилия обжатия прокладки, поскольку алюминиевый сплав головки расширяется больше, чем сталь болтов. После охлаждения сдавленная прокладка может уже не обеспечить герметичность там, где удельное давление (усилие, отнесенное к площади поверхности) оказалось слишком низким. Фактически при перегреве происходит своего рода «отвердевание» поверхностных слоев прокладки, вследствие чего она теряет эластичность и уже не может обеспечить уплотнение соединения головки с блоком цилиндров по всей плоскости.

Обнаружить причину, т.е. установить, что прокладка «потекла» из-за перегрева двигателя, можно при ее осмотре. Обычно в подобных случаях поверхность прокладки становится твердой, а в отдельных местах вблизи камер сгорания — обугленной.

Ремонт в данном случае редко ограничивается только заменой прокладки. Помимо обработки плоскости головки будет совсем не лишним найти причину перегрева в системе охлаждения — возможно, имеется неисправность термостата, вентилятора или просто течь шлангов (см. «АБС-авто», № 4, 1999).

Но, допустим, двигатель был сильно перегрет, а прокладка вроде бы устояла. В подобных ситуациях два выхода: либо испытывать судьбу, ожидая, когда появится течь (а так оно, скорее всего, и будет), или все-таки сразу заменить прокладку. Второе решение будет более удачным: ведь, как ни крути, а запланированный ремонт лучше неожиданной поломки в дороге.

Если прокладка не обжата как следует, то она точно «потечет». Обычно такое бывает, когда болты головки не затянуты должным образом. Но подобные ошибки сегодня — скорее исключение, чем правило: необходимая информация есть теперь на любой СТО. Другое дело, когда все затянуто правильно, а прокладка не обжалась. В чем дело?

Причины обычно кроются в нарушениях элементарных ремонтных технологий. Например, в руководствах по ремонту пишут, что резьбовую часть болтов перед затяжкой надо смазать маслом.

А если не смазать? Тогда момент затяжки почти весь уйдет на преодоление сил трения в резьбе, а вовсе не на прижатие головки к блоку.

Может, это одна из причин того, что на некоторых современных двигателях резьбовая часть болтов имеет покрытие? Такие болты смазывать не надо. А если серьезно, то «твердая» смазка гораздо более эффективна и значительно улучшает работу болтов (напомним, что у обычных болтов только 20-25% момента непосредственно преобразуется в усилие затяжки).

Еще хуже, когда болты слишком обильно облиты маслом. В данном случае известное правило «кашу маслом не испортишь» не сработает: масло несжимаемо, заполнив резьбовое отверстие, оно просто не пустит болт дальше. И хорошо еще, если блок не треснет по резьбовым отверстиям.

На современных двигателях часто применяют болты, работающие на пределе текучести. После однократного использования их полагается менять на новые, поскольку они могут недопустимо вытягиваться.

То, что прокладка не была обжата должным образом, легко обнаружить при ее осмотре. Часто на ней вообще практически нет следов обжатия, а толщина осталась такой же, как у новой прокладки. В подобных случаях течь появляется в первые же часы работы двигателя, что и указывает на истинную причину неисправности.

Профилактика здесь проста: надо точно выполнять все рекомендации производителей по моменту, порядку затяжки и замене болтов, а также их смазке перед сборкой.

Известно, что в зависимости от материала и конструкции прокладки могут «слабнуть» под действием температуры и вибраций. И если после некоторого времени работы двигателя не провести повторной затяжки болтов, удельное давление в стыке головки с блоком может недопустимо снизиться, после чего прокладка «потечет».

Повторную затяжку требуют не все двигатели и не все прокладки. Но когда такие рекомендации дает производитель двигателя, выполнять их надо неукоснительно. Если это не сделать, течь появится через несколько тысяч километров пробега автомобиля, что прямо укажет на причину такой неисправности.

К нарушениям процесса горения в двигателе относят детонацию и калильное зажигание. Не вдаваясь в их природу (это тема отдельного разговора), укажем, что эти явления вызывают значительный рост температуры на отдельных участках камеры сгорания. Чрезмерное давление в цилиндре, возникающее из-за преждевременного воспламенения топливной смеси, резко увеличивает нагрузки на головку блока, «растягивая» болты и уменьшая тем самым усилие сжатия прокладки. А ударные волны детонации «стучат» не только по ушам водителя, но и по окантовке прокладки ГБЦ.

То, что именно нарушение процесса сгорания явилось причиной повреждения прокладки, часто удается установить по ее виду. В подобных случаях она нередко прогорает между цилиндрами. Прогар по окантовке часто сопровождается эрозией поверхности головки блока и самой окантовки вблизи повреждения. Изменение цвета материала прокладки возле окантовки также может свидетельствовать о высокой температуре в камере сгорания.

Устранить причины, вызвавшие повреждение прокладки, нетрудно. Достаточно установить правильный угол опережения зажигания, поставить требуемые для данного двигателя свечи и залить в бак бензин с соответствующим октановым числом. Правда, в некоторых случаях этого может оказаться недостаточно.

Механические проблемы. Как известно, прокладка ГБЦ — весьма деликатная деталь, легко повреждаемая при неаккуратном обращении. Если она имеет явные дефекты, то ставить ее либо опасно, либо просто бессмысленно — все равно рано или поздно «потечет».

То же самое относится и к попыткам повторно использовать старую прокладку. Ее материал уже обжат и никогда не обеспечит надежного уплотнения. Может быть, на несколько тысяч километров ее и хватит, но это можно рассматривать только как временный выход из положения. Иногда прогар прокладки происходит из-за попадания между ней и уплотняемой поверхностью инородных материалов. Такое вполне может случиться, если не очистить плоскости головки и блока от остатков старой прокладки перед установкой новой.

Кстати, то же самое получится, если плоскости окажутся деформированными — в местах «провалов» удельное давление будет недопустимо низким, и в конце концов уплотнение нарушится. Поэтому перед установкой прокладки проверка плоскостей головки и блока обязательна (см. «АБС-авто», № 4, 1998).

Понятно, что деформированную плоскость надо обработать, т.е. выровнять. В одних мастерских головки фрезеруют, в других — шлифуют, а в третьих — притирают на плите с абразивной пастой. А какой способ лучше?

Давайте разберемся вместе. Если поверхность слишком грубая, то не исключено просачивание рабочих жидкостей и газов. Напротив, если поверхность чрезмерно гладкая, то возможно скольжение прокладки между уплотняемыми деталями и в конечном счете потеря герметичности. Поэтому при обработке поверхностей головки и блока не все средства хороши. Желательно обеспечить определенную оптимальную шероховатость, которая в основном зависит от материалов уплотняемых деталей (см. таблицу 2). Конечно, это общие рекомендации. Но ими вполне можно пользоваться, когда другие данные, например, от производителя двигателя, отсутствуют.

Почему прогорают клапана?

Прогар клапана – естественное последствие неправильного горения топливовоздушной смеси в цилиндре либо нарушения теплового зазора. Давайте рассмотрим, почему может прогореть клапан на дизельном или бензиновом двигателе и уделим внимание проблеме регулировки теплового зазора и детонационного сгорания.

Признаки прогара клапана

В случае прогорания в цилиндре на такте сжатия не развивается достаточное давление, так как часть топливно — воздушной смеси (ТПВС) просачивается через клапан. Поэтому сгорание в таком цилиндре происходит неправильно либо отсутствует полностью, что естественным образом отображается на работе двигателя.

Симптомы прогара клапана:

• неравномерный холостой ход. При этом характер работы будет зависеть от площади отверстия, образовавшегося между фаской клапана и седлом ГБЦ. Это может быть как легкая вибрация и небольшое подергивание при перегазовке, так и троение, при котором один из цилиндров полностью не работает;
• потеря мощности;
• характерное бубонение во впускном тракте. Возникает, если на автомобиле прогорел впускной клапан;
• увеличение расхода топлива;
• трудный запуск.

В автомобилях с функцией самодиагностики на приборной панели загорится сигнальная лампа Check Engine. Считав диагностическим прибором неисправности, вы, скорее всего, увидите ошибки по пропускам зажигания, бедной/богатой смеси. Первый тип ошибки регистрируется вследствие неравномерности вращения коленчатого вала, возникающей при неисправности в каком-либо из цилиндров. Второй связан с неправильным горением в неработающем цилиндре, вследствие чего часть ТПВС летит в выхлопной тракт, сбивая с толку кислородный датчик (лямбда-зонд).

После выявления кода неисправности по конкретному цилиндру можно смело выкручивать свечу для замера компрессии. Если же ошибок нет, придется прибегнуть к более искусным методам диагностики.

Как определить неработающий цилиндр?

Суть простейшей проверки сводится к последовательному отключению цилиндров. Имитируя неисправность, мы наблюдаем за изменениями в работе двигателя. После отключения котла, в котором прогорел клапан, изменения в работе будут минимальные. Какими способами это лучше всего сделать?

1. Снимите со свечи высоковольтный провод. В это время катушка будет переживать повышенные нагрузки, поэтому длительность такого стресс-теста не должна превышать 2-3 секунды. Во избежание риска удара током через растрескавшийся ВВП делать подобную проверку нужно в прорезиненных перчатках либо с помощью плоскогубцев с пластиковыми/резиновыми ручками.
2. Физически отключите фишку форсунки. При наличии специализированного диагностического оборудования сделать это можно программно, подключившись к автомобилю через разъем OBD-II.

Видео: Почему горят клапана

Проверка компрессии

Определив неработающий цилиндр, мы должны проверить цилиндр на герметичность. Для этого есть несколько способов:

• измерение компрессии в двигателе. Для этих целей подойдет даже самый дешевый компрессометр с подходящей шкалой измерения. Главное, чтобы в наличии был переходник с подходящей резьбой. Не доверяя точности прибору, ориентируйтесь не столько на показанную цифру, сколько на разницу между цилиндрами. Компрессия при прогаре клапана снижается на 3-6 Атм. в сравнении с соседними горшками;

Во время прокрутки двигателя стартером дроссельная заслонка должна быть полностью открыта, подача топлива во все цилиндры отключена, а аккумулятор полностью заряжен.

• проверка цилиндра на герметичность с помощью тестера. Прибор представляет собой редуктор, через который в цилиндры подается сжатый воздух. Установленный рядом манометр измеряет фактическое давление после редуктора, переводя потерю воздуха в процентную оценку негерметичности;
• измерение относительной компрессии. Своими руками такой тест не провести, но у автодиагноста с осциллографом проверка займет не более 15 минут. Измерить относительную компрессию можно по току стартера либо с помощью скрипта CSS Андрея Шульгина.

Прогорел клапан или проблемы с поршневой?

Прогоревший клапан – далеко не единственная причина снижения компрессии в цилиндре. Поэтому следующие шаги помогут нам понять, прогорел клапан либо это проблемы с поршневой системой.

Самый примитивный тест – залить в «подсевший» цилиндр несколько кубиков моторного масла, после чего повторить замер. Если компрессия возросла, значит, причина не в прогоревшем клапане, а в цилиндро — поршневой группе (ЦПГ).

Вытащите щуп и посмотрите на количество газов, вырывающееся из отверстия. Если двигатель сильно сапунит, причина в поршневой. Если же система вентиляции картерных газов справляется со своей задачей, прогорело седло клапана или же сам клапан. В более продвинутом варианте диагностики специальным прибором измеряется объем картерных газов.

Чтобы определить прогар клапана, а не поршня, осмотрите цилиндр с помощью эндоскопа. Заглянув внутрь двигателя, вы увидите прогоревший клапан. Если поршень остановился вверху и нет возможности развернуть камеру, чтобы посмотреть вверх, слегка покрутите мотор стартером либо ключом за шкив коленчатого вала.

Почему выпускные клапаны горят чаще?

На бензиновых двигателях с впрыском в коллектор впускные клапаны омываются бензином и воздухом, что значительно снижает их температуру. Поэтому чаще всего прогорают именно выпускные клапаны. Проблемы с впускными случаются из-за неправильной регулировки зазора, вследствие чего тарелка неплотно прижимается к седлу. Из-за этого ухудшается теплоотвод, что и становится причиной неисправности.

Процесс горения смеси исправного двигателя

Чтобы лучше понять причины прогара клапанов, необходимо знать основы процессов газообмена в двигателе и их последовательность.

1. Такт впуска. Впускные клапаны открыты, поршень движется вниз, создавая зону разряжения. Со впускного тракта в этот момент всасывается смесь топлива с воздухом (бензиновые моторы с распределительным впрыском во впуск или с моноинжектором) либо чистый воздушный заряд (ДВС цикла Дизеля и бензиновые моторы с прямым впрыском).
2. Такт сжатия. Поршень начинает движение вверх, впускные и выпускные клапана закрываются. Смесь сжимается, температура в камере сгорания повышается.
3. Рабочий такт. За несколько градусов до высшей мертвой точки (ВМТ) цилиндра смесь поджигается искрой (бензиновые ДВС) либо самовоспламеняется от контакта с разогретым воздухом (дизельные). Под действием силы расширяющихся газов поршень устремляется вниз. Возвратно-поступательное движение поршня через шатунно-кривошипный механизм передается во вращательное движение коленчатого вала.
4. Такт выпуска. Выпускные клапаны открываются. Движущийся к ВМТ поршень выталкивает отработавшие газы в выпускной тракт.

Фазы перекрытия клапанов и инерционное наполнение упущены намерено, так как существенно не влияют на рассмотрение вопроса прогара клапанов.

Основные причины прогара клапанов

• детонация;
• нарушение теплового зазора клапанов;
• слишком позднее/раннее зажигание;
• некачественный бензин.

1. Детонация

Детонация – процесс неправильного горения ТПВС, при котором возникает ударная волна, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью. Детонационное сгорание – одна из главных причин прогара поршней и клапанов.

Причины детонации:

• несоответствие октанового числа бензина и степени сжатия. Скорость горения низкооктанового топлива выше, а температура самовоспламенения ниже. Поэтому смесь детонирует еще до момента подачи искры;
• низкокачественный бензин. В попытках повысить октановое число бензина с помощью присадок недобросовестные АЗС иногда путают пропорции. При этом возможна ситуация, когда заявленное октановое число как ниже, так и выше фактического. Во втором случае присадки замедляют скорость горения смеси, из-за чего повышается термохимическая нагрузка на выпускные клапаны;
• слишком низкое калильное число свечей зажигания. Смесь самовоспламеняется от раскаленных частей свечи;
• бедная смесь. Из-за переизбытка окислителя (кислорода) в конце такта сжатия вблизи раскаленных участков камеры сгорания начинаются предпламенные реакции, перерастающие в детонационное сгорание. Причина бедной смеси может быть в подсосе воздуха, забитых форсунках, нехватке давления топлива.

2. Нарушение теплового зазора

Если тепловой зазор в клапанном приводе слишком мал, клапан неплотно прилегает к седлу, из-за чего нарушается отвод тепла. Из-за постоянного перегрева в головке клапана появляются трещины, а наиболее теплонагруженные частицы и вовсе откалываются.

Неправильная регулировка выпускных клапанов также может стать одной из причин детонации, так как при высокой температуре появляется риск предпламенных реакций.

3. Влияние позднего и раннего зажигания

При несвоевременном начале горения ТПВС клапана переживают повышенные термохимические нагрузки. Так, при раннем зажигании смесь поджигается раньше расчетного времени приближения поршня к ВМТ. Поэтому пик давления в цилиндре нарастает ранее идеальных 10-15º после ВМТ. Поршень, клапаны и стенки камеры сгорания при этом переживают чрезмерные термические и ударные нагрузки.

Слишком позднее зажигание приводит к тому, что смесь еще активно догорает, когда выпускные клапаны начинают открываться. Опять-таки повышенные термические нагрузки приводят к прогару выпускных клапанов.

Прогар клапана на дизельном моторе

Признаки прогара клапана на дизеле схожи с бензиновым двигателем. Но среди причин лидирует неисправность форсунок. Из-за переливающих форсунок повышается температура в камере сгорания, увеличивается время горения смеси.

Понятие детонации в дизельном двигателе отсутствует. Но при раннем впрыске возникает не менее опасное жесткое сгорание, когда давление в камере сгорания развивается раньше расчетного. Стенки камеры сгорания в такие моменты переживают повышенные ударные и тепловые нагрузки.

Головка блока цилиндров

Назначение головки блока цилиндров

В двигателях внутреннего сгорания головка блока цилиндров (ГБЦ), (ее часто называют просто головкой) устанавливается и крепится на блоке цилиндров.

Головка блока цилиндров закрывает цилиндры, образуя закрытые камеры сгорания. Между головкой блока и блоков цилиндров устанавливается прокладка головки блока цилиндров. Устройство головки блока может быть разным и значительно отличаться в зависимости от типа двигателя. В головке блока монтируются клапана с пружинами, свечи зажигания и форсунки.

Материал изготовления головки блоков цилиндров

На легковых автомобилях головка блока двигателя, как правило, изготавливается из алюминиевого сплава литьем в кокиль или под давлением.

На тяжелых (дизельных двигателях) двигателях применяют головку блока, изготовленную из чугуна методом литья. В таких двигателях седла клапанов охлаждаются и затем запрессовываются. В головке блоков имеются каналы для газов, охлаждающей жидкости, масла, и отверстия под болты для крепления головки к блоку цилиндров.

Для крепления головки к блоку цилиндров используются силовые болты и шпильки с гайками. Прокладка головки блока служит для уплотнения. Затяжка болтов головки блока проводится в определенной последовательности в рекомендуемом порядке заводом изготовителем.

Головка цилиндров нижне- клапанного двигателя

Головка для нижне- клапанных двигателей имеет простую конструкцию, где созданы каналы для охлаждающей жидкости, и отверстия под шпильки, резьбы под свечи. Примеры головки нижне- клапанного двигателя установлены на таких автомобилях: ЗИЛ 157, ГАЗ-А, ГАЗ 51. Такие двигатели являются не экономичными, что делают эту конструкцию не популярной.

Верхне- клапанная головка цилиндров

Может быть исполнена индивидуально для каждого цилиндра, так и для ряда цилиндров. Привод клапанов осуществляется штангами, которые передают усилие от распредвала.

Верхне- клапанные головки имеют несколько вариантов компоновки:

— Привод клапанов от штанг;

— Верхний распредвал (OHC);

— Два верхних распредвала (DOHC).

Индивидуальные головки цилиндров

Преимущество индивидуальных головок цилиндров в меньшей массе головки и в простоте монтажа. Чаще всего индивидуальные головки применяются на дизельных и крупноразмерных двигателях, что значительно облегчает монтаж.

Неисправности головки блока цилиндров:

• прорыв газов, причины: искривление газового стыка, коррозия, повреждение крепежа;
• трещина, выпадение седла;
• износ посадки под распределительный вал или толкатели;
• износ направляющих клапанов;
• облом крепежа, срыв резьбы под свечу или болты, трещины.

К неисправностям головки блока также относятся поломки или износ таких деталей головки блока как: клапанов, пружин, рокеров, компенсаторов.

Срывы резьбы под свечу устраняют установкой ввёртыша, сорванный крепёж заменяют ремонтными шпильками.

К дефектам головки блока цилиндров можно отнести трещины. Трещина головки блока, как правило, приводят к прорыву газов в рубашку охлаждения и отказу работы двигателя (в этом случае ремонт головки блока не целесообразен). Чаще всего трещина блока цилиндров является показанием к замене детали. Трещины вне газового стыка могут быть заварены.

Если появились лишние стуки и снизилось давление масла, это может быть следствием износа постелей под распредвал. В таком случае постели восстанавливают бронзовыми втулками.

Повреждения от коррозии и детонации также могут сделать ремонт невозможным.

Выпавшее седло, необходимо заменить.

Если вы столкнулись с износом головки блока следует правильно провести дефектацию головки, для того, чтобы определить ремонтировать или купить головку блока цилиндров.