Тепловые зазоры. Мало кто обращает внимание на эту, казалось бы, мелочь. однако в двигателе мелочей нет. В этой статье я расскажу о влиянии тепловых зазоров на работу и ресурс двигателя.

В самом конце есть видеоверсия материала, ну а с любителями почитать - продолжаем разговор)

Причины, по которым тепловые зазоры выходят из допусков давно известны.

Для впускных клапанов это износ металла кулачка и толкателя. Износ происходит очень медленно.

С выпускными клапанами ситуация интереснее. Так как рабочую фаску клапана и его седло постоянно омывают раскаленные выхлопные газы - происходит выгорание этих плоскостей, и весь клапан приподнимается вверх в направлении распределительного вала, тем самым уменьшая тепловой зазор. Процесс лавинообразный и, часто, машины приезжают с полностью отсутствующим зазором на выпускных клапанах. В этой ситуации чаще всего регулировка уже не спасает и требуется восстановление рабочих плоскостей клапана и седла а то и их замена.

Кроме механического разрушения, которое является крайним случаем, изменение тепловых зазоров влияет на наполнение цилиндров и фазы открытия клапанов.

Рассмотрим этот момент более подробно.

На рисунке ниже показаны фазы при нормальном зазоре. Именно от этой картинки мы и будем отталкиваться далее.

Как можно видеть - при каком-то зазоре X, который мы принимаем за нормальный, клапан начнет открываться на угле поворота распредвала 113 градусов. Таким образом фаза открытия этого клапана будет равняться 134 градуса. Расчет очень простой - вычитаем из полного оборота распредвала (360 градусов) фазу закрытого состояния клапана (113*2 =226 градусов) и получаем фазу открытого состояния в 134 градуса.

Теперь рассмотрим вариант с увеличенным зазором. Такая ситуация типична для впускных клапанов. За время межсервисного интервала зазор, как правило, увеличивается на половину номинального значения.

Как видим - фаза сместилась в сторону запаздывания и теперь клапан начинает открываться уже не на 113 градусе, а на 119ом. Таким образом фаза открытия клапана будет составлять уже не заводские 134 градуса, а все лишь 122, то есть уменьшится на 10 процентов.

То есть увеличенный тепловой зазор впускного клапана уменьшил его фазу открытия на 10%, соответственно, ухудшилось наполнение цилиндра свежим зарядом топливовоздушной смеси. Логичными последствиями такой неисправности будут пониженная тяга двигателя и, соответственно, повышенный расход топлива.

Теперь рассмотрим "зажатый" клапан. Эта неисправность типична для группы выпускных клапанов.

Как я уже говорил - клапан, вследствие износа рабочей фаски и износа седла, приближается к кулачку распределительного вала, уменьшая тем самым тепловой зазор.

Клапан начинает открываться уже на 107-ом градусе, а фаза открытого состояния составит целых 146 градусов. Напомню, что при нормальном зазоре фаза открытого состояния должна составлять 134 градуса.

Открываясь раньше клапан получает огромную термическую нагрузку, от выхлопных газов. Из-за того, что клапан меньшее время находится прижатым к седлу, ухудшается теплообмен клапана с ГБЦ. То есть он начинает еще больше перегреваться. Процесс продолжается с нарастающей скоростью и, в конце концов, приводит к прогару клапана

Вот так примерно обстоят дела с этой, казалось бы, мелочью. Хочется отметить что речь идет об изменении зазора в пределах 0,1 мм. Одна "десятка" приводит к вот таким последствиям.

Ну а дальше - обещанная видеоверсия материала

Зачистка выпускного коллектора вручную.

Судя по комментариям, от которых у меня поначалу прилично бомбануло, у людей в голове полный технический хаос. И, несмотря на то, что абсолютное большинство из них это устраивает, я все-таки продолжу писать для тех немногих, кто все же чему-то хочет научиться.

Итак. Начнем, пожалуй, с простейших базовых вещей, таких как компрессия, степень сжатия и давление в ВМТ.

Эти три понятия люди почему то постоянно путают и часто я вижу ситуацию когда мужики сравнивают показания своего компрессометра, снятые на холодном моторе с подсаженным АКБ и закрытой дроссельной с графой "степень сжатия" в мануале к своей машине. И, представьте себе, даже умудряются сделать какие то далеко идущие выводы.

Компрессия - максимально достигаемое давление в цилиндре. Измеряется на прогретом двигателе с полностью открытой дроссельной заслонкой, всеми вывернутыми свечами и полностью заряженным аккумулятором. В идеале - аккумулятор должен быть подключен к пускозарядному устройству, находящемуся в режиме поддержки. Единица измерения - атмосферы, бары, PSI либо любые другие единицы измерения давления. Так как давление именно максимально достижимое, то перед измерением нужно создать все условия для его достижения - прогреть двигатель для минимизации утечек через поршневые кольца и максимально открыть дроссельную заслонку для обеспечения полного наполнения цилиндра. Так как если у вас воздух будет уходить через кольца то давление уже не будет максимальным, на которое способен мотор. Точно также и с открытым дросселем - если заслонкой перекрыть поток воздуха в цилиндр, то поршню нечего будет сжимать и, соответственно, опять не будет максимально достижимым.

Степень сжатия. Исключительно геометрическая величина. Не имеет единицы измерения. Обозначает отношение объема цилиндра с поршнем в нижней мертвой точке к объему цилиндра с поршнем в верхней мертвой точке. Иными словами - это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Еще проще - степень сжатия показывает во сколько раз сжимается горючая смесь в цилиндре.

Давление в ВМТ такта сжатия - измеряется компрессометром без ниппеля на заведенном моторе, либо при помощи датчика давления и мотортестера. Измеряется в любых единицах измерения давления и напрямую зависит от наполнения цилиндра. То есть от того насколько сильно открыта дроссельная заслонка. Для диагностики представляет интерес анализ этого параметра только на холостом ходе.

С терминологией вроде разобрались. Теперь перейдем к тому, что со всем этим багажом знаний и цифр делать.

Компрессия. Испокон веков для ее измерения применяется простейший прибор - компрессометр.

Для диагноста наибольшее значение имеет не столько абсолютное значение компрессии, которым так любят меряться соседи по гаражам, сколько динамика его нарастания и разница значений между цилиндрами испытываемого мотора.

Почему не очень интересно абсолютное давление?

Одна из причин - это то что несмотря на то, что компрессией принято называть максимально достигаемое давление в цилиндре, при классическом способе измерения на стартерной прокрутке оно таковым не является. Если завести двигатель со вкрученным компрессометром и резко полностью открыть дроссель, то намерянные "максимальные" 10-12 бар при стартерной прокрутке внезапно превратятся в 15-18, а иногда и больше бар. Я видел и разорванные давлением компрессометры, которые забыли выкрутить и завели мотор. Ни о каком воспламенении в цилиндре речь не идет - свечей то выкручены.

Почему так происходит? Вроде все то же самое, мотор крутится, дроссель открыт а показания иногда и в два раза отличаются. Все дело в том что если в цилиндре есть гипотетическое отверстие сечением 1кв.мм, то при заданном перепаде давлений между цилиндром и атмосферой за единицу времени может пройти четко определенное количество воздуха. Это принцип работы жиклера во всем известном карбюраторе. Если мы уменьшаем время существования перепада давлений (увеличиваем обороты двигателя) то времени становится меньше, соответственно и воздуха из цилиндра через эту неплотность уйдет меньше, а результирующее давление увеличится.

Именно по этой причине (ну есть еще несколько, описанных в предыдущих статьях)  "подсевшие" двигатели отвратительно работают на холостом ходе и малых оборотах, но на "тапке в пол" после того как раскрутятся, все еще неплохо едут.

Вторая причина - моторное масло, а точнее его количество на стенка цилиндра. При износе колец логично предположить что компрессия упадет. Но это не так до определенного предела.

Дело в том, что изношенные кольца оставляют больше масла на стенке цилиндра, которое, за счет своей вязкости и скоротечности протекающих процессов, выполняет роль прекрасного уплотнителя. Мотор будет пожирать масло, дыметь-коптить, но при том иметь очень неплохую динамику. Опять таки до определенных пределов.

Существует даже методика определения виновника потери компрессии. Обычно подозревают цлиндро-поршневую группу, прокладку ГБЦ либо клапанную группу. Так вот, для того чтобы быстро исключить цилиндропоршневую группу достаточно в подозреваемый цилиндр налить через свечное отверстие несколько миллилитров моторного масла. Помните о том, что масло несжимаемо, то есть ведрами его туда лить не рекомендуется, иначе неизбежен гидроудар.

Так вот, если после добавления масла компрессия увеличивается - это практически стопроцентный приговор цилиндропоршневой группе.

С быстрой диагностикой клапанной группы без некоторого специализированного оборудования могут возникнуть проблемы.

Таким образом мы видим, что компрессия - сильно неоднозначный параметр. Как и любой параметр - его важно не только правильно измерить, но еще и правильно интерпретировать.

Давление ВМТ такта сжатия.

Анализ этого параметра и его динамики в последнее время набирает заслуженную популярность в связи с появлением у диагностов мотортестеров со специализированными датчиками.

Что может дать такой анализ? Очень много для диагноста, а для клиента - подробный осмотр мотора за очень небольшое время, и, что важно, наглядно. По времени это занимает - выкрутить свечу, закрутить датчик, 30 секунд замер ну и обратные операции. Примем условно - 5 минут с запасом, а вы теперь оцените сколько информации можно получить о моторе за это время: оценка наличия подсосов во впускном тракте, реальный угол опережения зажигания, пневматические потери в цилиндре (те самые утечки), корректность установки распредвалов, противодавление выхлопных газов (пора катализатор вырезать или еще нет). И это все за пять минут. Вот до чего техника дошла. И, как и в любой другой сфере - техники мало, нужно уметь интерпретировать полученные графики, что требует знаний конструкции двигателя и сути и взаимосвязей протекающих в нем процессов.

Именно для того чтобы вы понимали что происходит в вашем моторе я и пишу эти статьи, начиная от элементарных базовых понятий, до более глубоких исследований реальных моторов в будущем.

Всем спасибо за просмотр