Нагар на клапанах, потери мощности и чип-тюнинг — с картинками и ссылками!
Кому лень читать — идите сразу в конец статьи, там чёткая картинка с графиками и результатами нашей работы. Остальным рекомендую всё-таки ознакомиться сначала с теорией.
Вот такая жуть ждёт вас в этой статье )))
Ранее я писал о том, с какими типовыми проблемами сталкивается владелец двигателей семейства EP6*T с непосредственным впрыском топлива. Это растяжение цепи ГРМ, поломки клапанов и турбины, прогорание поршней — а также нагар на впускных клапанах.
Существует мнение, что если часто менять масло, то нагара на клапанах не будет. Также есть многочисленные рассказы о том, что "если лить масло фирмы ХХХ за УУУ денег, то нагара тем более не будет". Верхом перлов про нагар являются байки о том, что "плохой бензин засирает клапана" ))))
Для начала стоит рассказать о том, почему в двигателе с непосредственным впрыском есть нагар на впускных клапанах. Дело в том, что в отличие от двигателей с распределённым впрыском, где топливо подаётся через впускной коллектор, в двигателях с непосредственным впрыском оно подаётся прямо в камеру сгорания минуя впускной тракт. Это приводит к тому, что впускные клапана не омываются топливом и масло, которое на них попадает естественным образом во время эксплуатации, начинает пригорать.
.
Выглядит это вот так (примеры с моих личных машин):
Нагар на PSA: www.drive2.ru/l/4062246863888571590/
Это после 85 тысяч на Peugeot EP6DTS
Это после 50 тысяч на VAG EA888 
А вот обратная сторона медали, ГБЦ — тут тоже печалька!
.
Как вы понимаете из описания, нагар на клапанах появляется в любом случае</b>, просто где-то раньше ("овощная эксплуатация" и моточасы на холостом ходу), где-то позже. Как видно из принципа работы ДВС с непосредственным впрыском, бензин на впускные клапана попасть вообще не может и его качество тут ни при чём. Аналогично качество масла и частота его смены не решают проблему, а максимум лишь немного её отсрочивают.
В итоге в зависимости от типа мотора и его эксплуатации, проблема рано или поздно проявляется.
На группе PSA это 40-50 тысяч пробега, на группе VAG это ближе к 80-100 тысячам пробега.
.
Ну, а теперь переходим к обещанному графику )))
Очень давно я хотел показать клиентам, как же влияет нагар на клапанах на мощность машины.
Графики до очистки клапанов, после очистки и после чипа. Разница, мягко говоря, на лицо!
В нашем примере рассмотрим Пежо 207 1.6 THP156, в котором в стоке должно быть 150+ сил. Когда машина приехала на чип-тюнинг, пробег был уже существенным и машина явно не развивала должную мощность. Нагар съел 23 "лошади" и на выходе осталось лишь 133 силы!
После выполнения очистки впускных клапанов мы сделали повторный замер мощности — и, о чудо, получили 156 сил! Всё чётко, как если бы она только что съехала с конвейера )))
Ну, а после была фирменная прошивка Etuners под 95й бензин, и 194 л.с. на выходе!
.
PS. Если у вас PSA или VAG и вы планируете сделать очистку впускных клапанов и ГБЦ — мы можем с этим помочь! )))
Плюс освободился комплект максимально жёстких пружин H&R с занижением с пробегом в 15 тысяч км. Нигде не жмут, всегда в тему и выглядят супер!
.
Ниже остатки дидактического материала.
Ссылки на этот материал вы найдёте в этой статье — в них всё расписано очень детально по каждой теме.
Замена цепи на VAG — до 2012 года обычно цепи и натяжители были недостаточно надёжными. Новые ревизии исправляют эту проблему. В группе PSA аналогичная история. 
Маслоулавливатели разных поколений. 
Установка маслоулавливателя. 
Та самая система нового поколения EA888 Gen.3 с двойным впрыском — ссылка была выше.
Карбюратор
Сильный нагар на впускных клапанах и на впускном коллекторе
Сильный нагар на впускных клапанах и на впускном коллекторе является одной из причин ослабления мощности двигателя. Нагар в этих местах резко затрудняет наполнение цилиндров рабочей смесью из-за уменьшения сечения впускных отверстий.
На моторах, оборудованных распределённой системой впрыска бензина, рабочая смесь подается сразу на впускной клапан, минуя весь путь по каналам впускного коллектора от карбюратора до камеры сгорания. И только одно это обстоятельство значительно повышает мощность и скорость раскрутки мотора. В многоточечных системах впрыска впускной коллектор является “сухим”, то есть по коллектору движется только воздух, а бензин подаётся форсункой сразу на впускной клапан.
На карбюраторном моторе бензин, попадая в горячий впускной коллектор, частично превращается в пар и под действием силы вакуума более или менее равномерно наполняет цилиндры рабочей смесью. Поэтому образование в коллекторе и на клапанах нагара затрудняет прохождение рабочей смеси. Ко всему прочему, нагар имеет свойства теплоизолятора и это ухудшает образование бензопаровоздушной фракции. Большое количество нагара может снизить мощность двигателя на 30 — 40%.
Быстрому образованию нагара в коллекторе и на впускных клапанах способствуют:
- короткие поездки на непрогретом моторе,
- работа системы вентиляции картерных газов,
- неисправные маслосъёмные колпачки на клапанах,
- длительная эксплуатация автомобиля с засорённым катализатором,
- шероховатая поверхность внутренних каналов впускного коллектора,
- низкое качество бензина.
Всё это, вместе или отдельно, способствует быстрому образованию нагара. Чтобы эффективно очистить впускную систему, следует снять с двигателя головку блока цилиндров и, отсоединив от неё впускной коллектор, вынув клапана, провести тщательную очистку всех каналов. После удаления нагара рекомендуется прошлифовать наждачной бумагой внутренние каналы впускного коллектора и головки для максимального сглаживания всех шероховатостей на поверхности металла. Наилучшим результатом шлифовки будет отполированная поверхность. Впускные клапана тоже подлежат очистке, шлифовке и притирке к своим сёдлам.
Как видите, эта работа не имеет ничего общего с ремонтом карбюратора, но по эффективности результата она может сравнится с отлично сделанным капитальным ремонтом двигателя. Резвость вашего мотора превзойдёт все ожидания.
Эту услугу автомастерская может отдельно анонсировать в дополнение к ремонту карбюратора и системы зажигания.
На автомобилях “Форд Съерра” с моторами ОНС операцию очистки впускного тракта можно провести без снятия головки блока. Требуется отсоединить только впускной коллектор, а клапана будут хорошо видны и доступны для очистки в порядке работы цилиндров — 1-3-4-2. Приступать к очистке следует только после установки соответствующего цилиндра в положение ВМТ в такте сжатия, когда оба клапана надёжно закрыты. Очистка производится с помощью скребков, растворителей и воздушного компрессора.
На некоторых автомобилях отечественного производства при изготовлении отливочных форм впускного коллектора проявляется удивительная небрежность. Внутри каналов впускного коллектора иногда можно увидеть довольно высокие поперечные перегородки, остатки литья неправильной формы, которые ощутимо затрудняют наполнение цилиндров рабочей смесью. Такое безобразие можно увидеть, в частности, на автомобилях “Таврия” и “Москвич” последних лет выпуска. Эти препятствия в коллекторе легко убираются при помощи напильника и тонкой стамески.
Существует более лёгкий и дешёвый способ очистки от нагара впускного тракта с помощью химических добавок к бензину. Присадка, рассчитанная на определённое количество литров бензина, заливается в топливный бак. Процесс очистки растягивается на время необходимое для сжигания всего объёма бензина. После заливки в бак присадки нужно ездить без дозаправки, чтобы не разбавить свежим бензином уже готовую концентрацию. При таком способе очистки эффект появляется не сразу так, как присадки рассчитаны на 40 — 60 — 80 литров бензина. Единственной неприятной стороной такой промывки является отсутствие надёжной гарантии эффективности купленной вами упаковки. Сейчас очень распространена подделка таких видов продукции.
Нагар на клапанах
Признаки, причины и последствия образования нагара на клапанах газораспределительного механизма карбюраторного двигателя автомобиля. На примере клапанного механизма двигателя 21083 автомобиля ВАЗ 21083 (21093, 21099).
Признаки появления нагара на клапанах
Хлопки в глушитель или впускной коллектор
В зависимости от того какой клапан начал плохо закрываться от нагара – впускной или выпускной.
Снижение мощности и приемистости двигателя
По причине уменьшения просвета между кромками тарелок клапанов и их седлами в головке блока снижается объем топливной смеси, попадающей в камеры сгорания на впуске.
Если клапана неплотно прилегают из-за нагара, снижается компрессия в цилиндрах двигателя. Соответственно мощность и приемистость падают, двигатель не тянет. Возможно обгорание кромок тарелок клапанов, что еще более усугубляет ситуацию.
Неустойчивые обороты холостого хода
Разброс значений компрессии по цилиндрам и уменьшение количества топлива попадающего в цилиндры приводит к троению двигателя.
Калильное зажигание
После остановки двигателя он самопроизвольно делает еще несколько оборотов коленчатого вала, так как раскаленный нагар на клапанах может поджечь пары топлива без искры на свечах. Такое калильное зажигание помимо неприятных ощущений для водителя негативно сказывается на ресурсе двигателя провоцирую быстрый износ его деталей.
Причины появления нагара на клапанах карбюраторного двигателя
1. Работа двигателя автомобиля на богатой топливной смеси.
Богатая топливная смесь плохо и не полностью сгорает. Ее продукты горения откладываются на клапанах, стенках камер сгорания и днищах поршней. Длительная эксплуатация двигателя на богатой топливной смеси всегда приводит к образованию нагара.
2. Проблемы с зажиганием.
Слишком раннее или слишком позднее зажигание снижают эффективность сгорания топливной смеси. Продукты ее горения откладываются в виде черных сажевых отложений на клапанах.
3. Неисправны маслосъемные колпачки.
Моторное мало через поврежденные колпачки попадает на тарелку клапана и в камеру сгорания. При этом нарушается состав топливной смеси, и продукты горения такой смеси откладываются в виде маслянистого черного налета на клапанах.
4. Не отрегулированы зазоры в клапанном механизме.
Неплотное прилегание тарелок клапанов к седлам появляется при слишком маленьких тепловых зазорах в клапанном механизме двигателя. В результате часть горящей топливной смеси выбрасывается во впускной коллектор, где оседает в виде нагара на клапанах, коллекторе и карбюраторе.
5. Большой пробег двигателя.
В любом случае при длительной эксплуатации двигателя автомобиля (на пробегах боле 200 тыс км) клапана обрастают нагаром. Ускоряет отложение нагара появление возрастных неисправностей в двигателе. Например, износ поршневой (поршни, кольца, цилиндры). А так же применение некачественных моторных масел.
Что делать если имеются признаки появления нагара на клапанах?
Самый эффективный и безопасный метод для карбюраторного двигателя 21083 – снять головку блока и очистить клапана вручную.
Очистка ультразвуком или с применением растворителей даст большое количество частиц нагара, которые приведут в негодность зеркало цилиндров.
Проверить и отрегулировать тепловые зазоры между кулачками распределительного вала и толкателями клапанов. См. «Регулировка клапанов на двигателе 21083».
Проверить и устранить неисправности в системе зажигания двигателя автомобиля.
Проверить компрессию в цилиндрах и по результатам замеров определить состояние двигателя.
Примечания и дополнения
В большинстве случаев нагар на клапанах двигателя не одинок. Ему сопутствуют нагар на днище поршня и нагар на стенках камеры сгорания. Такая комбинация уменьшает объем камеры сгорания и приводит к возникновению детонации.
Почему образуется нагар на клапанах двигателя: причины, последствия и способы удаления нагара
Механизм газораспределения (ГРМ) является неотъемлемой частью двигателя внутреннего сгорания. Фактически, данный механизм отвечает за своевременную подачу топлива и воздуха в цилиндры двигателя, а также за удаление отработавших газов из цилиндра после сжигания топливного заряда.
Образование такого нагара происходит:
- по естественным причинам (двигатели с большим пробегом);
- в результате конструктивных недостатков того или иного ДВС;
- по причине имеющихся неисправностей мотора и его систем;
- в результате использования ГСМ и топлива низкого качества;
- несоблюдение интервалов обслуживания силового агрегата.
Далее мы рассмотрим, почему образуется нагар на клапанах, какие признаки того, что клапана в нагаре, чем опасен нагар на клапанах и к чему приводит, а также как уменьшить нагарообразование и выполнить очистку клапанов. Подробнее читайте в нашей статье.
Как работают клапаны ГРМ в двигателе
Чтобы разобраться в причинах появления нагара на клапанах, нужно понимать, как они работают в двигателе. Клапаны ГРМ бывают впускными и выпускными. Через впускной клапан в двигатель поступает топливовоздушная смесь или воздух в зависимости от типа впрыска на конкретном моторе. Через выпускной клапан происходит отвод выхлопных газов из мотора после сжигания топлива в камере сгорания.
Итак, в процессе работы мотора клапана ведут себя следующим образом:
- Впуск, когда в двигатель подается топливовоздушная смесь или воздух – открыт впускной клапан, выпускной закрыт;
- Сжатие, когда поршень сжимает рабочую смесь — впускной и выпускной клапан закрыт;
- Рабочий ход, во время которого энергия сгорающего топлива толкает поршень — оба клапана закрыты;
- Выпуск, во время которого происходит вентиляция цилиндра и отработавшие газы удаляются из камеры сгорания – впускной клапан закрыт, выпускной открыт.
При этом от эффективности и полноты открытия (сечение), а также от плотности, с которой клапан размещается в седле (седло клапана ГБЦ) напрямую зависит наполнение камеры сгорания топливной смесью, эффективность сгорания рабочей смеси, а также вентиляция камеры сгорания.
Причины образования нагара на клапане
С учетом того, что одной стороной клапан фактически находится в камере сгорания, это указывает на тяжелые условия работы данного элемента (высокие температуры, давление, агрессивная среда). По этой причине на клапанах неизбежно образуется нагар.
Принято выделять несколько основных факторов, среди которых главными считаются:
- конструктивные особенности системы впрыска;
- попадание масла на клапан и в камеру сгорания;
- наличие системы EGR;
- несвоевременное обслуживание мотора;
- использование топлива низкого качества.
Давайте рассмотрим каждую из этих причин более подробно, а также обратим внимание на то, от чего зависит интенсивность образования нагара и отложений на клапанах.
Система впрыска и нагар на клапанах
Нагар на клапанах чаще становится проблемой для моторов с непосредственным впрыском топлива. При этом важно понимать, что двигатели с распределенным впрыском также могут иметь данную проблему, однако нагарообразование происходит менее активно.
- Система распределенного впрыска топлива означает, что сначала горючее попадает вместе с воздухом во впускной коллектор. Далее в коллекторе образуется топливная смесь, после чего через впускной клапан такая смесь поступает в цилиндры двигателя. При этом горючее распылятся в непосредственной близости от впускного клапана. Благодаря такой особенности топливо фактически смывает нагар.
- Система непосредственного (прямого) впрыска топлива предполагает впрыск горючего напрямую в камеру сгорания. Через впускной клапан поступает только воздух, после чего смешивание осуществляется прямо в цилиндре. Такой впрыск более эффективен, однако имеется ряд проблем с клапанами, форсунками впрыска и т.д. С учетом того, что горючее не омывает впускной клапан, а воздух не способен удалить частички нагара, в таких моторах нагарообразование прогрессирует очень быстро.
Проблема стала настолько массовой, что конструкторы даже стали использовать так называемый «комбинированный» впрыск топлива. Фактически, это сочетание двух рассмотренных выше систем. Распределенный впрыск работает тогда, когда двигатель не подвергается большим нагрузкам (режим холостого хода, езда на низких оборотах и т.п.). Если же нагрузки растут, подключается прямой впрыск горючего.
Такой подход позволил частично решить проблему с нагаром на клапанах, однако, не полностью. В сочетании с другими причинами, которые приводят к появлению нагара, даже такие современные моторы с комбинированной системой впрыска заметно уступают аналогам с системой распределенного впрыска топлива.
Последствия использования топлива низкого качества
Наличие примесей в бензине и дизельном топливе (сера, свинец и т.д.) приводит к тому, что в моторе происходит активное накопление смолистых отложений серого или черного цвета. Также ферроценовые октаноповышающие присадки или присадки с оксидами железа приводят к образованию нагара красного цвета.
Моторное масло в камере сгорания и на клапане
Как правило, масло на клапан попадает из-за выхода из строя маслосъемных колпачков. Фактически происходит пригорание масла на клапане. Если проблема выражена не явно и двигатель сильно не расходует масло на «угар», процесс нагарообразования будет менее интенсивным.
Наличие системы EGR
Система рециркуляции отработавших газов возвращает часть выхлопа обратно во впускной коллектор для последующего дожигания вредных веществ, содержащихся в выхлопе. При этом выхлопные газы также содержат вещества в виде сажи и смол, которые оседают на клапанах.
К чему приводит нагар на клапанах: последствия для двигателя
- Нагар на клапанах может стать причиной уменьшения площади поперечного сечения проходных каналов для топливовоздушной смеси или воздуха. В этом случае двигатель не может работать в оптимальных режимах, смесеобразование нарушается, силовой агрегат работает нестабильно, падает мощность и т.д. Водитель может столкнуться с тем, что начинают плавать обороты холостого хода, мотор глохнет на холостых, при нажатии на педаль газа могут быть рывки и провалы, двигатель не «тянет» при разгонах.
- Более серьезной проблемой, которая вызвана накоплением нагара, считается «зависание» клапана. Это приводит к потере компрессии в цилиндре. Достаточно всего 1-2 мм нагара на фаске клапана, чтобы компрессия в цилиндре упала.
Как удалить нагар с клапанов
Чтобы очистить клапана от нагара, можно пойти двумя путями – разобрать двигатель или воспользоваться специальными очистителями. Обратите внимание, что второй способ можно считать больше профилактическим, так как большое количество отложений удалить при помощи данного метода не получится.
На практике, если уже явно проявились симптомы нагара на клапанах и камера сгорания в целом закоксована, в этом случае оптимально снимать ГБЦ, проводить дефектовку, очистку/замену клапанов, замену маслосъемных колпачков и т.д. Другими словами, выполнять капитальный ремонт головки блока цилиндров с последующей проверкой ГБЦ на герметичность.
Самый простой вариант — очиститель клапанов добавляется в топливо, после чего смешивается с горючим и размягчает нагар для более эффективного его удаления. Также средство чистит форсунки, топливную систему и т.д. Для подобных целей многие специалисты и опытные автолюбители рекомендуют продукцию Liqui Moly или Hi-Gear, однако можно использовать и продукцию любых других известных брендов. Главное, не нарваться на низкокачественную подделку.
Полезные советы
Чтобы на клапанах не появлялся нагар, а точнее, данный процесс был наименее интенсивным, необходимо следовать нескольким простым правилам. Прежде всего, следует заправляться исключительно качественным топливом на проверенных АЗС.
Чем меньше примесей и добавок будет в горючем, тем меньшим будет количество нагара после его сгорания в цилиндрах. Кстати, это справедливо и в том случае, если автовладелец злоупотребляет различными присадками в топливо низкого качества. Указанные присадки часто имеют в своем составе компоненты, которые могут приводить к усиленному нагарообразованию.
Рекомендуем также прочитать статью о том, какие преимущества и недостатки имеют топливные присадки для двигателя. Из этой статьи вы узнаете о видах топливных присадок для бензинового двигателя, а так же какие плюсы и минусы имеют присадки в топливо.
Для моторов с прямым впрыском и для двигателей с комбинированным впрыском рекомендуется каждые 20-25 тыс. км пробега использовать рассмотренные выше очистители клапанов, которые добавляются в топливо. Делать это нужно для профилактики, то есть даже при условии того, что с двигателем нет никаких проблем.
Также рекомендуется периодическая проверка клапанов эндоскопом (например, для такой задачи вполне подойдет недорогой эндоскоп для смартфона). Такой метод диагностики позволяет контролировать состояние камеры сгорания и клапанов, оценивать качество топлива и эффективность, а также проверять исправность работы мотора и его систем по цвету нагара (черный, серый, красный или белый) и т.д.
Что в итоге
Как видно, нагар на клапанах является достаточно распространенной проблемой, которая в большей степени касается моторов с прямым впрыском топлива. Для таких моторов следует проводить проверку и принимать профилактические меры заметно чаще, чем на двигателях с распределенным впрыском топлива.
Что касается ДВС с распределенным впрыском, такой двигатель будет достаточно очищать в качестве профилактики один раз в 80-100 тыс. км. пробега, в то время как моторы типа GDI требуют профилактической очистки каждые 15-20 тыс. км.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроена и работает система рециркуляции отработавших газов EGR. Из этой статьи вы узнаете об особенностях работы системы ЕГР, а также о потенциальных неисправностях и признаках сбоев в работе системы рециркуляции отработавших газов.
Напоследок отметим, что если двигатель начал работать нестабильно и есть подозрения, что это происходит по причине нагара, игнорировать данную проблему нельзя. Следует как можно быстрее провести комплексную диагностику и физически удалить скопившиеся отложения. Такой подход позволит исключить прогары клапана, перегревы, «зависание» клапанов и другие неисправности, которые могут заметно увеличить стоимость ремонта двигателя.