Почему на газу прогорают клапана
Перейти к содержимому

Почему на газу прогорают клапана

  • автор:

Статьи

Могут ли от газа гореть клапана? 17.03.2016 11:48

Могут ли от газа гореть клапана?

Для того чтобы развеять этот миф, необходимо понять почему вообще прогорают клапана при работе двигателя на топливе с большим октановым числом (Рассмотрим на примере бензина).

Клапана в двигателе бывают впускные и выпускные. Задача впускных клапанов наполнить в нужный момент топливовоздушной смесью цилиндры двигателя, задача выпускных – освободить в нужный момент камеру сгорания от отработавших газов после сгорания топлива.

Действительно, в некоторых случаях использование бензина с большим октановым числом может привести к прогоранию выпускных клапанов. Бытует мнение, что происходит это из-за большей температуры горения смеси с более высоким октановым числом. На самом деле все наоборот. Топливо с большим октановым числом, обычно горит с такой же или меньшей температурой, но горит дольше и сгорает полностью, в отличие от низкооктановой смеси. При этом если время горения превышает расчетное, может получиться так, что на фазе выпуска через клапан вместо отработанных газов будет выпущена еще горящая смесь. На практике же конструкция большинства ДВС позволяет реализовать весь потенциал топлива с большим высоким октановым числом без ущерба для выпускных клапанов. Как упоминалось выше, высокооктановое топливо горит дольше и следовательно для правильного и полного сгорания смеси ее поджег должен осуществляться раньше.

В современных автомобилях установлена система, которая автоматически регулирует угол зажигания, что позволяет автомобилю эксплуатироваться на высокооктановом топливе. Если в вашем автомобиле не предусмотрено такой системы, то вам следует обратиться в сервисный центр для установки дополнительного модуля, который позволит регулировать угол зажигания.

Есть еще одна причина прогара клапанов, которая абсолютно не связана с видом топлива (бензин/газ) и его октановым числом. А происходит это по причине не отрегулированного клапанного зазора. Если зазор клапана настолько велик, что клапан не может полностью закрыться, то отработанные газы проходят через подпускающий клапан и в конечном итоге «прожигают» седло или клапан. В идеале, клапан в закрытом положении должен очень плотно сидеть в “седле клапана”. Для этого необходимо, чтобы на шток клапана не было вообще никакого давления. Толкатель должен лишь касаться кончика штока. Но в реальности реализовать это невозможно, и поэтому между штоком клапана и клапанным рычагом (толкателем) остается небольшое пространство, которое называется клапанным зазором.

Современных двигатели оснащены гидрокомпенсаторами или гидротолкателями которые автоматически регулируют клапанный зазор. На двигателях, которые не оснащены гидрокомпенсаторами, зазор регулируется механически (вручную).
Чем лучше высокооктановое топливо?

Для понимания принципов повышения мощности и эффективности ДВС необходимо понять, что такое преждевременное воспламенение, детонация и октановое число. Причем, не на уровне рассуждений, что 98-ой бензин более качественный, чем 95-ый. Нужно понимать, что октановое число само по себе не самоцель, а лишь один из факторов достижения наилучших эксплуатационных характеристик ДВС.

Топливная смесь в ДВС не взрывается — она горит. Скорость горения должна соответствовать скорости движения поршня. Фронт воспламенения должен быть однородным и распространяться ровно по ходу поступательного движения. Чем меньше температура горения, тем меньше потери на тепловыделение. Это все упрощенные заявления, но общую суть явлений передают.

Преждевременное воспламенение происходит, когда при увеличении давления в смеси она самопроизвольно воспламеняется. При этом получается, что часть работы затрачивается не на то, чтобы толкать поршень, а на то чтобы помешать завершить поршню ход фазы сжатия, а та энергия расширения, которая еще останется (если останется), будет использована крайне неэффективно из-за нерасчетного профиля фронта горения.

Мифы о клапанах и почему горят клапана на ГБО

Наверное каждый человек, рассматривающий так или иначе вопрос о переводе своего автомобиля на газовое топливо, слышал от друзей, знакомых или просто читал в интернете множество мифов о вреде голубого топлива для двигателя, клапанов, лямбда-зонда, катализатора и т.д.

Действительно, среди людей ходят слухи о том, что газ “сушит” двигатель, клапана на газу “прогарают”, датчики кислорода и катализатор быстро выходят из строя, в машине постоянно пахнет газом и т.п.

Откуда пошли эти слухи? Во-первых из за неграмотности людей говорящих об этом, из за незнания ими принципов работы двигателя внутреннего сгорания, процесса сгорания топливно-воздушной смеси. Соглашусь, обычному человеку, никак не связанному с автомобилями это знать не положено и такие вопросы можно ему простить. Но становится действительно смешно и одновременно с этим грустно, когда о “сушке” двигателя говорит мастер по ремонту автомобилей в дилерском авто-центре. Во-вторых, конечно, в этом виноваты неграмотные установщики газобаллонного оборудования, которые ставят на автомобили некачественное или не подходящее для конкретного автомобиля газобаллонное оборудование. Либо просто не доводят до ума и не настраивают должным образом. Приходилось ли вам встречаться с тем, что установщики делают автокалибровку и отпускают клиента со словами: ”Мы же установили вам Итальянскую газовую систему, автокалибровки для нее достаточно, все и так будет отлично работать”. Классический пример такого случая. Вот из за таких установщиков люди в последствии сталкиваются с проблемами. Но виновато-то в этих проблемах не газовое оборудование, а всего лишь его неправильная установка.

В этой статье я постараюсь рассмотреть основные мифы о вреде газа для двигателя, рассказать о том, откуда пошел тот или иной миф и о том, как избежать проблем при использовании газового топлива.

Начнем с клапанов. Клапана в двигателе бывают впускные и выпускные. Задача впускных клапанов наполнить в нужный момент топливовоздушной смесью цилиндры двигателя, задача выпускных – освободить в нужный момент камеру сгорания от отработавших газов после сгорания топлива.

В идеале, клапан в закрытом положении должен очень плотно сидеть в “седле клапана”. Для этого необходимо, чтобы на шток клапана не было вообще никакого давления. Толкатель должен лишь касаться кончика штока. Но в реальности реализовать это невозможно, и поэтому между штоком клапана и клапанным рычагом (толкателем) остается небольшое пространство, которое называется клапанным зазором. На некоторых двигателях клапанный зазор регулируется вручную, механически, но большинство современных двигателей оснащены гидрокомпенсаторами или гидротолкателями.

Чем меньше клапанный зазор, тем лучше. Большой клапанный зазор опасен неустойчивой, шумной работой двигателя (особенно при больших нагрузках), вибрацией. При этом можно услышать звуки, похожие на стрекот под капотом. Кроме того, если зазор клапана настолько велик, что клапан не может полностью закрыться, то отработанные газы проходят через подпускающий клапан и в конечном итоге «прожигают» седло или клапан. После этого владелец автомобиля “попадает” на ремонт головки блока цилиндров, который стоит от 10 до 30 тысяч рублей в зависимости от марки автомобиля.

Особенно подвержены риску прогорания выпускные клапаны, так как именно они испытывают наиболее высокие температурные нагрузки.

Отвлечемся ненадолго от клапанов и поговорим про состав топливной смеси. Без понимания этой теории дальнейший разговор о прогарах клапанов будет бессмысленным.

Топливная смесь, которой наполняется камера сгорания состоит из воздуха и топлива. Идеальным считается смесь, в которой на 1 кг топлива приходится 14,7 кг воздуха (λ=1). Это значит, что для полного сгорания 1 кг топлива нужно 14,7 кг воздуха. Смесь может быть “богатой”. Это значит, что топлива поступает больше чем нужно (λ1). При работе двигателя на обедненных смесях достигается наибольший КПД и наименьший расход топлива, однако нормы контроля состава выхлопных газов ЕВРО-4, ЕВРО-5 требуют от автомобиля оснащенного каталитическим нейтрализатором работы двигателя именно на гомогенной (λ=1) смеси. Дело в том, что работа на бедной смеси приводит к повышенному образованию оксидов азота, содержание которых в ОГ строго регламентируется.

Вернемся к клапанам. Именно работа на бедной смеси опасна для выпускных клапанов. При богатой смеси часть термической нагрузки “снимает” несгоревшее топливо, благодаря чему температура ОГ остается относительно низкой и безвредной для клапанов. При бедной же смеси существует довольно большой риск проседания седел клапанов. Это связано с очень высокой температурой сгорания. Заметьте, речь пока идет только об использовании в качестве топлива бензина. Как видите, риск прогара клапанов есть и на бензине при неисправности топливной системы.

Теперь посмотрим, что происходит при использовании газового топлива. При работе на бензине седла клапанов работают при температуре 300-350 °С, “тарелки” клапанов – при 800-900 °С. При использовании газа температура сгорания повышается на 50-70 °С, что незначительно, и не оказывает влияния на срок службы клапанов. Однако, если при работе на газе смесь будет бедной, то температура сгорания повышается сразу на 200-250 °С, что уже значительно и приведет к прогоранию клапанов. К тому же при сгорании газа не образуются углеродистые остатки, защищающие тонкой пленкой клапан и седло. Металлические поверхности работают в прямом контакте при повышенной температуре. В точках микроконтакта происходит плавление металла с последующим вырывом микрочастиц поверхности. Происходит постепенное изменение геометрии, изменяется теплообмен, клапан прилегает все хуже и хуже. Особенно это опасно, если двигатель долгое время работает при повышенной нагрузке.

Как видите, само по себе газовое топливо не несет никакой опасности для двигателя. Опасна лишь работа двигателя на бедных смесях (как на бензине, так и на газе). Просто если на бензине в большинстве случаев состав смеси может выровнять датчик кислорода (лямбда-зонд), то на газе не все зависит от него. Разберемся в причинах такого обеднения газовой смеси.

Неточная настройка оборудования или вообще отсутствие настройки. Миф о том, что для настройки достаточно провести автокалибровку – наглая ложь ленивых установщиков. Автокалибровка позволяет лишь привести в порядок смесь на холостом ходу. А кто проверит ее состав на нагрузке? Чтобы избежать проблем, всегда требуйте от устанощика настройки авто в движении.
Использование неточных газовых форсунок. Как правило, предлагая установку ГБО за 18-20 тысяч рублей, установщики используют форсунки с низкой точностью дозировки газа. К тому же в этих форсунках присутствует разброс в дозировке газа между цилиндрами. Из за этого двигатель работает неровно, а системы контроля не могут “понять”, что происходит, так как контролируют только общий состав выхлопа. Ведь в бензиновый “мозг” заложено, что инжектора имеют очень высокую точность и скорость работы. Использование таких дешевых газовых инжекторов возможно на двигателях ЕВРО-3, но ЕВРО-4 или ЕВРО-5 они уже не “вытягивают”. Через некоторое время начинаются проблемы: периодически начинает загораться лампочка «check engine», повышенный перерасход газа, провалы на малых оборотах, нестабильный холостой ход. Для современных двигателей сущестует ряд более точных и качественных газовых инжекторов, которые обеспечивают стабильную подачу газа во всем диапазоне своей работы и во все цилиндры, тем самым обеспечивая долговечную, стабильную, надежную работу двигателя с хорошими показателями экономичности. Естественно, цена этих инжекторов в 1,5-3 раза выше, но оно того стоит. Наибольшей точностью могут похвастаться инжектора в 5 поколении газового оборудования. Работая с жидкой фазой газа, они имеют показатели бензиновых инжекторов. Системы “low cost (низкая стоимость)” довольно дешевы и тем самым привлекательны, а фраза установщика о том, что это система четвертого поколения уже достаточна для того, чтобы неподготовленный заказчик принял позитивное решение в сторону монтажа. Он ведь не понимает, что эта “дополнительная экономия” не стоит тех проблем, которых он может избежать установив комплект подороже.
Использование некачественных редукторов в системах 4 поколения. Эта проблема опять же идет от использования дешевых комплектов, которые комплектуются дешевыми редукторами. Как же на смесь может повлиять редуктор, спросите вы. А вот как. При нагрузках, некачественный редуктор не может выдавать стабильного давления, необходимого для того, чтобы нужное количество газа прошло через форсунку в определенное время.
Неисправности в бензиновой системе. Например, если в автомобиле не работает датчик кислорода, точная настройка ГБО становится невозможной. Как следствие – бедная смесь. А к чему приводит бедная смесь, вы уже знаете. Поэтому перед установкой ГБО я бы рекомендовал делать комплексную диагностику двигателя с проверкой показаний всех датчиков.

Помимо проблем с клапанами, бедная смесь несет за собой такие проблемы, как пропуски воспламенения, вспышки во впускной и выпускной системе.

Как видите, сам по себе газ для двигателя не представляет никакой опасности. Опасность представляет некачественная установка, настройка, неправильный подбор комплектующих, неисправность топливной системы.

По всей видимости, слух о прогарах клапанов идет еще со времен массового распространения газовых систем 1, 2 поколений, где точно отрегулировать подачу газа было невозможно. Сейчас же распространены газовые системы 4 и 5 поколений, где при использовании качественных комплектующих можно добиться точности дозировки газа подобной бензиновым показателям.

Для предотвращения проблем с клапанами (как при использовании газа так и при использовании бензина в качестве топлива) мы бы рекомендовали:

Своевременно (как это предписывает производитель автомобиля) проверять зазоры клапанов и при необходимости регулировать.
Не злоупотреблять долгой ездой на повышенных скоростях на трассе(обгоны и динамичные разгоны не в счет. Речь идет о часах езды на скоростях 150 и выше).

Соблюдайте эти простые рекомендации, и ваш автомобиль прослужит вам долго без лишних ремонтов. А переведя автомобиль на газ вы сможете тратить в 2 раза меньше средств на содержание своего железного коня.

Скажу от себя! у Самого горели клапана выпускные, но проанализировав все, скажу одно в этом я сам виноват! Иногда в погоне за экономией старался все до капли выжать из газового балона, все до грамма выбрать, итог получал что ехал на парах газа, и причины прогорания была в том что у меня под нагрузкой была беднейшая семь! А ведь автомат мне говорил что газ кончился, а он предупреждает когда в системе падает давление Газа! Для себя сделал вывод, что если буду ездить на газу, а я буду! То если автомат перевел на бензин, значит пора заправляться и не выжимать все до капли!

Прогар клапанов при установке ГБО

Среди водителей ходят упорные слухи, что после перехода на газ в двигателе обязательно прогорают выпускные клапана, а их последующий (и регулярный?) ремонт полностью компенсирует экономию на топливе.

Разбираемся так ли это и откуда это пошло:

Из-за чего может прогореть клапан? Основная причина – повышенная температура выхлопа, измененное качество смеси с преобладанием кислорода.

Это вполне реальная и действительная причина. Но корни ее в далеком прошлом, когда автомобили ездили на карбюраторах, газ ставился 2го поколения, где смесь регулировалась грубо говоря одним винтиком (аналог карбюратора) и делалось все это преимущественно на глаз. Установка гбо считалась законченной, когда двигатель нормально держал обороты и выдавал схожую на бензине динамику.

Более того, имелись и желающие принудительно обеднить смесь, т.к. это еще больше снижает расход газа (который сам по себе в 2 раза дешевле бензина). Таким образом качество топлива ухудшалось (повышенный кислород давал большую температуру сгорания смеси), но расход газа снижался, некоторым умельцам удавалось вывести его еще ниже расхода бензина. И вот тут понятно дело в перспективе им светили проблемы с клапанами.

И разумеется, старые карбюраторные автомобили не умели отслеживать качество смеси, не анализировали выхлоп и после всех этих манипуляций не могли предупредить водителя сигналом «чек» на приборной панели.

В те времена было проделано более чем много неправильных установок, посему поверие о том, что газ способствует прогару клапанов прочно закрепилось (и как видим, не безосновательно).

Настоящее время.

На современные инжекторные автомобили уже ставиться ГБО 4го поколения, где всем управляет электроника. Настройка ГБО производится при подключении компьютера в специальных программах, так что это исключает кустарщину и желающие еще больше принудительно снизить расход газа не имеют возможности это проделать в домашних условиях.

В программах производителями ГБО уже заложены базовые параметры настройки для каждого автомобиля – они являются безопасными для двигателя.

Современные автомобили ездят на 95-98ом бензине, октановое число которого (в отличие от 80го и 76го) максимально приближено к октановому числу пропан-бутановой смеси, степень сжатия такова, что параметры работы практически не отличаются при работе на газе и бензине.

Более того, сам автомобиль еще до кучи контролирует качество смеси и в случае сдвига параметров работы ГБО или изначально неправильной настройке сразу же выдаст ошибку «проверьте двигатель».

Практические замеры:

Очень рекомендуем посмотреть вот это видео, его делали не газовщики, но довольно грамотно разложили все эти мифы о работе на газе современных автомобилей. Конкретно здесь разбирается миф о падении мощности, влияние газа на катализатор и о прогаре клапанов:

Советы

Ставьте газ, если вы используете авто для работы и реально много на нем передвигаетесь. В случае если вылезет «чек», обязательно посетите автосервис ГБО и произведите настройку. Не надо ездить на газу с сигнализацией «check engine»

Что именно прогорает в двигателе автомобиля?

Что именно прогорает в двигателе автомобиля?

Во множестве случаев используется выражение «прогорает двигатель автомобиля», и лишь в редких случаях уточняют что прогорает: не головка блока и не стенки цилиндров, а выпускные клапана. Факт остается фактом, что газ дольше горит чем бензин и если брать с теоретической точки зрения – это возможно.

Суть состоит в том, что во время открытия выпускных клапанов двигателя, смесь газа и воздуха продолжает гореть, и впоследствии должно происходить перегревание выпускных клапанов. Однако:

  • Подобная ситуация происходит на бензиновых двигателях автомобилей из-за того, что неправильно выставлено зажигание (и при чём тут газ. );
  • В случаях правильно выставленного зажигания или когда используется октан – корректор этот вопрос отпадет навсегда;
  • Специалисты журнала «За рулем» так и не смогли доказать правильно ли это утверждение (но и не опровергли).

Всему виной любительское отношение к переоборудованию автомобиля на газ: как и по показателям экологическим, так и в плане надежности ГБО. Для автомобилистов слово ГБО ассоциируется с термином «прогорание клапанов», хотя с этим термином трудно согласится. Наиболее правильным было бы утверждение «проседание клапанов» из-за износа седла.

Выпускные клапана больше подвержены воздействию высоких температур, чем впускные. При номинальных нагрузках седла выпускных и впускных клапанов работают в диапазоне температур 300-350 °С. В то время тарелки клапанов могут нагреваться до 850 °С даже в случаях работы на бензине. Поэтому выпускные клапана страдают и в случаях работы на газе, и при работе на бензине.

Во впускной коллектор бензин впрыскивается в состоянии распыленном, поэтому он охлаждает впускные клапаны. В отличии от бензина, газ подается в испаренном состоянии, и имеет более высокую температуру. В жидкой фазе подается только в системах LPI Vialle.

Однако эта система распространена среди иномарок 95-99 года, а в данное время она практически не применяется в связи с высокой стоимостью баллонов. Помимо этого, пропан имеет высокое октановое число – 112, и естественно сгорает с температурой выше, чем бензин. Этот фактор также приводит к дополнительному перегреву клапанов и седел.

Основное охлаждение для клапанов двигателя происходит в результате теплообмена тарелки клапана и седла. И чем лучше этот теплообмен и теплоотвод с помощью системы охлаждения головки блока, тем ниже будет температура абсолютно всех деталей двигателя. Газовое топливо сгорает полностью, не образуя остатков. А бензин формирует тонкую пленку на поверхности, таким образом защищая их от износа. Все дело тут в том, что бензин содержит примеси и присадки для улучшения качества бензина (добавки, повышающие октановое число, красители, ингибиторы коррозии, антиоксиданты, моющие средства и т.д.).

Итак, работая на газу, при контакте поверхностей из металла и высокой температуры происходи плавление на поверхностях. Образовывается абразивная поверхность, что приводит к износу поверхностей, а также нарушению теплообмена.

Как показывает практика, износ клапанов двигателя при работе на газе встречается очень редко, тем более в «наших» условиях. Однако, мы донесем читателю знания что делать для того, чтобы повысить долговечность клапанов и седел. Основные факторы, которые влияют на износ клапанов и седел – материал, из которого они сделаны их размеры и само устройство блока цилиндров.

Такое явление как прогорание клапанов можно наблюдать у таких марок: Honda, Toyota, Daihatsu а также у старых моделей американских авто, которые предназначены только для использования бензина этилированного. Ранее, когда в топливо добавляли тетраэтилсвинец, он повышал октановое число, а свинец создавал пленку, которая повышала защиту клапанов и седел. А при установке газа 1 и 2 поколения на данные марки автомобилей можно наблюдать снижение срока службы до 30-40 тысяч километров.

Наилучшим решением для увеличения долговечности данных деталей является замена на Stellite, который позволяет снижать проседание клапанов на 87 процентов. Сама конструкция головки тоже влияет на температуру клапанов. У двигателей, оснащенных 4-ма клапанами на цилиндр значение теплообмена намного хуже, чем у двигателей имеющих два клапана на один цилиндр. Особенностью является тот факт, что в первую очередь наиболее уязвимы клапаны первого цилиндра (крайнего).

Все знают о плохом качестве нашего газа. Но не знают почему. На самом деле нам льют совсем не тот газ, что надо. По ГОСТ 20448-90 он называется коммунально-бытовым. В составе этого газа содержится большое количество масла, а попросту конденсата. Из-за этих примесей нарушается работа редуктора. Периодически необходимо сливать конденсат из редуктора. Такое качество газа влияет с одной стороны плохо (нарушают дозировку топлива), а с другой хорошо (отлично смазывает клапана и улучшает теплообмен).

В отличии от нас, в Европе используют газ высокой степени очистки, поэтому конденсата в редукторе очень мало. Некоторые производители поэтому не предусматривают штуцера для слива.

Также оказывается, что температура горения повышается и на богатых смесях. Основная масса автомобилей, которые переоборудуют у нас – карбюраторные. Тут помимо снижения мощности двигателя, повышения расхода топлива, возгорания газовоздушной смеси в коллекторе также неизбежны режимы, при которых происходит резкое обеднение или обогащение смеси с последующим изменением температуры. А учитывая, что скорость горения газа ниже чем у бензина, следует корректировать угол опережения зажигания.

Итак, причинами повреждения газораспределительного механизма автомобиля являются:

  • Полное отсутствие или несвоевременное обслуживание системы газового питания;
  • Некорректная регулировка ГБО;
  • Несвоевременное ТО бензинового двигателя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *