В большинстве случаев используют именно выражение «прогорает двигатель», и только в редких случаях технически грамотные люди уточняют, что прогорает не головка блока, не стенки цилиндра, а именно выпускные клапаны. Что ж, факт есть факт, и длительность горения газа действительно выше, чем бензина (низкооктанового), и чисто теоретически такое возможно.

Речь идет о том, что в момент открытия выпускных клапанов газовоздушная смесь в цилиндре еще продолжает гореть и, как следствие, должен происходить перегрев выпускных клапанов. Но:

• подобное происходит на бензиновых двигателях из-за неправильно выставленного зажигания (и где же тут, простите, газ?);


• даже маститые спецы из журнала «За рулем» не смогли доказать правильность этого утверждения (справедливости ради стоит отметить, что и не опровергли);


• правильно выставленное зажигание или использование октан-корректора навсегда закроет для вас этот вопрос.

Любительское отношение к переоборудованию двигателя для работы на газовом топливе, сложившееся в Украине, дискредитирует все планы по газификации автомобильного транспорта, как по экологическим показателям безопасности, так и по надежности газовой системы и самого двигателя. Для автомобилистов общепринятым стал термин «прогорания клапанов», хотя в случае с газовым топливом с этим трудно согласится. Более правильным было бы обозначить эту проблему как «проседание клапана» в результате износа седла. При прочих равных условиях работы двигателя проблему можно обозначить в различии сгорания бензина и газа (температура, скорость горения), а также влияние продуктов сгорания и примесей на износ впускных и выпускных клапанов.

Выпускные клапаны, по сравнению с впускными, больше подвергаются воздействию температуры. При номинальной нагрузке седла впускных и выпускных клапанов работают при температурах около 300°С и 350°С. Тогда как тарелки клапанов нагреваются до 850°С даже при работе двигателя на бензине. Поэтому как на бензине, так и на газе обычно страдают выпускные клапаны.

Бензин впрыскивается во впускной коллектор в распыленном состоянии и охлаждает впускные клапаны. Газ же подается в испаренном состоянии с более высокой температурой и в жидком виде только системой распределенного впрыска газа LPI фирмы Vialle.

Данная система распространена на иностранных автомобилях 1995-1999 года, а сейчас практически не применяется из-за высокой стоимости баллонной части. Кроме того, пропан-бутан имеет более высокое октановое число, около 112, и сгорает с более высокой температурой, вызывая дополнительный перегрев клапанов и седел.

Следует сказать, что основное охлаждение клапанов происходит в результате теплоотдачи при контакте тарелки клапана с седлом. Чем лучше происходит теплообмен между клапаном и седлом, а также теплоотвод через систему охлаждения головки блока цилиндров, тем ниже температура всех деталей двигателя. Газообразное топливо, в случае с высокоочищенной пропан-бутановой смесью или метаном, сгорает полностью без образования углеродистых остатков. В случае с бензином такие остатки формируют тонкую пленку на поверхностях соприкосновения клапана с седлом и защищают их от износа. Дело в том, что сам по себе бензин содержит маслянистые примеси углеводородов, кроме того, для улучшения его качества добавляются присадки (красители, антиоксиданты, ингибиторы коррозии, моющие вещества, добавки для повышения октанового числа).

При работе на газу при прямом контакте металлических поверхностей и более высокой температуре происходит микроплавление на соприкасающихся поверхностях с последующим окислением продуктов плавления и образованием абразивной поверхности. В результате наблюдается значительный износ поверхностей и нарушается теплообмен.

Экспериментальные исследования влияния газа на износ клапанов двигателя проводились отделом Honda R&D Со Ltd на специальном стенде, имитирующем работу седла и клапана двигателя Honda Civic GX L4 SOHC VTEC. В результате установлено, что при использовании метана износ впускных клапанов происходит в 90 раз, а выпускных клапанов в 30 раз быстрее, чем на бензине. При этом более высокой температурной нагрузке подвержены впускные клапаны (их температура по сравнению с бензином была на 30°С выше), а температура выпускных клапанов и на газу, и на бензине была приблизительно одинаковой. Однако, по опыту эксплуатации двигателей на газу, известно, что страдают прежде всего выпускные клапаны. Кроме того, детальные исследования показали, что среди основных факторов, определяющих износ клапанов, не более высокая температура горения газа, а отсутствие в газе добавок, которые определенным образом защищают соприкасающиеся поверхности седла и клапана, а уже вторично улучшают термообмен между ними.

На практике, износ клапанов на газовом топливе встречается крайне редко, особенно в наших условиях. Тем не менее, читателю необходимо знать, что делать для повышения долговечности двигателя после переоборудования автомобиля на газ. Материал, из которого изготавливаются клапаны и седла, а также их размеры и устройство головки блока цилиндров, являются основными факторами, определяющими износ клапанов при работе на газе.

Прогорание клапанов наблюдается у автомобилей Toyota, Honda, Daihatsu и у старых американских автомобилей, предназначенных для использования этилированного бензина. Раньше, когда в бензин добавляли тетраэтилсвинец, который повышал октановое число, свинец создавал на поверхности седел и клапанов пленку, которая защищала эти детали. При установке на автомобили этих марок газовых систем питания первого и второго поколения пробег автомобилей до ремонта головки блока цилиндров мог снижаться до 30-40 тыс. км.

Лучшим решением увеличения долговечности является замена материала седел и клапанов на материал Stellite, использование которого позволяет снизить проседание клапанов до 87 %. Конструкция головки также оказывает влияние на температуру клапанов. Логично, что у двигателей с четырьмя клапанами на цилиндр теплообмен значительно хуже, чем у двигателей с двумя клапанами на цилиндр. Особенность конструкции системы охлаждения многих двигателей такова, что в первую очередь страдают выпускные клапаны крайнего цилиндра (первого).

Всем автолюбителям известно плохое качество нашего газа, а оказывается все дело том, что нам льют совсем не то, что полагается. Этот газ (пропан-бутан) по ГОСТ 20448-90 называется коммунально-бытовым. В его составе содержится большое количество примесей, в частности, высокомолекулярные углеводороды - масла. В народе их называют просто - конденсат. От этой примеси очень сложно избавиться и, накапливаясь в редукторе, она нарушает его работу. Для ее удаления рекомендуется периодически сливать этот конденсат из редуктора. Качество газа может влиять двояко: с одной стороны, нарушать дозировку подачи топлива в двигатель, с другой - маслянистые (не смоляные) добавки, попадая в двигатель, являются отличной смазкой для клапанов и улучшают термообмен с седлом.

В Европе используется автомобильный газ с высокой степенью очистки, и конденсата в редукторе образуется очень мало. Поэтому в конструкции некоторых иностранных редукторов не предусмотрено сливных штуцеров. К сожалению, специальных исследований о влиянии конденсата на долговечность клапанов газовых автомобилей не проводилось. Точность дозирования топлива на разных режимах работы двигателя определяет его долговечность и в том числе срок службы клапанов. Известно, что работа двигателя на бедных смесях бензина или газа сопровождается повышением температуры горения и износом клапанов.

Однако оказалось, что для газа температура горения также выше и на богатых смесях. К сожалению, основная часть газового оборудования, устанавливаемого на автомобили в России, - это оборудование карбюраторного типа. Кроме снижения мощности, увеличения расхода топлива, воспламенения топливовоздушной смеси во впускном коллекторе, неизбежны режимы резкого обеднения или обогащения горения смеси с изменением температурного режима. В связи с тем, что скорость горения газового топлива значительно медленнее бензина, следует предусматривать изменение угла опережения зажигания. Такое изменение предусмотрено не во всех газовых системах питания. Поэтому, в лучшем случае, на практике установщики просто сдвигают распределитель зажигания на глазок. В современных двигателях это можно сделать с помощью специальных устройств - процессоров опережения зажигания.

Исходя из рассмотренного, можно сказать, что дополнительными причинами повреждения элементов газораспределительного механизма автомобилей являются:

• несвоевременное техническое обслуживание газовой системы питания в лучшем случае, или полное ее отсутствие. Например, снижение пропускной способности фильтра очистки газа вызывает нарушение в дозировании газа. Чаще всего это вызывает обеднение топливовоздушной смеси, и вытекающие отсюда последствия;


• неправильная регулировка газобаллонной аппаратуры;


• несвоевременное техническое обслуживание двигателя на бензине.

Несвоевременная замена свечей зажигания, высоковольтных проводов, приводит к неисправностям в системе зажигания и вызывает обратные вспышки во впускном коллекторе. При работе двигателя на газовом топливе увеличивается сопротивление топливовоздушной смеси и для ее зажигания необходимо на 20% больше энергии. Поэтому свечи зажигания необходимо менять чаще, чем на обычном двигателе, работающем на бензине.