Что такое сапун в двигателе дизельном
Сапун: что это такое, как он работает и нужно ли его обслуживать?
В автомобилях есть немало крошечных деталек-работяг, функционирование которых совершенно незаметно для водителя, но важность их значительна, а выход из строя порой приводит к серьезным проблемам. Мелочь со смешным названием «сапун» – как раз из их числа. Давайте разберемся, где она находится, для чего нужна, как работает и нуждается ли в обслуживании?
Сапун – это клапан для сообщения с атмосферой, непременный элемент всех более-менее крупных пустотелых узлов техники, в которых присутствует смазка и воздух.
Когда внутри герметичного узла вращаются валы и шестерни, их трение нагревает масло и воздух над ним. Соответственно, и жидкость, и газ увеличиваются в объеме. Ведь масло никогда не наливается доверху – над ним всегда присутствует «воздушная подушка». Пустота, иными словами. Это пустое пространство позволяет маслу поднимать свой уровень при нагреве, но не вытекать при этом наружу. Узел нагрелся от движения – масло расширилось, и часть воздуха вышла в атмосферу. Машина встала, узел остыл – масло уменьшилось в объеме, и разрежение затянуло внутрь недостающий воздух. Поэтому давление внутри всегда атмосферное, нулевое, если по-простому.
Чтобы обеспечить равенство давлений внутри и снаружи, в принципе достаточно простого отверстия в верхней части узла – корпуса КПП или редуктора моста. Однако просто отверстие сделать нельзя: через него внутрь, к маслу и шестерням, может попадать и абразивная песчаная пыль – при движении по пыльным дорогам, и влага – при мойке или езде в дождь. А при парковке под значительным уклоном способно вытекать и само масло. Хотя сапун в виде простого отверстия, прикрытого воздухопроницаемой фетровой пробкой, можно встретить, к примеру, в узлах небольшого объема и работающих не с жидкой, а с консистентной смазкой – например, в редукторах крупных и мощных болгарок или циркулярных пил. Но в автомобилях, где этот клапан в первую очередь имеется в коробках передач, раздаточных коробках на полноприводных машинах, а также в редукторах мостов, сапун устроен несколько сложнее.
В авто он представляет собой небольшой резьбовой штуцер со сквозным отверстием, вкручиваемый в корпус того или иного автомобильного узла или механизма. Сверху этот штуцер закрыт подвижным (способным при нажатии слегка вертикально перемещаться и вращаться) колпачком-стаканчиком. А под колпачком торец штуцера закрыт резиновым диском – эдакой «таблеткой», которую прижимает к штуцеру пружина. Собственно, этот диск и является клапанным элементом сапуна.
Конструкция – элементарнейшая, но в ее работе есть несколько важных нюансов, которые знают далеко не все… Давайте рассмотрим, как это работает, что называется, «в базовом варианте»!
По-хорошему, внутри корпуса агрегата, где имеется сапун, должно быть всегда атмосферное давление – отсутствие как избыточного давления, так и разрежения. Но на деле, если начать выкручивать сапун или хотя бы просто энергично шевелить его колпачок вверх-вниз и вправо-влево, добившись сдвига «таблетки», можно услышать тихий «пшик». Причем «пшик» способен быть следствием как легкого избыточного давления, так и легкого разрежения. Но и то, и другое – норма, а не неисправность!
Автомобиль поехал. Шестерни и валы вращаются, трение греет их, а они – масло. Оно расширяется, греет и сжимает воздушную прослойку над ним. Давление воздуха внутри КПП или моста повышается. Но тарированная пружинка в сапуне чрезвычайно слабенькая и придавливает резиновую «таблетку» с пренебрежимо малой силой в 10-12 граммов. Как только давление достигает какого-то ничтожного значения, едва-едва выше атмосферного, оно сбрасывается в атмосферу, приподнимая «таблетку», преодолев сопротивление хилой пружинки.
Автомобиль остановился. Агрегаты начали остывать. Температура и уровень масла снижается, давление воздуха внутри – тоже. Постепенно внутри моста образуется разрежение, поскольку пружина прижимает к торцу штуцера сапуна резиновую таблетку, герметизируя мост… Однако в итоге давление внутри, пусть и с некоторой задержкой, станет атмосферным. Почему?
Напомним, что пружина очень и очень слабенькая. А резиновая «таблетка» не является прецизионным клапаном с идеально притертыми седлом и диском. Для долговременного удержания разрежения сапун не предназначен – это заложено в его конструкцию, так нужно! Он пропускает воздух атмосферы внутрь агрегата примерно с той же скоростью, с какой растет там разрежение синхронно с остыванием масла. Так что разрежение внутри хотя и возникает, но несущественное и непродолжительное.
Ну и третья ситуация. Собственно, именно в ней и сыграют свою роль «таблетка» и пружинка, ибо в первых двух (планомерный нагрев при езде и медленное остывание на парковке) без них вполне можно было обойтись – сапун бы успешно работал, будучи просто «дыркой», сообщающей картеры агрегатов с атмосферой…
А ситуация эта – резкое охлаждение при заливании редукторов мостов, раздаток и коробок при внезапном попадании в глубокую лужу или осознанном преодолении бродов. В этом случае разрежение внутри агрегатов возникает быстро и достигает заметных величин – к примеру, разогретый до 90 градусов задний мост может попасть в глубокую промоину талой воды с температурой около нуля… Тут к усилию поджимной пружинки добавляется скачок разрежения, который еще сильнее присасывает «таблетку» к торцу штуцера, не позволяя воде, которая может запросто перехлестывать через уровень сапуна, засасываться внутрь редуктора или КПП. Сапун самогерметизируется, и довольно надежно.
При непродолжительном (пусть и весьма резком) охлаждении агрегата сапун достаточно успешно защищает его внутренний объем от проникновения воды извне, но что произойдет, если придется остаться в воде по ступицы (или даже глубже) надолго? Скажем, когда штурм брода затянулся или внедорожник застрял в болоте? В этом случае весьма вероятно, что воду засосет в масло через резиновые манжеты – сальниковые уплотнения полуосей или ШРУСов. Манжеты сальников имеют профиль, обеспечивающий некоторую самогерметизацию, но не от воды снаружи, а от масла изнутри. Сальник в целом герметичен в обе стороны благодаря постоянному поджиму от кольцевой пружинки, но в направлении «наружу» его упругость все же заметно выше, чем наоборот, за счет формы профиля. И если новое оригинальное уплотнение может успешно сопротивляться засасыванию вакуумом воды извне, то вот видавший виды и/или не слишком качественный сальник – вряд ли. Хотя трансмиссионное масло они и в том, и в другом случае могут держать превосходно!
По этой причине большинство владельцев внедорожников (особенно неновых) не доверяют (и совершенно справедливо) сапунам в их штатном варианте. Они срезают с них колпачок, выкидывают пружинку и «таблетку», надевают на оставшийся штуцер тонкие шланги и выводят их спереди в подкапотное пространство, а сзади – в полость в крыле внутри багажника или в полость фонаря. В общем, в чистое сухое место и повыше… В этом случае клапан в сапуне становится не нужен, а свою роль связи с атмосферой он продолжает успешно выполнять. А вот владельцам шоссейных машин эта процедура абсолютно не нужна.
Впрочем, если вы не владелец внедорожника, то и вам сапун способен доставить неприятности. Когда засорится или просто окажется изделием низкокачественного производителя. Дело в том, что при всей своей простоте эта деталь требует весьма высокой точности и повторяемости при изготовлении! Пружинка должна быть строго тарированной по усилию сжатия, таблетка должна быть выполнена из очень качественной резины, не допускающей деформации и прилипания от масла и температуры. Перекосы и заедания колпачка категорически недопустимы и т.п.
Дефекты и небрежность в конструкции сапуна вызывают его быстрое загрязнение или залипание (что ведет к выдавливанию масла через сальники при нагреве) и наоборот – легкое пропускание воды внутрь (что ведет к образованию эмульсии из масла). Если даже сапун изначально качественный и не «левый», то он, несмотря на его полную, на первый взгляд, автономность и самодостаточность, требует периодического «обслуживания», выражающегося в простом пошевеливании и прокручивании колпачка рукой. Это позволяет предотвратить его зарастание грязью внутри и закисание «таблетки».
Хотя иногда низкий контроль качества производителя (в основном это касается отечественного автопрома) заставляет автовладельцев вмешиваться с доработками и в условно исправный узел… К примеру, известны нередкие случаи выбросов масла через сапун на КПП переднеприводных ВАЗов старых моделей. Поскольку гаражная практика (и даже, кажется, какие-то официальные письма АвтоВАЗа) рекомендовали заливать масло в коробку чуть больше номинального объема, воздушная подушка над уровнем масла оказывалась недостаточной для компенсации теплового расширения – смазка начинала сочиться через сапун и течь по корпусу коробки. Водители в такой ситуации выносили его на коротком шланге повыше, как принято у джиперов.
Или взять сапуны заднего моста на ВАЗ-классике, Волгах и ИЖах смутных 90-х, когда все делалось ногами – качество изготовления комплектующих было столь жутким, что на заводах из сапунов намеренно извлекали и пружинку, и «таблетку», нахлобучивая обратно колпачок и делая из сапуна, таким образом, простую «дырку» – лишь бы хоть как-то работало и не давило масло наружу… И если владельцы таких машин не ездили по руслам ручьев и не парковались на горах, то и не испытывали особых проблем от подобного упрощения, а зачастую даже на знали о нем.
Почему сапунит дизельный двигатель и что делать
При эксплуатации дизеля, особенно уже основательно изношенного, может возникнуть ситуация, когда начинает досаждать повышенный расход моторного масла. Это обычные последствия изменения геометрии цилиндропоршневой группы, но существенный вклад вносит не только проникновение масла в камеры сгорания через проблемные кольца и увеличенные зазоры, но и попадание его вместе с поступающим через впускные клапаны воздухом.
Принцип работы сапуна
Даже в полностью исправном моторе давление в картере будет повышаться. Происходит это за счёт проникновения части рабочего газа через зазор между поршнем и цилиндром, уплотнённый компрессионными и маслосъёмными кольцами. Расход этот невелик и компенсируется системой вентиляции картера.
В состав системы входят:
У бензиновых двигателей система работает эффективно за счёт значительного разрежения в задроссельном пространстве. Дизель лишён дроссельной заслонки, поэтому использовать впускной коллектор невозможно.
Более того, практически все дизели снабжены агрегатом турбонаддува, поэтому во впускном коллекторе вместо разрежения имеется повышенной давление, создаваемое турбиной.
Некоторое разрежение есть только в магистрали забора воздуха в холодную часть турбины. Роль дросселя здесь выполняет воздушный фильтр. Он представляет собой микропористую структуру, создающую препятствие воздушному потоку.
Образуется перепад давления, с тыльной стороны фильтра оно меньше атмосферного, поэтому картерные газы относительно эффективно отбираются из сапуна. Минимальный расход получается на холостых оборотах, но и количество газов при этом образуется небольшое, поэтому система обладает некоторой сбалансированностью.
Причины, почему двигатель сапунит
Неисправности, ведущие к росту давления в картере выше расчётного, связаны с увеличением расхода газа через поршни и кольца.
Кроме естественного износа, подобные нарушения могут быть связаны с неисправностями в системах питания, охлаждения или фильтрации воздуха.
Часто также случается отказ масляных форсунок, которые охлаждают поршни и подают дополнительное масло на стенки цилиндров.
Система ВКГ (вентиляция картерных газов)
Вентиляция обладает конечной производительностью. Избыток газов перегружает каналы, система ВКГ не справляется. Растёт давление в картере. Виной тому могут быть не только внешние причины, но и проблемы в самой ВКГ. Её каналы могут быть забиты отложениями, засоряется клапан, нарушается герметичность патрубков.
Дополнительной проблемой может стать повышение давления настолько, что нарушается нормальное питание маслом агрегата турбонаддува.
Связь между работой вентиляции и турбиной неочевидна, но последствия могут дорого обойтись. Вал турбины вращается во втулках, куда поступает масло под давлением.
Обратно в картер оно свободно стекает через сливную трубку. Но если давление в картере велико, то оно начинает препятствовать масляной циркуляции через подшипники турбины. Втулки перегреваются, турбина выходит из строя.
Поршневые кольца
Кольца нормально работают только когда они не изношены, а на поверхности стенок цилиндров имеется хон, который удерживает необходимое для смазки колец масло.
После значительного пробега условия работы нарушаются, кольца перестают плотно перекрывать путь газам, давление в картере начинает нарастать. Система ВКГ перестаёт справляться со всеми последствиями.
Процесс обладает саморазвивающимся, лавинным характером. Избыток масла и температуры вызывает закоксовку и потерю подвижности колец. Компрессионные перестают уплотнять, а маслосъёмные залегают и открывают путь всё новым порциям масла.
Усугубляют ситуацию поступления на впуск из турбины. Двигатель может даже пойти вразнос, начав питаться маслом вместо дизельного топлива. даже одного дефектного цилиндра достаточно для запуска этого разрушительного процесса.
Как устранить неисправность
Если измерения показывают значительно увеличенное давление, допустимая величина которого указана в диагностической информации на данный двигатель, как и методика его замера, то мотор подлежит диагностике с последующим ремонтом.
Как правило, это капитальное вмешательство с заменой поршней, колец, расточкой цилиндров в ремонтный размер, проверкой и заменой всех дефектных и изношенных деталей. Иногда временно помогает прочистка системы вентиляции картера и раскоксовка колец.
Оценить состояние стенок цилиндров можно при помощи эндоскопа, вводимого через отверстия для форсунок. Можно рассмотреть остатки хона, наличие задиров и царапин от обломков колец, а также состояние днища поршня.
Измерять компрессию манометром обычно бесполезно из-за большого количества масла в зазоре между поршнем и цилиндром (масляная компрессия).
Чего не стоит делать
Существуют «народные» методы борьбы с повышенным давлением в картере. Тем или иным способом шланг сапуна выводят в атмосферу, тем самым снижая давление. Такие способы малоэффективны и опасны.
Если двигатель уже работает неравномерно по цилиндрам, то дальнейшая его эксплуатация приведёт не только к потерям масла, сравнимым с расходом топлива, но и к крупным поломкам, перегревам и даже пожарам.
Также далеко не всегда помогает раскоксовка. Чаще она просто приведёт к потере времени и средств. Изношенные и потерявшие подвижность кольца уже вряд ли получится вернуть к нормальной работе, они снова залягут вскоре после процедуры.
А химически активные вещества, попав в двигатель, нарушат работу уплотнений и системы смазки, что приведёт к износу подшипников скольжения, перегревам и задирам.
Почему сапунит дизель
Под понятием того, что двигатель сапунит, стоит понимать появление дымления из маслозаливной горловины, течей моторного масла в различных местах, обусловленных конструкцией ДВС (сапун), а также в области расположения многочисленных уплотнений (сальников). Необходимо отметить, что немного сапунить может даже относительно новый дизель или бензиновый мотор.
Сапун представляет собой устройство, которое является клапаном. Данный клапан служит для того, чтобы уравнивать давление в емкостях различного назначения путем сообщения с атмосферой. В ДВС сапун уравнивает внутреннее давление в картере двигателя с внешним атмосферным.
Дело в том, что часть газов в цилиндре порывается через уплотнительные кольца и попадает в картер двигателя, создавая избыточное давление. Для решения этой проблемы была создана система вентиляции картерных газов.
Почему давления в картере растет
Заметив подтекания масла в подкапотном пространстве и/или снижение уровня масла в картере, необходимо точно определить то, что дизельный двигатель сапунит. Это можно сделать следующим способом. Достаточно открутить крышку маслозаливной горловины на прогретом дизеле. Если вы заметите появление сизого дыма из горловины, тогда проблема очевидна.
Цилиндропоршневая группа и ГБЦ
Главной причиной того, что дизельный мотор сапунит, выступает износ цилиндропоршневой группы. В процессе эксплуатации ДВС на стенках цилиндров образуются задиры, сами цилиндры постепенно разбиваются и приобретают измененную форму стенок, а также изнашиваются или ломаются поршневые кольца. В результате нагрева тепловые зазоры между поршнем и стенками цилиндров становятся слишком большими.
Если дизельный двигатель сильно изношен, тогда необходим капитальный ремонт, который будет означать расточку цилиндров, замену поршней, колец и т.д. Точное диагностирование проблем ЦПГ требует замера компрессии для определения разброса показателей по цилиндрам.
В том случае, если дизель не сильно сапунит и неисправность находится только на начальной стадии (износ стенок цилиндров в допустимых пределах), некоторые автомеханики прибегают к способу раскоксовки поршневых колец. Данную меру считают временной, так как дальнейшей продолжительной эксплуатации агрегата после раскоксовки колец ожидать не стоит. Лучшим решением будет замена колец на новые.
Сапунить дизель может также по причине износа клапанов, направляющих втулок, сальников клапанов и т.д. Аналогично неисправностям поршневой и раскоксовке колец, проблемы с ГРМ эффективно устраняются только комплексным ремонтом. Замена одних сальников клапанов продолжительного эффекта не дает.
Система вентиляции картера двигателя
Второй в списке основных причин, по которым сапунит дизельный двигатель, является забитая система вентиляции картера. Снижение пропускной способности данной системы по симптомам напоминает износ ЦПГ: повышенный расход моторного масла, дымление дизеля синим дымом и т.д. В ряде случаев удается нормализовать работу мотора и устранить перерасход масла путем очистки сапунов.
Почему сапунит дизельный двигатель и как устранить неисправность
Если сапунит дизельный двигатель, то речь может идти как о незначительных неполадках, так и о серьезных проблемах с силовой установкой. Важно постоянно следить за работой и состоянием мотора, чтобы обнаружить неисправность вовремя и принять меры по ее устранению. Главная сложность заключается в том, что есть несколько причин, определить конкретную можно по некоторым признакам.
Сапунит дизельный двигатель – что это значит
Чтобы понять, откуда произошло название, стоит разобраться с некоторыми принципами работы мотора. В процесс функционирования в картере из-за сгорания топлива и высокой температуры создается избыточное давление. Со временем оно может достигнуть таких показателей, что начнет выдавливать смазочные материалы везде, где уплотнение не очень надежное.
Чтобы исключить подобную проблему, все производители двигателей включают в конструкцию специальный вентиляционный клапан, называемый сапун. Он действует по простому принципу – когда давление в картере превышает установленную отметку, узел срабатывается и спускает его, выравнивая показатели с атмосферными. За счет этого смазка не выдавливается наружу, а внутренние узлы не подвергаются повышенным нагрузкам.
Термин «сапунить» обозначает подтеки моторного масла и другие признаки, которые проявляются при избыточном давлении внутри двигателя. Причем, это определение применяют как к дизельным, так и к бензиновым машинам.
Симптомы
Чтобы определить эту неисправность, не нужно быть профессиональным механиком, специальное оборудование тоже не понадобится. Первым признаком являются подтеки масла, которые могут образовываться на уплотнениях или в районе расположения щупа. Вариантов протечек много, все зависит от конструктивных особенностей двигателя и, так называемых, «слабых мест». Но если масло появилось там, где его раньше не было, нужно разобраться с проблемой.
Проще всего прогреть двигатель до рабочей температуры. Можно просто остановиться после поездки и при работающем моторе открыть маслоналивную горловину на клапанной крышке. После этого необходимо внимательно понаблюдать за ней, если виден сизый дымок, значит проблема подтвердилась и ДВС действительно сапунит.
Почему сапунит дизельный двигатель: причины
Вариантов может быть несколько, но наиболее распространены три причины, поэтому лучше всего разбираться с ними. А если поиск не дал результата, можно проверять дополнительные нюансы. Чаще всего встречаются такие неполадки:
Первичную диагностику можно провести самостоятельно, но, если были выявлены сложные неполадки, лучше обратиться к специалистам.
Цилиндропоршневая группа
Чаще всего этот вариант встречается на машинах с большим пробегом, где износ элементов конструкции может быть значительным. В процессе работы повреждаются разные узлы. Они могут терять форму, менять размеры, что приводит к нарушению нормальной работы. Проверить несложно – нужно измерить показатели компрессии в каждом цилиндре. Для этого используют специальный прибор, который называется компрессометр. Он может быть как механическим, так и электронным, принципиальной разницы нет.
Процесс измерения несложен и разобраться с ним можно за пару минут, есть много видео и инструкций, которые подробно описывают каждое действие. Все достаточно просто – один человек контролирует показатели под капотом, а второй в этот момент вращает двигатель стартером. Обязательно нужно провести измерения во всех цилиндрах, так как нередко бывает, что в трех все отлично, а одном значение не соответствует норме.
Общепринятым нижним показателем является 22 кг/см2. Но в разных моделях оптимальные значения могут варьироваться, проще всего изучить инструкцию по эксплуатации. Если цифра около 30 или немного выше, состояние цилиндропоршневой группы практически идеальное и беспокоиться нет смысла. Но когда в одном или нескольких цилиндрах значения ниже минимума, проблема может быть в следующем:
В отдельных моделях двигателей есть свои особенности и характерные «болячки», поэтому желательно изучить доступную информацию. Например, двигатель трактора Д 245 будет сильно отличаться от варианта 1.9 TDI от Фольксвагена как по конструкции, так и по компоновке. Поэтому стоит разобраться во всех нюансах.
Поршневые кольца
Еще одна деталь, которая часто становится причиной того, что дизель сапунит. Кольца предназначены для уплотнения зазора между поршнями и цилиндрами, их подбирают с высокой долей точности и обеспечивают им хорошую компрессию. Но, если в силу каких-то причин, они не выполняют своих функций, выхлопные газы проникают в картер. Проблема также обнаруживается при измерении компрессии и чаще всего возникает по двум причинам:
В некоторых случаях масло может выдавливаться очень сильно, все зависит от масштабов проблем с кольцами и количества выхлопных газов, попадающих в картер. Главная сложность в том, что причина выявляется только после снятия головки блока.
Вентиляция картера
Для начала нужно разобраться с конструкцией сапуна. Все достаточно просто – шланг или металлическая трубка соединяет картер и верхнюю часть мотора, создавая систему компенсации давления и его снижения, при необходимости. В систему также обычно входит маслоотделитель, который не дает смазке выводиться наружу и возвращает ее обратно в двигатель.
Вентиляция газов обычно сконструирована так, что воздух из картера подается во впускной тракт и используется в работе. В конструкцию входит клапан вентиляции картерных газов (КВКГ), который, при превышении давления, открывает мембрану и спускает излишки, тем самым обеспечивая нормальную работу. Если по каким-то причинам клапан заклинил в открытом положении, то воздух будет подаваться во впуск, создавая разрежение в моторе, что плохо сказывается на его работе и повышает расход дизтоплива.
При выходе из строя клапана в закрытом положении внутри картера будет создаваться излишнее давление и масло начнет выдавливаться через уплотнения, щуп и т. д. Также смазка в большом количестве может попадать в цилиндры, что также нежелательно. Расход масла в этом случае повышается и нередко появляется синий дым.
Причина может быть и в засорении трубок или других элементов системы, тут важно проверять все составляющие, чтобы исключить проблему.
Как устранить неисправность
В первую очередь надо выяснить причину, после чего можно планировать те или иные работы. Если неисправность в цилиндропоршневой группе, придется снимать головку блока и по факту определять, что нуждается в ремонте или замене. Чаще всего в этом случае стоит обращаться к специалистам, так как провести работы правильно без соответствующих знаний и навыков не получится. Нередко требуется целый комплекс мероприятий – расточка цилиндров и шлифовка головки блока, замена маслосъемных колпачков или клапанов и т. д.
Когда масло выдавливает из-за проблем с вентиляцией картера, ремонт можно провести и своими руками, тут все намного проще. Перечень работ может различаться, но, в большинстве случаев, выполняют такие действия:
Обычно работа занимает немного времени, промыть и очистить элементы несложно, главное – не оставить без внимания ни одну деталь. Важно устранить причины неисправности и последствия, при их наличии (к примеру, очистить грязный мотор или подкапотное пространство).
Если проблема возникла после капитального ремонта, то она обычно пропадает примерно через 1000 км пробега. Если и дальше масло течет, то, скорее всего, нужно снова разбирать ДВС и искать, что в нем не так.
Когда сапунит дизельный двигатель стоит немедленно искать причину и устранять ее. Если не обращать внимания на эту неисправность, она может спровоцировать серьезные поломки, которые, впоследствии, приведут к полному выходу мотора из строя.