Sací potrubí moderních motorů je komplikovaným zařízením. Mnohdy obsahuje větší či menší počet klapek. Jejich funkce však může být napříč agregát dost odlišná, stejně jako provedení. Pravidelní čtenáři nejen našich článků o ojetinách si jistě všimli, že téměř u každého recenzovaného modelu zmiňujeme v přehledu závad selhávající klapky v sacím potrubí. Bohužel problémy s nimi jsou v posledních letech napříč snad všemi výrobci automobilů tak časté, že to rozhodně vydá na samostatný článek.
Závady související s klapkami jsou různé. Od totálního selhání uložení, které obyčejně vyústí v nasátí klapek motorem, což je konečná, až po hlučnost či závadu v jejich ovládání. Klapky v sání najdete u vznětových i zážehových pohonných jednotek. V našem přehledu jsou příklady z obou skupin. V závislosti na tom mají klapky také různé funkce. U vznětových, ale i části zážehových motorů podporují v některých režimech chodu agregátu víření nasávaného vzduchu (diesel), případně směsi (nepřímo vstřikový benzinový motor). I to se odlišuje podle toho, zda je uplatněn takzvaný tumble efekt (vzduch, případně zápalná směs, rotují ve vertikální rovině) nebo swirl efekt (rotují v horizontální rovině). Víření vzduchu při vstupu do válců se uplatní třeba při regeneraci filtru pevných částic (jen u dieselu), při níž jsou tak klapky přivřené. A také při různých provozních stavech agregátu.
- Jiná je jejich poloha při volnoběžných otáčkách, jiná v režimu částečného zatížení a jiná při požadavku na maximální výkon. U některých motorů, zejména zážehových, slouží klapky k podpoře takzvaného rezonančního plnění, případně se jimi mění délka sacího potrubí. Posledním případem je uzavírání kanálu k jednomu ze dvou sacích ventilů, což ale používají téměř výhradně zážehové vidlicové šestiválce - třeba Ford Duratec-VE nebo Rover/MG/Land Rover KV6. Ty se pak v nízkých otáčkách chovají jako tříventilové. Teprve od středních „zabere“ všech 24 ventilů.
- Klapky dále mohou být uloženy v plastovém sání (Ford Duratec-HE), nebo v sacích kanálech v hlavě válců (Volvo D5 ve verzi se 136 kW a více). Pojďme si tedy představit vybrané aplikace, včetně konkrétních problémů.
- Mnozí „rádoby odborníci“ radí klapky ze sání demontovat. Snad v dobré víře, že už s nimi nebude problém. Toto řešení bývá často uváděno tam, kde je riziko nasátí klapek motorem nebo v těch případech, kde je výměna sacího potrubí příliš nákladná. Problém je, že každá taková úprava je výrobcem neschválená. Klapky v motoru mají svůj účel. Demontovat klapky ze sání je podobná hloupost, jako odstranit z auta filtr pevných částic. Když už nic, tak u moderních motorů zná řídicí jednotka polohu klapek. Kdo je jednoduše odstraní, řídicí jednotka to vyhodnotí jako chybu. A jelikož se dnes na STK načítají takzvané readiness kódy, může se stát, že s takovým autem legálně na technické neprojdete.
Audi: Dvě řešení, dva problémy
Audi představilo novou generaci šestiválcových dieselů v roce 2005, tedy s příchodem emisní normy Euro4. Nejprve se prezentovala verze o objemu tři litry, později ji doplnila varianta 2,7 litru, čehož bylo dosaženo zkrácením zdvihu z 91,4 mm na 83,1 mm. Vrtání rovných 83 mm zůstalo zachováno. Původní motory vydržely ve výrobě do roku 2010, kdy je nahradily výrazně inovované verze. Smyslem inovace bylo splnění přísnější emisní normy Euro5. Spolu se změnami se podařilo trochu snížit hmotnost, třeba použitím dvou rozvodových řetězů namísto původních čtyř a jednoho krátkého ozubeného řemenu pro pohon vysokotlakého čerpadla common-railu. V rámci modernizace došlo také na plnicí soustavu a tedy sací potrubí. Spolu s tím se změnil také systém klapek.
První generace využívala celkem šest vířivých kapek. Každá řada válců proto měla tři, včetně vlastního ovládání krokovým motorkem. Klapky jsou v motoru Audi řízeny proudově, takzvaným PWM (Pulse Wide Modulation) signálem. Většina závad má v tomto případě příčinu v opotřebeném uložení klapek v sacím potrubí. Vše je plastové. S rostoucí vůlí v uchycení klapek se zhoršuje jejich funkce. To zaznamená přes zpětnou vazbu v ovládání řídicí jednotka motoru a reaguje rozsvícením kontrolky motoru. Pokud byste ji ignorovali, může dojít k utržení některé z klapek a jejímu nasátí motorem, což má vážné následky. Dále může dojít k poškození spalovacích prostorů, které jsou u dieselu téměř výhradně ve dnech pístů.
Řešením je koupě opravné sady, dodávané přímo výrobcem klapek pro prvovýrobu motorů Audi, firmou Mann + Hummel. Na internetu vyjde sada obsahující vždy trojici klapek (tedy pro jednu řadu válců), ovládací tyč a plastová uchycení na 3.500 korun. K opravě ovšem musíte mít dvě sady. Od ledna 2011 mají nové motory namísto šesti vířivých klapek už pouze jednu, která je společná oběma řadám válců. Před touto vířivou klapkou se nachází ještě jedna, takzvaná dieselová škrticí klapka. I tady klapky selhávají, avšak nikoliv jejich uložení, nýbrž obvykle se pokazí servomotor jejich ovládání. V začátcích produkce těchto motorů se to stávalo klidně po ujetí 30 až 50 000 km, přičemž průvodním jevem je svítící „check“. Jedna klapka, respektive její kompletní těleso, vyjde spolu s krokovým motorkem na asi 11.000 korun. Tady už ale k nasátí klapek nedochází.
BMW 20d, 25d a 30d - Náhle a bez varování
Vířivé nebo také swirl klapky najdete také na vznětových čtyřválcích a šestiválcích BMW. Konkrétně v motorizacích 20d, 25d a 30d. Jde o motory řady M47 (čtyřválec) a M57 (šestiválec). Ale pozor, ne všechny takto označené motory mají sací potrubí s klapkami!
Pokud zůstaneme u šestiválců 30d, tedy M57, tak ty úplně původní (verze s výkonem 135 kW) mají sací potrubí s klapkami pouze v případě, že máte vůz se samočinnou převodovkou. Varianty s „manuálem“ v této výkonové verzi a emisní třídě klapky nepoužívají. Šestiválce M57 dostaly ve verzi s manuální převodovkou sací potrubí s vířivými klapkami až v srpnu 2002. Čtyřválec je má od března 2001. Takto „vylepšené“ motory mají označení M47TU, respektive M57TU nebo také M47N a M57N. Posledním agregátem je menší šestiválec 25d. Ten má vířivé klapky od začátku, ale v řadách 3 E46 respektive 5 E39 je nenajdete. Klapky se týkají až řady 5 E60/E61 coby 525d.
Vířivé klapky na motorech BMW celkem pravidelně selhávají. Pokud se blíží meta 200 000 km a nevíte, zda už klapky někdo v minulosti měnil, měli byste zpozornět. Horší je, že tady jsou klapky zrádnější než v jiných motorech. Že už jsou volné, zde neprozradí žádný podivný zvuk. Prostě se to celé tváří jakoby se nic nedělo. Časovaná nálož pod kapotou je však již aktivována, a pokud vybouchne, končí to nasátím klapek a zničeným motorem. Jedinou možností, jak zjistit opravdu spolehlivě jejich stav, je demontovat sání a vizuálně je prověřit. Klapky se tady dost zanášejí karbonem. Jeho množství je v sacím potrubí po ujetí zmíněné vzdálenosti takové, že jej musíte vyndávat lopatkou. Klapky lze od karbonu vyčistit, ale tato procedura zabere týden - sací potrubí je totiž nutné „koupat“ v rozpouštědle.
Demontované klapky se na bavorských motorech projevují hlavně zvýšenou spotřebou paliva. Navíc pokud je motor vybaven filtrem pevných částic, bude obtížně probíhat jeho regenerace. Kompletní sání s klapkami a ovládáním vyjde na šestiválec na 16.041 korun. Opel Twinport a Opel/Fiat 1.9 16V CDTi/Multijet - Motor běžně nezničí
Vizualizace a praktické poznámky o klapkách se objevují i u Fiatu a Opelu 1.9 Multijet/CDTi 16V. Jde o známý čtyřválec o objemu 1910 cm3 o výkonu 110 kW. V tomto případě klapky nechrastí, občas se však přidřou ve svých uloženích. To zaregistruje řídicí jednotka a vyhodí chybové hlášení „nalezen únik vzduchu“. Klapky tady stojí 10.000 korun. Problém s nimi ovšem může mít na motoru Multijet/CDTi 16V mnohem rozsáhlejší důsledky. Vzhledem k tomu, že hrají důležitou roli při regeneraci filtru pevných částic, ta obvykle neproběhne, jak by měla, takže se filtr brzy ucpe.
Volvo D5 - motor v nouzovém režimu
Pokud mluvíme o D5 v souvislosti s vířivými klapkami, pak máme na mysli pozdější varianty. Hlavním důvodem je právě zavedení vířivých klapek, které jsou vloženy do sacích kanálů hlavy válců. Klapky jsou zde plastové, avšak ty jako takové neselhávají. Nejdůležitější je, že klapky motor nenasaje. V praxi se mění spolu s klapkami rovněž jejich ovládací táhlo a také těsnění ventilového víka. To vše vyjde zhruba na 8.500 korun.
Ford Duratec-HE - Chrastění a řešení
Motor Duratec-HE se poprvé objevil v roce 2000. U starších verzí byly vířivé klapky masivně problematické až do roku 2003. Část klapek se tedy demontovala. U novějších motorů se mění uložen krátkodobě, ale problém s robustností klapek zůstává kvůli emisním regulacím a EGR. Kompletní sání s klapkami vyjde na kolem 14.000 korun u novějších verzí.
Deaktivace klapek a praktické souvislosti
Deaktivací elektronických klapek sání se zabývá řada firem. Princip je v podstatě takový, že se upravuje flash řídicí jednotky motoru. Po zásahu zůstávají klapky trvale otevřeny, což se projevuje hlavně v nízkých a volnoběžných otáčkách motoru. V případě trvale otevřených klapek proudí do sacího kanálu příliš velké množství čerstvého vzduchu, což má za následek nedokonalé prohoření směsi a zvýšené emise. U Audi s motorizací 2,7 TDI a 3,0 TDI bývá často doprovodný problém s DPF.
Většina vozidel Audi s uvedenými motory je vybavena filtrem pevných částic. Trvale otevřené elektronické klapky mají nepříznivý vliv na DPF, který se rychle zanese. Při částečně ucpaném DPF se rozsvítí kontrolka a dojde ke snížení výkonu. Při úplném zacyklení DPF často nejde nastartovat. Opravdové řešení bývá repasování klapek pomocí sady od výrobce a následná montáž.
Poznámka: Není vhodné demontovat klapky bez schválení výrobce; moderní řídicí jednotky vyhodnotí takový zásah jako chybu a readiness kódy na STK mohou automobil zablokovat.
Celková cena opravy zahrnuje sadu klapek, ovládání a montáž podle konkrétního motoru. Větší souvislost má i to, že swírklapky a jejich spolehlivost zůstávají častým tématem diskuzí mezi majiteli a servisy, a proto je výhodné volit ověřené díly a odbornou montáž.
Opravná sada vířivé klapky sacího potrubí Mercedes 272 140 2401 R-PRM pro páku a ojnici od URO
Jak poznat a řešit problémy s klapkami krok za krokem
- Vizuální kontrola sání po demontáži pro ověření vůle a opotřebení klapek.
- Kontrola polohy klapek a jejich funkce prostřednictvím diagnostiky ECU a PWM signálu.
- Vyčištění karbonových úsad z klapek a sacího kanálu, pokud je k dispozici vhodná metoda a rozpouštědla.
- Výměna poškozených dílů dle doporučení výrobce a použití originálních dílů nebo schválených repasovacích sad.
Možné dopady na provoz vozidla
Nasátí volně fungujících klapek může vést k poškození ventilů, spalovacích prostorů a zhoršení hospodárnosti. U dieselových motorů s DPF může dojít k rychlejšímu ucpání filtru a k nutnosti nucené regenerace či výměny DPF. U některých motorů, zejména s dieselovým vstřikováním a EGR, lze očekávat zhoršený provoz a emise, pokud klapky nepracují správně.