Van xả tự động

Quá trình đốt cháy kém không chỉ khiến nhiệt độ khí thải tăng lên mà còn dẫn đến hình thành carbon trong buồng đốt. Sự gia tăng nhiệt độ khí thải làm xấu đi môi trường làm việc của van xả và các điều kiện phức hợp khác có thể làm trầm trọng thêm tình trạng cháy của van. Một phần carbon trong buồng đốt sẽ thoát ra cùng với khí thải nhưng có thể bị kẹt trên bề mặt bịt kín của van xả và mặt tựa van, tương tự như các hạt kể trên. Đặc biệt, nếu nhiệt độ gia nhiệt của dầu nặng không được kiểm soát tốt thì độ nhớt cao gây khó khăn cho việc nguyên tử hóa nhiên liệu phun vào xi lanh. Sự dịch chuyển ngược quá trình đốt cháy do pittông bơm dầu áp suất cao bị mòn có thể dẫn đến quá trình đốt cháy kém, dẫn đến van xả và bề mặt bịt kín của van xả bị nhiễm cặn carbon. Ngoài ra, các tạp chất trong nhiên liệu có thể đọng lại trên đĩa van xả và nón bịt kín mặt van, tạo thành một lớp thủy tinh trộn với các hạt cacbon ngày càng cứng và giòn. Hỗn hợp này có thể bao gồm natri sunfat, canxi sunfat, oxit sắt và các chất khác. Khi độ dày của lớp thủy tinh này trở nên quá lớn, các vết nứt có thể hình thành dưới lực tác động khi van gas đóng lại. Sau nhiều lần va chạm, những vết nứt này có thể dẫn đến bong tróc, tạo ra kênh phản lực khí có nhiệt độ cao và làm cháy van gas.

Khi dầu đi vào buồng đốt bị trộn lẫn với các hạt tạp chất không cháy, các hạt này có thể thoát ra khỏi xi lanh cùng với khí thải. Trong quá trình xả khí, có khả năng chúng sẽ bị kẹt trên bề mặt bịt kín của van xả và bệ van khi van đóng lại. Kết quả là van xả không thể đóng hoàn toàn. Đường kính của tạp chất hạt bị kẹt có thể khớp với độ mở của van. Mặc dù tạp chất dạng hạt có thể xâm nhập vào buồng đốt qua vòi phun của kim phun nhiên liệu tương đối nhỏ nhưng quá trình cháy nổ có thể tạo ra áp suất rất cao trong buồng đốt, khiến khí cháy ở nhiệt độ cao bùng phát qua lỗ van nhỏ. Lúc này, nhiệt độ của khí đốt thoát ra có thể đạt tới khoảng 2000 độ, cao hơn nhiều so với nhiệt độ của khí thải chảy qua bề mặt bịt kín của van xả trong hành trình xả. Mặc dù vật liệu bề mặt bịt kín của van xả có thể chịu được sự xói mòn khí thải thông thường, nhưng nó không thể chịu được sự xói mòn từ khí đốt ở nhiệt độ cao và áp suất cao như vậy, dẫn đến van xả bị cháy nhanh chóng. Điều này đặc biệt đúng nếu van bị kẹt bởi các hạt cực cứng như alumina và silica trộn trong dầu nặng. Do nón bịt kín của van xả thông thường không cứng lắm ở nhiệt độ làm việc nên tác động từ van đóng có thể nhúng các hạt sản phẩm cháy cứng vào bề mặt bịt kín, tạo ra các vết rỗ. Một khi các hố này xuyên qua bề mặt bịt kín, sẽ xảy ra rò rỉ không khí, dẫn đến cháy van.

Hiện nay, nhiên liệu chất lượng thấp thường được sử dụng trên thị trường vận tải biển có chứa một lượng lớn vanadi, natri và lưu huỳnh. Trong quá trình đốt cháy, các nguyên tố như lưu huỳnh, vanadi và natri tạo thành oxit lưu huỳnh, vanadi pentoxit và natri oxit (thành phần hóa học của các oxit này phụ thuộc vào lượng oxy dư thừa và nhiệt độ đốt cháy). Các oxit này có thể phản ứng với nhau và với canxi trong dầu bôi trơn để tạo thành các muối có điểm nóng chảy thấp, chẳng hạn như natri sunfat, canxi sunfat và natri vanadat. Những hỗn hợp muối này thường có điểm nóng chảy khoảng 535 độ và có tính ăn mòn cao. Khi nhiệt độ của một bộ phận vượt quá 550 độ, các hợp chất vanadi và natri có thể tan chảy và bám vào bề mặt của nó. Khi van xả hoạt động ở nhiệt độ 550 độ hoặc cao hơn do nhiều yếu tố khác nhau, các hợp chất này có thể lắng đọng trên đĩa van và mặt tựa van, cũng như trên bề mặt chuyển tiếp giữa thân van và bề mặt van, ở dạng lỏng. Tại thời điểm này, ngay cả thép hợp kim cứng có khả năng chống ăn mòn rất cao cũng có thể bị ăn mòn. Kết quả của sự ăn mòn này là sự hình thành các vết rỗ trên hình nón bịt kín. Một khi các hố này kết nối và xuyên qua bề mặt bịt kín, chúng có thể gây rò rỉ không khí và làm cháy van. Hơn nữa, một khi vết rỗ xảy ra trên bề mặt bịt kín của van và mặt tựa van, các dung dịch ăn mòn có thể lắng đọng, đẩy nhanh quá trình hình thành vết rỗ. Bởi vì sự ăn mòn này xảy ra ở nhiệt độ cao nên nó được gọi là "ăn mòn ở nhiệt độ cao", trong đó vanadi đặc biệt có hại trong số các nguyên tố gây ra nó.

Động cơ diesel 4 thì sử dụng dầu nặng được thiết kế với cơ chế cho phép van xả tự động xoay một góc nhất định mỗi lần đóng mở. Vòng quay này giúp loại bỏ các hạt và cặn carbon bám trên bề mặt bịt kín, ngăn ngừa sự tích tụ. Nếu cơ cấu quay bị lỗi và van xả không thể tiếp tục quay trong quá trình vận hành hoặc nếu vòng quay không phù hợp với hành trình đóng, van xả có thể nhanh chóng bị cháy, rút ​​​​ngắn đáng kể tuổi thọ sử dụng.

Chất lượng tổng thể của van cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của nó.

Việc mài van xả và đế van không đúng cách có thể gây rò rỉ không khí trên bề mặt bịt kín của chúng.