Тепловой зазор грм – Тепловой зазор клапана и его регулировка

Содержание

Тепловой зазор клапана и его регулировка

В любых ДВС для организации нормального газораспределения применяются клапанные механизмы. На привод коленвала забирается небольшая часть крутящего момента. В процессе нагрева металл имеет свойства расширяться. Следовательно, меняются размеры деталей мотора. Изменяются и размеры элементов ГРМ. Если в приводе ГРМ не предусмотрен тепловой зазор клапана, то при нагревании двигателя до его оптимальных рабочих температур клапаны не будут плотно закрываться. Как следствие, они не будут обеспечивать требуемой герметичности.

По этой причине рабочие характеристики двигателя могут ухудшиться. Но это не все. Снижается ресурс клапанов – очень часто подгорают кромки тарелок. В процессе работы клапана поверхность его изнашивается, а тепловые зазоры увеличиваются. Это ведет к более шумной работе мотора. Чтобы этого не возникало, а двигатель всегда работал ровно и тихо, необходимо периодически регулировать тепловой зазор клапана. Для этого инженеры предусмотрели специальный механизм или же шайбы для регулировки.

Важность настройки зазоров

После запуска мотор и все его элементы разогреваются и, как следует еще из школьного курса физики, расширяются. Также трущиеся элементы изнашиваются по естественным причинам. Этим обуславливается необходимость наличия точного зазора между элементами системы ГРМ. И расстояние, которое имеется между кулачком на распредвале и клапаном, – это один из самых важных факторов.

Когда тепловой зазор клапана меньше, чем нужно, мотор не сможет максимально реализовать заложенный в него производителем потенциал. Это обязательно скажется на динамике и скоростных характеристиках машины. Вместе с этим будут перегреваться впускные клапаны. Их края оплавляются.

Если зазор увеличенный, автовладелец будет слышать стук клапанов. Он будет пропадать по мере прогрева двигателя. При больших расстояниях кулачок распределительного вала стучит по рокеру клапанного стержня, вместо того чтобы давить на него.

Признаки необходимости настройки

О том, что тепловой зазор клапана выставлен неверно, скажут некоторые признаки. Так, первый симптом – это характерные звенящие звуки в районе крышке ГБЦ. Еще один признак – сниженная отдача мотора, а вместе с этим и высокий расход топлива.

Также настройка зазоров необходима, если выполнялся какой-либо ремонт газораспределительного механизма. Необходимо обязательно выполнить настройку, если последний раз зазоры выставляли более 20 тысяч километров назад.

Существуют и другие признаки. Это повышенный расход масла, выстрелы в глушитель или впускной коллектор, ошибка по богатой или слишком бедной смеси. О неверных тепловых зазорах скажет и состояние свечей зажигания. На них будет налет.

Как часто нужно регулировать?

На автомобилях ВАЗ тепловые зазоры клапанов по регламенту производителя необходимо регулировать через каждые 45 тысяч километров. Но часто нужда в настройке появляется значительно раньше. Специалисты рекомендуют настраивать элементы ГРМ не реже, чем через 20 тысяч километров. А если двигатель работает в условиях максимальных нагрузок, то и 15. Этот показатель обуславливается и качеством запчастей для отечественных автомобилей, которые быстро изнашиваются даже при идеальных условиях эксплуатации.

Измерение тепловых зазоров

Убедиться в необходимости настройки можно и при помощи измерений. Проверку тепловых зазоров клапанов осуществляют всегда на холодном моторе. Для проведения операции будет нужен измерительный щуп и набор инструментов. Что войдет в данный набор, зависит от типа толкателя клапана.

Если зазоры регулируются посредством винта, то нужен накидной, рожковый ключ и молоток. Если настройка клапанов в двигателе осуществляется при помощи шайб, то следует приобрести набор шайб. Последние должны быть разных размеров. Также понадобится микрометр, съемник, инструмент для замены шайб и пинцет.

Для настройки зазора коленвал следует провернуть так, чтобы кулачок на распределительном вале для выбранного клапана смотрел в другую сторону по отношению к толкателю. По последнему наносят легкие удары молотком. Затем пальцами раскачивают клапан.

Далее при помощи щупа следует измерить зазор. Делать это нужно между толкателем и клапаном. Значения измерения сверяют с номинальными размерами. Их можно найти в инструкции к автомобилю. Если величина отличается, тогда ее следует отрегулировать. Как изменить тепловые зазоры на моторе, где регулировка осуществляется при помощи шайб? Коленчатый вал следует провернуть так, чтобы кулачок на распредвале смотрел вверх по отношению к толкателю. Далее при помощи набора щупов производится измерение зазора. Значения сравниваются с номинальными и при необходимости корректируются.

Технология настройки

Давайте рассмотрим, как отрегулировать тепловой зазор клапанов на примере двигателей ВАЗа. Самое первое, что нужно сделать, – это выставить поршень первого цилиндра в положение верхней мертвой точки. Делается это очень просто. Ключом проворачивают коленвал до момента совпадения меток на звезде распределительного вала со шкивом коленчатого и на блоке цилиндров. После этого можно приступать к регулировке. Схема настройки тепловых зазоров клапанов на дизелях аналогична этой.

Измерительный щуп вставляют между рабочими поверхностями кулачка и рычага на соответствующем клапане. Если щуп идет с небольшими затруднениями, то зазор в порядке. Если он не идет или входит слишком туго, то расстояние необходимо регулировать. Для этого ключом на 13 удерживают головку на регулировочном болте. При этом ключом на 17 отпускают контргайку и проворачивают болт в необходимую сторону. Крутят до тех пор, пока не получится нужный зазор. Затем необходимо проверить параметр, после чего затянуть гайку. В каком порядке следует регулировать клапаны? Технологию настройки рассмотрим ниже.

Порядок регулировки тепловых зазоров клапанов

Первым следует настраивать восьмой клапан, расположенный на четвертом цилиндре. После него – шестой клапан третьего цилиндра. Зазоры регулируются парами. Для каждой коленвал двигателя проворачивают на 180 градусов. При каждом из последующих поворотов регулируют четвертый и седьмой клапан, первый и третий, пятый и второй соответственно.

Контрольный замер

Даже профессионалам не всегда удается настроить зазоры правильно с первого раза. Поэтому обязательно выполняются контрольные замеры тепловых зазоров в приводе клапанов. Если есть несоответствие, то нужно настраивать еще раз. После такой регулировки двигатель заработает значительно тише, стабильнее и будет радовать своего владельца.

Итак, мы выяснили, что такое тепловой зазор, и как его правильно настроить своими руками.

fb.ru

ГРМ двигателя автомобиля

Механизм газораспределения служит для осуществления своевременного впуска в цилиндр горючей смеси (например, бензина и воздуха) и выпуска отработавших газов. В головке блока цилиндров помещаются минимум два клапана – впускной и выпускной. Клапаны приводятся в движение деталями механизма газораспределения. Через впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь или воздух; через выпускной клапан выходят отработавшие газы в атмосферный воздух через систему выпуска.

Устройство и принцип действия механизма газораспределения

В бензиновых и дизельных двигателях применяется механизм газораспределения клапанного типа, сейчас уже, в основном, с верхним расположением клапанов. Это значит, что клапаны находятся сверху, в головке блока цилиндров, как показано на рисунке 4.8.

Так, при верхнем расположении клапаны с пружинами и деталями их крепления установлены в направляющих втулках в головке блока цилиндров, в которой также отлиты впускные и выпускные каналы.


Рисунок 4.8 Головка блока цилиндров с газораспределительным механизмом.

Усилие от кулачков распределительного вала, расположенного здесь же – в головке блока, к клапанам передается с помощью толкателей и/или коромысел. Коромысла установлены шарнирно на оси, закрепленной на головке блока. Клапаны на головке закрыты крышкой.

 О тепловом зазоре

Между стержнем клапана, толкателем или концом коромысла газораспределительного механизма должен быть зазор (так называемый тепловой зазор), который необходим для компенсации удлинения стержня клапана при его нагревании без нарушения плотности посадки клапана в гнезде. Другими словами, если бы не было зазора, грубо говоря, между кулачком распредвала и клапаном, то от нагрева до высокой температуры, клапан увеличился бы в длину и перестал бы плотно прилегать к седлу в головке блока цилиндров.

Величина зазора для двигателей разных марок устанавливается для впускных клапанов в холодном состоянии в пределах 0,15—0,30 мм, а для выпускных клапанов, подвергающихся большему нагреву, — в пределах 0,20—0,40 мм. Однако же, у некоторых производителей зазор может быть таков, что не попадет в указанные диапазоны.

Для регулировки величины этого зазора в механизме предусмотрены регулировочные устройства. Хотя слово «устройство» слишком громкое для регулировочного болта и стопорной гайки (Рисунок 4.9) или шайб различной толщины (Рисунок 4.10).


Рисунок 4.9 Регулировка теплового зазора с помощью болта.


Рисунок 4.10 Регулировка теплового зазора с помощью шайб
(А – головка блока цилиндров без распределительного вала;
Б – головка блока цилиндров с распределительным валом).

Сейчас очень распространена конструкция с гидравлическими компенсаторами, которые под давлением масла подводят коромысло или толкатель к кулачку распределительного вала, убирая тем самым негативное последствие теплового зазора, а именно — удар кулачка о толкатель во время работы. Но стоит упомянуть, что установка гидрокомпенсаторов удорожает конструкцию головки блока цилиндров и повышает свои требования к качеству используемого моторного масла и к частоте его замены, поскольку масляные каналы компенсатора могут забиваться продуктами износа.

Примечание
Более подробно о гидрокомпенсаторах приведено ниже.

 Предварительно о распределительном вале

Примечание
Почему предварительно? Потому что для целостности восприятия данного раздела о распределительном вале необходимо сказать несколько слов, а более подробное описание данной детали будет дано ниже.

Правильность чередования различных тактов в цилиндрах двигателя достигается соответствующим расположением кулачков на распределительном валу, а также правильностью установки зацепления распределительных шестерен/шкивов с приводной шестерней/шкивом коленчатого вала.

В четырехтактном двигателе рабочий цикл во всех цилиндрах завершается за два оборота коленчатого вала. За это время в каждом цилиндре должны по одному разу открыться и закрыться впускной и выпускной клапаны, что происходит за каждый оборот распределительного вала. Таким образом, распределительный вал должен вращаться в два раза медленнее коленчатого вала. Для этого шестерня распределительного вала имеет вдвое большее число зубьев, чем шестерня коленчатого вала, либо же шкив по диаметру должен быть в два раза больше шкива коленчатого вала.

Фазы газораспределения четырехтактного двигателя

Для лучшего наполнения цилиндров свежим зарядом и наиболее полной очистки их от отработавших газов моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях не совпадают с положениями поршней в ВМТ и НМТ, а происходят с определенным опережением или запаздыванием. Иначе говоря, впускной клапан может закрываться после того, как поршень пройдет НМТ, а выпускной — закрываться после ВМТ.

Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах, соответствующих величинам углов поворотов кривошипа коленчатого вала относительно мертвых точек, называются фазами газораспределения. Фазы газораспределения могут быть нанесены на круговую диаграмму, называемую диаграммой газораспределения, как показано на рисунке 4.11.

Пожалуй, будет проще показать это на примере. Так, если говорят, что клапан открывается за 5 градусов до ВМТ, значит клапан начал открываться в то время, когда кривошип коленчатого вала, к которому присоединен шатун поршня, находился за 5 градусов до верхней мертвой точки.


Рисунок 4.11 Диаграмма газораспределения четырехтактного двигателя.

Впускной клапан начинает открываться немного раньше, чем поршень придет в ВМТ. При этом к началу хода поршня вниз при такте впуска клапан уже немного откроется. Опережение открытия впускного клапана для двигателей разных моделей колеблется в разных диапазонах. Зачастую закрытие впускного клапана происходит с определенным запаздыванием, когда поршень перейдет НМТ и начнет двигаться вверх. При этом некоторое время после перехода НМТ, несмотря на начавшееся незначительное движение поршня вверх, заполнение цилиндра зарядом будет продолжаться вследствие некоторого разрежения, еще имеющегося в цилиндре, а также вследствие инерции заряда, движущегося во впускном трубопроводе.

Примечание
Однако стоит отметить, что существует как минимум два цикла, именуемых циклами Миллера и Аткинсона, при которых впускной клапан закрывается не так, как на обычных ДВС.

Таким образом, время открытия впускного клапана больше времени, в течение которого происходит полуоборот вала; продолжительность впуска при этом увеличивается, и цилиндр более полно заполняется свежим зарядом.

Выпускной клапан открывается раньше прихода поршня в НМТ.

При этом газы, находясь в цилиндре под большим давлением, быстро начинают выходить наружу, несмотря на то, что поршень еще движется вниз. Затем поршень, пройдя НМТ и двигаясь к ВМТ, будет выталкивать оставшиеся в цилиндре газы. Выпускной клапан закрывается тогда, когда поршень перейдет ВМТ. Несмотря на то, что поршень начнет уже немного опускаться вниз, газы будут продолжать выходить из цилиндра по инерции и вследствие отсасывающего действия потока газов, движущихся в выпускном трубопроводе. Таким образом, время открытия выпускного клапана больше времени, в течение которого происходит полуоборот вала, и цилиндр лучше очищается от отработавших газов.

Примечание
Угол поворота кривошипа, соответствующий положению, при котором впускной и выпускной клапаны одновременно открыты, называется углом перекрытия клапанов. Вследствие незначительности этого угла и ничтожной величины зазора между клапанами и гнездами, возможность утечки горючей смеси исключена. Перекрытие клапанов необходимо для дополнительной продувки цилиндра с целью лучшей наполняемости свежим зарядом.

Некоторое уменьшение давления газов на поршень, происходящее при рабочем ходе вследствие раннего открытия выпускного клапана, и потеря части работы газов при этом восполняются тем, что поршень, движущийся при такте выпуска вверх, не испытывает большого сопротивления от газов, оставшихся в небольшом количестве в цилиндре.

Изменение фаз газораспределения

С развитием технологий перед конструкторами и инженерами открылись серьезные перспективы в повышении эффективности работы двигателя – увеличение мощности с одновременным снижением расхода топлива стало новым трендом в автомобильной промышленности. Для того, чтобы оптимизировать работу двигателя внутреннего сгорания, необходимо подстраивать фазы газораспределения под все режимы нагрузки – от холостого хода до полной нагрузки.

Примечание
Обороты холостого хода — это минимальные обороты, при которых двигатель может работать устойчиво без нагрузки. Вы запустили двигатель, при этом никакого движения и воздействия на педаль газа не происходит.

А как изменять фазы газораспределения? — Проворачивать распределительный вал относительно коленчатого вала, изменяя тем самым моменты открытия клапанов. Прибавим к этому управление опережением зажигания* и это даст возможность управлять началом и концом тактов двигателя и позволило настолько оптимизировать работу ДВС, что показатели мощности и расхода топлива улучшились многократно.

Примечание
* Опережение зажигания. Для того чтобы топливовоздушная смесь успела сгореть, пока поршень движется от верхней мертвой точки к нижней, ее необходимо поджигать немного раньше. Основным показателем является угол опережения зажигания, который говорит нам о том, за сколько градусов до ВМТ на такте сжатия возникнет пробой между электродами свечи. В зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель угол опережения зажигания должен изменяться, что реализуется с помощью распределителя зажигания или электронного блока управления двигателя (подробнее об этом рассмотрено в главе 10 «Электрооборудование и электросистемы», раздел 10.4 «Система зажигания»).

Суть системы проста. На распределительный вал (или валы) устанавливается специальный механизм, на внешней части которого есть звездочка для приводной цепи от коленчатого вала. Механизм этот устанавливается так, что может проворачивать распределительный вал в сторону опережения или запаздывания, в зависимости от режима работы двигателя.

Если говорить более подробно, то работа механизма изменения фаз газораспределения (фазовращателя) происходит, как описано ниже.

Коленчатый вал через приводную цепь вращает фазовращатель, который установлен на распределительном валу. В момент, когда необходимо сместить время открытия клапанов в сторону запаздывания или опережения, фазовращатель проворачивает распредвал в соответствующую сторону.


Рисунок 4.12 Внешний вид фазовращателя.

Фазовращатели, в основном, устанавливают на впускной распределительный вал (вал, который открывает только впускные клапаны), но сейчас все чаще данные механизмы монтируют на оба распредвала – впускной и выпускной.

Изменяемая высота клапана

В современных бензиновых двигателях количество топливной смеси регулируется с помощью дроссельной заслонки – заслонка открывается, поступает больше воздуха, в соответствии с этим впрыскивается больше топлива. Воздух, необходимый для приготовления топливовоздушной смеси, пока доберется до цилиндра, преодолеет несколько весьма неприятных препятствий: воздушный фильтр, дроссельную заслонку, клапаны, а это все потери, которые напрямую влияют на мощность ДВС. Попробуйте сами подышать в противогазе не с угольным а с бумажным фильтром… Вот так и двигателю «тяжело дышать». Одно из препятствий на пути воздуха, от которого мечтали избавиться конструкторы, это дроссельная заслонка. Однако как регулировать количество впускаемого воздуха? Решение снова было связано с клапанами. Пришли к тому, что необходимо регулировать высоту клапана. Были системы со ступенчатым регулированием высоты клапана, а именно: клапан открывался только на три разные высоты. Затем придумали систему бесступенчатого открытия клапанов с диапазоном открытия от 1 мм до 10 мм. Это позволило избавиться от дроссельной заслонки – двигателю стало легче «дышать». Однако избавление от дроссельной заслонки изменением высоты открытия клапанов не является самоцелью. Контроль над работой клапанов позволяет еще больше отточить работу четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Детали клапанной группы

К клапанной группе относятся клапан, направляющая втулка клапана, клапанная пружина с опорной шайбой и деталями крепления (они же — «сухари»). Все описанное приведено на рисунке 4.13.

Клапан служит для закрытия и открытия впускных или выпускных каналов в головке блока цилиндров. Основными элементами клапана являются тарелка и стержень.

Тарелка клапана имеет шлифованную конусную рабочую поверхность — фаску (обычно под углом 45°), которой клапан плотно притерт к седлу.

Стержень клапана отшлифован и проходит через направляющую втулку. На конце стержня клапана имеется канавка или отверстие для крепления опорной шайбы пружины. Разноименные клапаны имеют тарелки различных диаметров (зачастую, больший — у впускного клапана) или отличаются специальными метками.


Рисунок 4.13 Клапанный механизм.

Седло клапана (на рисунке 4.13) представляет собой металлическое кольцо цилиндрической формы с обработанной под углом 45 градусов рабочей поверхностью (той самой, к которой прилегает тарелка клапана). Седла клапанов запрессованы в головку блока цилиндров. Существуют конструкции с заменяемыми седлами и с седлами, запрессованными наглухо.

Направляющая втулка, в которой клапан устанавливается стержнем, обеспечивает точную посадку клапана в седло. Втулки запрессовывают в головку цилиндров.


Рисунок 4.14 Клапан.

Клапанная пружина удерживает клапан в закрытом положении, обеспечивая плотную его посадку в гнезде, а также создает постоянное прижатие толкателя к поверхности кулачка распределительного вала. Пружину надевают на выходящий из втулки конец стержня клапана и закрепляют на нем в сжатом состоянии с помощью опорной шайбы с коническими разрезными сухарями, которые входят в выточку на стержне клапана. Иногда на клапан устанавливают две пружины: пружину меньшего диаметра — внутрь пружины большего диаметра. Это делается для того, чтобы избежать резонанса пружины на определенных частотах работы двигателя, а также для подстраховки на случай поломки пружины. Часто применяются пружины с переменным шагом витков. Это исключает вероятность возникновения вибрации пружины и ее поломки при большом числе оборотов коленчатого вала двигателя. При установке двух пружин их подбирают таким образом, чтобы направление навивки их витков было выполнено в разные стороны, что также устраняет опасность возникновения резонансных колебаний пружин.

Для ограничения количества масла, поступающего в направляющую втулку, и устранения подсоса масла в цилиндр через зазоры во втулке на верхних впускных клапанах под опорной шайбой ставят маслосъемные колпачки.

Толкатель служит для передачи осевого усилия от кулачка распределительного вала на стержень клапана или на штангу. Дело в том, что передавать усилие от кулачка распредвала лучше именное через промежуточное звено – толкатель. Поскольку при длительной работе элементы клапанного механизма изнашиваются и, когда приходит время замены чрезмерно износившихся деталей, проще заменять небольшой толкатель, нежели целый распредвал или клапаны.


Рисунок 4.15 Головка блока цилиндров с элементами газораспределительного механизма.

Как было отмечено выше, сейчас получили широкое распространение так называемые гидрокомпенсаторы. «Гидро», потому что работают за счет давления моторного масла, а «компенсаторы», так как компенсируют или, проще говоря, сводят на нет зазор между кулачком распределительного вала и толкателем во время работы.

Толкатели в большинстве двигателей устанавливают без втулок непосредственно в отверстия приливов головки блока цилиндров. В некоторых двигателях для толкателей имеются направляющие втулки, отлитые секцией на несколько цилиндров.

Коромысло. Изменяет направление передаваемого движения. Устанавливают зачастую, когда распределительный вал один, а клапанов на цилиндр два или четыре, но расположены они особым образом (смотрите рисунок 4.16). Коромысла устанавливают на бронзовых втулках или без втулок на осях, которые при помощи стоек закреплены на головке блока. Одно плечо коромысла располагается над стержнем клапана, а другое — под или над кулачком распределительного вала. Для регулировки зазора между стержнем клапана и коромыслом в конец коромысла вкручен регулировочный винт с контргайкой.


Рисунок 4.16 Привод клапанов через коромысло.

Распределительный вал и его привод

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Вал имеет впускные и выпускные кулачки (смотрите рисунок 4.17) и опорные шейки*.


Рисунок 4.17 Газораспределительный механизм в сборе.

Примечание
* На рисунке 4.17 опорные шейки не показаны, так как изображение схематическое и приведено для предварительного ознакомления. Получить представление о внешнем виде распределительных валов можно из рисунка 4.18.

Кулачки изготавливают как одно целое с валом. Однако существуют сборные конструкции, когда кулачки напрессовывают на вал.

Для каждого цилиндра у четырехтактных двигателей в зависимости от количества клапанов имеются два и более кулачков: впускных и выпускных. Форма кулачка обеспечивает плавный подъем и опускание клапана и соответствующую продолжительность его открытия. Одноименные кулачки для каждого цилиндра (например, впускные) располагают в четырехцилиндровых двигателях под углом 90°, в шестицилиндровых — под углом 60° и в восьмицилиндровых — под углом 45°. Разноименные кулачки (впускные и выпускные) устанавливают под углом, величина которого зависит от фаз газораспределения. Вершины кулачков располагаются в принятом для двигателя порядке работы с учетом направления вращения вала.


Рисунок 4.18 Головка блока цилиндров с распределительными валами.

 Как распредвал приводится во вращение?

Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала разными способами. Самыми распространенными являются: цепной и ременной привод, реже используется шестеренный.

Цепной привод. На конце коленчатого и распределительного валов устанавливают звездочки (как на велосипеде) и надевают приводную цепь. Для того чтобы исключить биение цепи, дополнительно устанавливают успокоитель, который представляет собой длинную планку, по которой перемещается цепь. Обычно с другой стороны устанавливают направляющую натяжителя цепи. Цепной привод можно изучить так же на рисунках 4.19 и 4.20.


Рисунок 4.19 Схема цепного привода газораспределительного механизма.


Рисунок 4.20 Пример цепного привода газораспределительного механизма.

Ременной привод. На коленчатый и распределительный валы устанавливаются зубчатые шкивы, чем-то напоминающие звездочки, однако намного шире их. На эти зубчатые шкивы надевается зубчатый ремень. Для удобства снятия и установки приводного ремня устанавливают натяжитель ремня (часто автоматический). Пример привода распределительного вала (или валов) с помощью зубчатого ремня приведен на рисунках 4.21 и 4.22.


Рисунок 4.21 Схема ременного привода газораспределительного механизма.


Рисунок 4.22 Пример ременного привода газораспределительного механизма.

Шестеренный привод. Привод распределительного вала осуществляется от шестерни на коленчатом валу через ряд промежуточных шестерен или напрямую, как показано на рисунке 4.23.


Рисунок 4.23 Шестеренный привод газораспределительного механизма.

Отключаемые клапаны

В погоне за экономичностью конструкторы решали одну из беспокоящих их проблем: что делать, когда двигатель, работая, использует всего 15–20 % своей мощности. Такое бывает, когда мы стоим, например, в пробке или едем по трассе на крейсерской скорости.

Примечание
Крейсерская скорость – скорость, при которой достигаются оптимальные показатели топливной экономичности. Термин, конечно, более подходящий для авиационной промышленности, однако, если мы едем по магистрали на пятой, а то и шестой передаче, то он вполне применим и в этой отрасли.

А если мощность используется не вся, то зачем работать всем цилиндрам двигателя? Что, если взять и отключить, например, на стоящем в пробке автомобиле, два из четырех цилиндров.

Ведь пары цилиндров вполне хватит для того, чтобы двигатель работал на холостых оборотах. В оставшиеся два цилиндра перестают подавать топливо и, чтобы они попросту не перекачивали воздух по впускному и выпускному коллектору, закрывают впускные и выпускные клапаны. Для выполнения такой незамысловатой операции придумали относительно простое решение: на распределительном вале рядом с обычными кулачками расположили кулачки с «нулевой высотой», то есть они никак не воздействуют на толкатель клапана.

Так при нормальной работе распределительный вал вращается и все клапаны выполняют свое назначение, а когда возникает необходимость в отключении клапанов, открывается специальный клапан, через который моторное масло под давлением, воздействуя на распределительный вал, смещает его в направлении продольной оси; кулачки с обычным профилем как открывали, так и открывают клапаны, а там где кулачки имеют «нулевую высоту», они просто-напросто не достают до клапанов, и те, в свою очередь, стоят неподвижно.

Примечание
Различные фирмы в разные времена предложили несколько схем реализации описанной выше операции по отключению части клапанов. Выше приведен лишь один из способов.

monolith.in.ua

Для чего предусмотрены тепловые зазоры в грм

Тепловой зазор в ГРМ

Детали механизма газораспределения образуют сопрягаемую цепочку, которая начинается распределительным валом и заканчивается клапанами, открывающими и закрывающими вход в цилиндр и выход из него в строго отведенные моменты рабочих циклов двигателя.
Казалось бы, между всеми деталями привода ГРМ и клапанной группы не должно быть никаких зазоров – только в этом случае малейшее усилие со стороны кулачка распредвала найдет отклик в движении клапана и даст начало потоку свежего заряда или отработавшей смеси раскаленных газов. И это утверждение абсолютно верно.

Но почему же тогда в лексиконе заядлых автомехаников популярны выражения – «отрегулировать клапана», «регулировка зазора в клапанах» и подобные? Ведь в соответствии с приведенными выше рассуждениями никаких зазоров там быть не должно, иначе невозможно составить строгое расписание работы клапанов.
Тем не менее – зазор в клапанной группе – необходимый элемент, обеспечивающий правильную работу газораспределительного механизма и двигателя в целом.
И вот почему.

После прогрева двигателя все его детали в той или иной степени подвержены тепловому расширению, которое зависит от степени нагрева, размеров деталей и коэффициента температурного расширения материала, из которого эти детали изготовлены. Металлы, применяемые при изготовлении большинства деталей двигателя, при нагреве расширяются достаточно сильно, т. е. имеют высокий температурный коэффициент линейной деформации.
Если к отмеченному выше вспомнить, что многие из этих деталей во время работы испытывают мощные тепловые нагрузки, то можно понять, что выдержать строгие интервалы и зазоры (точнее – их отсутствие) между сопрягаемыми поверхностями взаимодействующих деталей в условиях переменных температур не представляется возможным.

Теперь рассмотрим внимательнее цепочку деталей газораспределительного механизма.
Все сопрягаемые детали ГРМ образуют жесткую связь, при которой изменение линейных размеров каждого звена влечет изменение относительного положения сопрягаемых деталей. Исключение составляет только сопряжение заключительной пары деталей — «клапан-седло», прижимаемых друг к другу пружиной клапана, и при линейном расширении каждого «члена взаимодействия» относительное перемещение доступно лишь клапану. Седло является неподвижной деталью ГРМ, «намертво» закрепленной в головке блока цилиндров, поэтому температурные деформации деталей влияют только на положение клапана, перемещая его относительно седла.

Логичным будет вывод, что при нагреве (или охлаждении) всех деталей механизма газораспределения тепловые деформации отдельных его элементов складываются и, воздействуя на стержень клапана, преодолевая силу упругости пружины, приподнимают головку клапана над седлом, открывая отверстие для потока газов.
Цилиндр теряет требуемую герметичность.
А это уже катастрофа с точки зрения показателей мощности и КПД двигателя, его динамичности, равномерности и бесшумности работы, а также других качественных и количественных показателей. В общих словах – двигатель теряет очень многое из того, чего мог бы достичь при нормальных условиях работы.

Рассмотренный сценарий возможен в том случае, если между деталями, образующими цепочку механизма ГРМ, нет никаких зазоров и промежутков. Очевидно, что для нормального функционирования системы подачи и отвода газов такой зазор должен быть предусмотрен заранее, когда двигатель и его детали холодные. Тогда при нагреве детали механизма газораспределения расширятся, выберут предустановленный зазор, и будут работать в жесткой связке.

Величину этого зазора подсчитать несложно, если знать линейные размеры каждой детали механизма газораспределения, величину коэффициента теплового расширения для материалов, из которых эти детали изготовлены, и рабочую температуру каждой детали ГРМ. Ведь большую часть времени детали двигателя работают при установившейся температуре, поддерживаемой естественным теплообменом, системами охлаждения и смазки. При этом детали клапанной группы (особенно, седла и клапаны) нагреваются сильнее, а удаленные от цилиндра детали – меньше.

Учитывая эти факторы, можно определить требуемую величину суммарного зазора между всеми деталями, образующими цепочку механизма газораспределения, когда они имеют температуру окружающей среды (т. е. при холодном двигателе). Этот зазор называют тепловым зазором, а выражение «отрегулировать клапана» означает отрегулировать величину зазора между сопрягаемыми деталями холодного механизма газораспределения на холодном двигателе.

Технологически, конструктивно и практически зазор удобнее всего регулировать между торцом стержня клапана, который нагревается быстрее и сильнее других подвижных деталей ГРМ, и деталью, воздействующей на стержень клапана для его перемещения.

В механизмах с нижним расположением распределительного вала тепловые зазоры регулируются при помощи щупа требуемой толщины, устанавливаемого между носком коромысла и стержнем клапана (рис. 1).
В механизмах с верхним расположением распредвала зазор устанавливают между тыльной стороной кулачка распределительного вала и рабочей поверхностью рычага (см. рис. 2, б, в, г) или между кулачком и клапаном (см. рис. 2, а).

Величина тепловых зазоров составляет 0,08…0,45 мм и нормируется для каждого двигателя заводом-изготовителем.
Очевидно, что зазор впускного клапана для данного двигателя должен быть меньше зазора выпускного клапана, поскольку последний нагревается значительно сильнее.

Тепловые зазоры в механизме газораспределения необходимо строго соблюдать и периодически контролировать в процессе эксплуатации двигателя. Увеличенный зазор приводит к повышенному шуму и наличию ударных нагрузок между деталями (стук клапанов), а слишком малый – к неплотному прилеганию клапана к седлу, прогоранию фасок, потерям мощности, «выстрелам» в глушитель или впускной канал (карбюратор и воздушный фильтр). В любом случае двигатель начинает работать с перебоями и долговечность его деталей резко снижается.

Следует отметить, что некоторые динамические перегрузки ударного характера, которые присутствуют в двигателе при его запуске и разогреве до рабочих температур являются меньшим из обозначенных зол, вызываемых предустановленным тепловым зазором.

Неужели невозможно избавиться от этой неприятной обязанности – систематически проверять и регулировать тепловой зазор в ГРМ, чтобы обеспечить нормальную и надежную работу двигателя?
Оказывается, возможно.
Многие современные автомобильные двигатели оснащены усовершенствованной системой слежения и реагирования на тепловое расширение деталей ГРМ – гидравлическими толкателями или, как их еще называют – гидрокомпенсаторами, позволяющими поддерживать нормальные (без зазоров) сопряжения деталей механизма газораспределения при любой температуре двигателя.
Об этом — на следующей старнице.

По мере разогрева двигателя в процессе его работы происходит различное удлинение деталей привода и клапанной группы. В результате может нарушиться плотная посадка клапана в седле, что отрицательно повлияет на показатели двигателя и техническое состояние клапана. Поэтому для нормальной работы двигателя между деталями клапанной группы в холодном состоянии предусматривают тепловой зазор, значение которого зависит от температурного режима работы двигателя, конструкции ГРМ и материалов деталей привода и двигателя. В связи с этим для каждого конкретного двигателя тепловые зазоры устанавливают, исходя из опытных данных.

Тепловой зазор Л?к, мм, можно оценить соотношением

где hT максимальный подъем толкателя, мм.

Тепловые зазоры между коромыслом и клапаном (впускным и выпускным) на холодном двигателе у автомобилей ГАЗ и ЗИЛ должны быть в пределах 0,25—0,30 мм, у КамАЗ — 0,3—0,4 мм, а у автомобиля ВАЗ-21213 между кулачком и рычагом привода клапана — 0,15 мм (для впускных клапанов) и 0,20 мм (для выпускных). Регулировку зазора проводят при установке поршня в каждом цилиндре в в.м.т.

Ускоренная регулировка. Чтобы отрегулировать зазоры в клапанном механизме восьмицилиндрового V-образного двигателя автомобиля ЗИЛ-431410, поршень первого цилиндра в конце такта сжатия нужно установить в в.м.т. При этом отверстие на шкиве коленчатого вала должно находиться под меткой в.м.т. на датчике ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала.

В этом положении регулируют зазоры следующих клапанов: впускного и выпускного у первого цилиндра; выпускного у четвертого, второго и пятого цилиндров; впускного у третьего, седьмого и восьмого цилиндров. У остальных клапанов зазоры регулируют после поворота коленчатого вала на угол 360°. Для двигателей с порядком работы цилиндров 1—3—4—2 (Д-245) после установки поршня первого цилиндра в в.м.т. регулируют зазоры клапанов в этом цилиндре, затем после поворота коленчатого вала на 180° регулируют клапаны в третьем цилиндре, а затем через 180° поворота коленчатого вала регулируют клапаны в четвертом и еще через 180° — во втором цилиндре.

Все регулировки выполняют на холодном двигателе с помощью болта, расположенного в коротком плече коромысла (в автомобилях ГАЗ, ЗИЛ).

Зазор между рычагами привода и кулачками распределительного вала двигателя автомобиля ВАЗ-21213 регулируют следующим образом. Сначала на холодном двигателе регулируют натяжение цепи. Далее регулируют зазор выпускного клапана четвертого цилиндра (восьмой кулачок) и впускного клапана третьего цилиндра (шестой кулачок), для чего выполняют следующее:

  • 1) поворачивают коленчатый вал по ходу часовой стрелки до совпадения метки на звездочке распределительного вала с меткой на корпусе подшипников, что будет соответствовать концу такта сжатия в четвертом цилиндре;
  • 2) ослабляют гайку регулировочного болта в коротком плече коромысла;
  • 3) вставляют между рычагом и кулачком распределительного вала плоский щуп А.95111 толщиной 0,15 мм и гаечным ключом завертывают или отвертывают болт с последующим затягиванием контргайки; при затянутой контргайке щуп будет входить с легким защемлением.

Затем последовательно поворачивают коленчатый вал на угол 180° и регулируют зазоры других клапанов, соблюдая очередность, указанную в табл. 5.2.

Последовательность регулировки зазоров в клапанном механизме

Угол поворота коленчатого вала, град

Номер цилиндра, в котором завершается такт сжатия

Газораспределительный механизм (сокращенно ГРМ) – механизм, служащий для обеспечения своевременного впуска горючей смеси в цилиндры двигателя и выпуска отработавших газов. Кратко говоря, ГРМ – система управления газовыми потоками в цилиндрах ДВС с изменяемыми фазами газораспределения. Работу этих функций обеспечивают своевременное открытие или закрытие клапанов механизма.

Самыми распространенными являются системы газораспределения с верхним расположение клапанов. Все механизмы газораспределения можно классифицировать по следующим категориям:
• По расположению распределительного вала – верхнее или нижнее
• По количеству распределительных валов – один или два
• По количеству клапанов
• По конфигурации привода распределительного вала – цепная, зубчато-ременная, шестеренчатая

Автомобильные двигателя могут быть снабжены системами управления газовыми потоками разного типа, что делает их вариативными и упрощает конструкцию.

Основными функциями ГРМ являются, подача в цилиндр топливно-воздушной смеси и удаление отработавших газов после ее воспламенения.

Клапаны

Механизм газораспределения образуется из клапанов и приводом и распредвал. Клапаны предназначены для открытия и закрытия выпускных и впускных каналов. Каждый из цилиндров имеет n-нное количество клапанов (зависит от особенностей конструкции головки блока цилиндра). В зависимости от сложности ГРМ, существуют несколько схем расположения клапанов и их количества в головке блока, а именно:
• Двухклапанная (один на впуск, один на выпуск)
• Трехклапанная (два на впуск, один на выпуск)
• Пятиклапанная (три на впуск, два на выпуск)
Клапан состоит из стержня и тарелки, а место, которым он соприкасается в головке блока цилиндров, называется седлом.

Седло клапана

Седло клапана представляет собой кольцо небольшого размера со скосом по внутренней поверхности. Сёдла устанавливаются в специальные отверстия головки блока цилиндров и обеспечивают герметичность камеры сгорания, передают избыток тепла к ГБЦ и обеспечивают проход воздуха, когда клапан открыт или закрыт.

Основную работу газораспределительного механизма выполняет головка блока цилиндров. Изготавливается она из легкого металла, а точнее из алюминиевого сплава и крепится к блоку специальными болтами. ГБЦ имеет камеру сгорания, отверстия и каналы под охлаждающую жидкость, отверстия для установки свечей зажигания или форсунок, каналы для поступления смазки и набор клапанов. Размещение приводов распредвала и самого распределительного вала обусловлено особенностями конструкции – в основном это полость в передней части ГБЦ.

Клапана имеют тарельчатую форму у своего основания. Любой клапан открывается или закрывается под действием механизма, что имеет эксцентричный кулачок, работа которого синхронизирована с периодом вращения коленчатого вала и положением поршня в цилиндре. Впускной клапан всегда больше, а выпускной изготавливается из металла, более стойкого к температурным нагрузкам, чем впускной.

При закрытом положении клапана на месте его удерживает сила натяжения пружины. Тарелка клапана расположена в седле (направляющая втулка образует соосность между рабочей фаской клапана и седлом, обеспечивая герметичность), а верхняя поверхность при помощи опорной тарелки пружины удерживается замком – сухарями, что плотно становятся в специальный паз, расположенный на конце клапана.

Пружина предназначена для закрытия и удержания клапана и возврата его в исходное положение, после прохода распределительного вала. Пружины клапанов можно поделить на следующие виды:
• Симметрическая пружина с разным шагом витков
• Ассиметричная пружина клапанов
• Сдвоенные клапанные пружины

В симметрической пружине расстояние между витками чередуется (большое расстояние, потом малое), ассиметричная клапанная пружина имеет малое расстояние между витками с одного конца и постепенно увеличивающимся расстоянием с другого. Сдвоенные пружины состоят из двух пружин – внутренней и наружной.

Под действием силы прижима пружины тарелка клапана плотно прижимается к седлу, обеспечивая герметичность камеры сгорания и правильную работу газораспределительного механизма.

Сухари

Сухари клапанов служат замком, соединяющим наружную тарелку пружины и клапан так, чтобы пружина возвращала клапан в исходное требуемое положение.

Изготавливают клапана из жаростойкой, в подавляющем большинстве случаев хромистой стали, которая выдерживает температурную нагрузку порядка 800-900Сº.
Тарелки клапанов также используют высококачественную сталь или сплавы более легких и прочных металлов, таких как титан.

Клапаны двигателя открываются в последовательности порядка работы двигателя. Само открытие клапана происходит в момент передачи усилия распределительного вала при помощи привода.

Приводы клапанов

В современных двигателях внутреннего сгорания существует несколько схем приводов клапанов:
• Гидравлические толкатели
• Роликовые рычаги
• Коромысла

Гидротолкатели или гидрокомпенсаторы

Гидротолкатели или гидрокомпенсаторы зазора находятся в направляющих отверстиях ГБЦ, на одной оси отверстий клапанов. При работе двигателя, гидравлические толкатели устраняют шумы, а сам механизм газораспределения работает более плавно и мягко. При наличии гидрокомпенсаторов не нужно регулировать зазоры в клапанном механизме. Толкатель выполнен из корпуса, цилиндра, плунжера, пружины и обратного клапана.

Рокер

Роликовый рычаг, он же рокер передает усилие от кулачка распределительного вала на стержень клапана при вращении – рокер принимает на себя поступательное усилие штанги толкателя и передает это движение на стержень клапана.

Коромысло

Коромысло являет собой двуплечный рычаг – на одном конце сделан закаленный боёк которым нажимается клапан, на другом винт для регулировки теплового зазора.

В конструкции ГРМ, где установлены роликовые рычаги, есть ряд преимуществ – уменьшается трение между деталями, масса всего агрегата меньше и его габариты соответственно.

Тепловые зазоры клапанов

При работе двигателя, все его части изнашиваются. Клапана, проходя цикл своей работы, нагреваются за счет силы трения, что приводит их в негодность. Для того, чтобы клапана служили долго, стоит контролировать тепловой зазор – если его не соблюдать, то будет нарушена герметичность камеры сгорания, что приведет к некоторым проблемам, например, появления ударной нагрузки на клапана и уменьшением компрессии в цилиндрах.
Чтобы такого не возникало, следует установить нужный тепловой зазор между клапаном и толкающей плоскостью ГРМ. При нагревании мотора до рабочей температуры, все его части нагреваются, расширяются и немного деформируются.

Распределительный вал

Распределительный вал – управляет открытием и закрытием клапанов и синхронизацией тактов двигателя.
Рапредвал имеет на себе привод, соединяющий его с коленвалом цепью или ремнем. Сам вал представляет собой многокулачковый вал, индивидуально сделанный под отдельный клапан.

Коленчатый вал

Коленчатый вал – предназначенный для передачи поступательных движений шатунов в вращательное движение маховика. Он соединен с распределительным валом, чтобы синхронизировать такты работы двигателя.

Цепная передача

Преимуществами являются габариты, отсутствие проскальзывания, высокий кпд.
Недостатки – быстрый износ, высокий шум, необходимость регулировки.

Ременная передача

Преимущества – плавность, тихая работа, нет необходимости в смазке.
Недостатки – недолговечность, большие размеры, проскальзывание.

Зубчатая передача

Преимущества – габариты, высокий кпд, постоянство передаточного числа.
Недостатки – шум, жесткость приводящая к выходу из строя.

chevroletcars.ru

Регулировка теплового зазора клапанов

Эта тема поможет Вам понять для чего это необходимо, последствия несвоевременной регулировки, периодичность и как определить необходимость, самостоятельно выставить тепловые зазоры клапанов. Многие понимают важность этого мероприятия и своевременно проводят регулировку собственными силами или же доверяют эту работу специалистам автосервисов.

 

В процессе работы двигателя трущиеся детали изнашиваются, установленные зазоры изменяются. В клапанном механизме важную роль имеет тепловой зазор клапанов. Для нормальной работы двигателя, важно соблюдать время открытия, закрытия клапанов и сохранить герметичность в закрытом состоянии.

Когда двигатель еще не прогрет между торцом клапана и коромыслом, или толкателем и распределительным валом должен быть определенный заводом зазор. Рассчитан он исходя из температурного расширения металла, то есть когда двигатель прогрет до рабочей температуры многие детали газораспределительного механизма нагреваются и по закону физики имеют свойство расширяться, удлиняться, увеличиваться в размере. Разные металлы имеют разное тепловое расширение, разная длинна и форма деталей, поэтому на разных двигателях будет различаться рекомендуемые тепловые зазоры.

 

Тепловой зазор впускных и выпускных клапанов отличается по причине разной температурной загруженности и отличающихся свойств металлов, из которых изготовлены клапаны.

 

Если зазоры выставлены правильно, после прогрева они уменьшаются до минимальных значений обеспечивая своевременное регулирование фаз газораспределения и продолжительный срок службы деталей. Пока двигатель холодный можно заметить повышенный шум, не следует прогревать двигатель на больших оборотах, чтобы избежать ударных нагрузок на торец клапана.

В процессе работы, клапаны и седла постепенно расклепываются, увеличивается глубина посадки клапана в седле, это приводит к уменьшению теплового зазора. Более подробно о седле клапана на сайте есть статья. Изнашиваются кулачки распределительного вала, коромысла, плоскость толкателей и торцы клапанов, что приводит к увеличению зазора. Мощность двигателя падает из-за нарушения фаз газораспределения, увеличивается износ многих сопутствующих деталей, в результате чего запускается цепная реакция, приходят в негодность целые детали, они в свою очередь влияют на следующие.

Если зазор больше рекомендуемого производителем, постоянная ударная нагрузка на клапаны уменьшает их срок службы, расклепывает, скалывает торец постепенно увеличивая зазор, повышается шумность. Уменьшается мощность из-за нарушения фаз газораспределения, так как ухудшается наполняемость цилиндров топливовоздушной смесью и эффективность сгорания.

Если тепловой зазор меньше, после прогрева, клапаны не герметично закрывают камеру сгорания, уменьшается компрессия, часть поступившей топливовоздушной смеси выбрасывается через щели между клапаном и седлом при такте сжатия. Во время рабочего хода раскалённые отработанные газы так же прорываются и приводят к прогару клапанов. Тарелки клапанов не касаются седел нарушается теплоотдача, отсюда следует нагрев клапана до температур при которых увеличивается износ (окисление, коррозия) вероятность заклинить в направляющей втулке или подвергнуть ее быстрому износу, обрыв тарелки, повышенная нагрузка на ремень ГРМ.

· Впускные клапаны в большей степени охлаждаются свежей поступающей топливовоздушной смесью и имеют лучшее охлаждение.

· Выпускные основную часть тепла передают на седло клапана. В случае зависания или зажатия (отсутствия теплового зазора) высокая температура разрушает клапан и направляющую втулку.

 

Определить необходимость регулировки в первую очередь следует по графику ТО и ТР установленного производителем, ознакомьтесь с примером ниже. Данную информацию можно получить из мануалов по конкретному автомобилю, двигателю.

Операции технического обслуживания:
П = Проверка и исправление.
З = Замена.





Список работ

10 000 км

20 000 км

30 000 км

40 000 км

50 000 км

60 000 км

70 000 км

80 000 км

90 000 км

100 000 км

1

Проверка клапанного зазора

             

П

   

2

Проверка, регулировка, замена (при необходимости) приводных ремней

 

П

 

П

 

П

 

П

 

П

3

И так далее, ниже пойдет список основных работ

З

З

З

З

З

З

З

З

З

З

Так же потребуется регулировка при внеплановом ремонте двигателя или при любом удобном случае.

Следует проверить тепловой зазор при наблюдении некоторых характерных симптомов: снизилась мощность, посторонний шум (шелест, звон) низкая компрессия, увеличенный расход топлива, масла, прострелы в глушитель или впускной коллектор, по сигналу Check богатая бедная смесь, по состоянию свечей зажигания. Любая из перечисленных неисправностей как в единичном случае, так и несколько одновременно, может говорить о неисправной работе газораспределительного механизма, возможно и других узлов.

Самостоятельная регулировка теплового зазора клапанов.

Перед началом работы необходимо подготовиться, для этого следует разобраться с типом клапанного механизма, какие потребуются инструменты и приспособления, возможно запасные части.

Подходящий инструмент зависти от необходимости разбирать сам клапанный механизм. Самый главный конечно набор щупов, которым будем проводить замер, могут потребоваться специальные плашки в виде звездочек или шестигранников, головки и отвертки для того, чтобы снять крышку и вообще добраться до механизма газораспределения. На некоторых двигателях снимается впускной коллектор, дроссельная заслонка, интеркуллер и др., при этом возникает необходимость заменить уплотнительные прокладки (после демонтажа часто портятся) сливать охлаждающую жидкость. Настоятельно рекомендую ознакомиться с инструкцией по вашей модели, благо в интернете можно найти.

Позаботьтесь о запасных частях заранее, прокладки, уплотнительные резинки, герметик могут вам пригодятся, когда придет время собирать все обратно. Незабываем обезжиривать места нанесения герметика, ацетон лучшее средство. Старые прокладки удаляйте правильно, без повреждения поверхности рекомендую использовать средство для удаления прокладок экономит ваше время и терпение, перед покупкой не забываем читать инструкцию на баллончике.

Процесс регулировки производится на холодном двигателе 20-30 градусов и начинается с выставления распределительных валов по меткам и положения поршня в верхней мертвой точке такта сжатия. В таком случае на проверяемых цилиндрах клапаны будут полностью закрыты и с помощью щупа, располагаемого между кулачком и толкателем или в ином случае коромыслом и торцом клапана, определяется размер. Записываем все показания на бумагу, удобно схематично изобразить головку и расположение клапанов, под каждым записать значение измерений. Это поможет наглядно увидеть всю картину и оценить общее состояние, определиться с расчетом регулировочных шайб если таковые применяются. После завершения измерений приступайте к регулировке, подкручиванием винтов или заменой шайб.

Оцените состояние деталей механизма, размер кулачков, задиры и сколы на распределительных валах недопустимы. По возможности измерьте усилие клапанных пружин. Черный нагар на внутренней стороне клапанной крышке в районе расположения клапанов говорит о плохом состоянии маслосъемных колпачков.

 

 

 

 

В случае, когда зазор совсем маленький или вообще нет и в механизме предусмотрены регулировочные шайбы, некоторые идут другим путем, не подбирая подходящие шайбы. Для этого шлифуется торец клапана под необходимый размер. Никому не рекомендую делать это самостоятельно, тем более без специального оборудования способного отшлифовать правильную плоскость. Не стоит забывать о технологии производства клапанов, что иногда подразумевает, как нанесение специальных покрытий, так и создания особой структуры в металле, которые можно нарушить.

Еще небольшой совет, если вы проводите полный ремонт головки, проточили фаски седел клапанов или выполнили притирку, сделайте тепловые зазоры максимально большими по допуску. Это позволит избежать поджатия клапанов после приработки, так как клапан и седло немного расклепаются и размер изменится в меньшую сторону.

Дефектовка клапанов, основные требования

 

enginepower.pro

Неисправности ГРМ двигателя автомобиля

Уход за механизмом газораспределения двигателя автомобиля состоит в проверке и регулировке зазоров в клапанном механизме, проверке и затяжке гаек стоек коромысел, выполняемых при техническом обслуживании №2. Чтобы обеспечить правильную посадку клапанов при разнообразных тепловых деформациях, предусматривается тепловой зазор. Этот зазор необходим для компенсации упругих деформаций деталей привода и позволяет избежать слишком ранней посадки клапана в седло. Во время работы двигателя нежелательно изменение теплового зазора.

В случае уменьшения теплового зазора значительно сокращается время при котором клапан находится в закрытом состоянии, в связи с чем значительно увеличивается его температура. Отсутствие зазора приводит к повышению теплового состояния выпускного клапана и приводит к обгоранию головки клапана. Уменьшение теплового зазора влияет на перекрытие клапанов и влияет на работу двигателя на холостом ходу. При работе на этом режиме, при длительном открытии клапанов  существует возможность проникновения отработавших газов в цилиндры из выпускных трубопроводов. А это в свою очередь приводит к неустойчивому сгоранию рабочей смеси и неравномерной работе двигателя.

То есть при малых зазорах двигатель не развивает полной мощности, не обеспечивается герметичность цилиндров, клапаны перегреваются и подгорают.

Увеличенный тепловой зазор приводит к нарушению фаз газораспределения и увеличивается скорость посадки клапана, что увеличивает ударные нагрузки на него, соответственно увеличивая износ детали.

Зазор в клапанном механизме измеряют специальным щупом между носком коромысла и торцом стержня клапана, при закрытом положении клапанов. Регулировка зазора производится регулировочными винтами в коротком плече коромысла.

Регулировка производится на холодном двигателе. При этом отключают подачу топлива.

Величина зазоров должна соответствовать:

Впускной клапан: 0,25-0,3 мм;

Выпускной клапан: 0,35-0,4мм;


 Что такое тепловой зазор?

В процессе работы двигателя клапаны и

детали привода клапана нагреваются,

длина их увеличивается. В результате

происходит… Ругулировка теплового

зазора своими руками

 


 

Проверка и регулировка теплового зазора начинается с установки коленчатого вала. Необходимо провернуть коленчатый вал таким образом, пока фиксатор фиксатор на картере маховика не войдет в прорезь маховика. При этом метки на муфтах привода ТНВД должна находится вверху. Если метки находятся внизу, тогда следует поднять фиксатор и провернуть коленчатый вал на один оборот.

В данном положении коленчатого вала поршень 1го цилиндра не доходит 18 градусов до верхней мертвой точки в конце такта сжатия. После чего проворачивают коленчатый вал по ходу вращения на 60 градусов. При этом поршень 1го цилиндра будет находится в начале такта рабочего хода, а поршень 5го цилиндра в конце такта сжатия. Дальнейшая регулировка проводится попарно в цилиндрах 4 и 2,6 и 3,7 и 8, проворачивая коленчатый вал на 180 градусов.

Возможные неисправности грм двигателя автомобиля:

неполное закрытие клапанов, большой зазор между стержнями клапанов и носками коромысел, износ шестерен, толкателей, штанг, коромысел, осей коромысел, втулок подшипников, шеек распределительного вала.

Какие признаки неисправностей ГРМ:

—          Проявление снижения мощности двигателя;

—          Неравномерность работы двигателя;

—          Повышенный расход топлива;

—          Появление стуков клапанов;

Потеря мощности двигателя провоцируется нарушением регулировки тепловых зазоров в механизме ГРМ, а также при неплотном прилегании клапанов к седлам клапанов.

1)     Увеличение тепловых зазоров клапанов способствует  увеличению ударных нагрузок на сопряжение деталей седло-клапан.

2)     Уменьшение тепловых зазоров клапанов происходит в результате нарушения регулировок механизма ГРМ или вследствие возникновения нагара на сопряжении деталей, что приводит к разгерметизации цилиндров двигателя и сигнализируется появлением повышенных стуков клапанов.

При возникновении не герметичности цилиндров увеличивается расход топлива, двигатель работает неравномерно, снижается его мощность и увеличивается расход топлива. Неравномерность в работе двигателя может быть следствием потерь упругости или выход из строя пружин клапанов механизма ГРМ или повышенный износ распределительного вала, шестерен вала ГРМ, толкателей, направляющих втулок и осей коромысел.  Повышение вибрации и снижение мощности двигателя может возникать вследствие удлинения ремня привода ГРМ.


 

Устройство клапанного механизма

Клапанный механизм включает в себя

следующие детали: клапаны, на­правляющие

втулки, седла клапанов, возвратные пружины,

опорные тарел­ки, сухари, механизм вращения клапана.

Техническое обслуживание газораспределительного механизма:

При выезде автомобиля в рейс необходимо прослушать двигатель на отсутствие стуков и вибраций при различной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Во время проведения ТО-1 необходимо прослушать работу двигателя, тщательно продиагностировать клапанный механизм ГРМ и отрегулировать зазоры.

Во время проведения ТО-2 производится проверка крышки распределительных шестерен и в случае вибрации подтягивается с помощью специальных болтов.

При обслуживании газораспределительного механизма двигателей автомобилей марки ВАЗ, при пробеге 2000 км, и каждые последующие 30 тыс. км требуется подтяжка гаек крепления корпуса подшипников распредвала ГРМ. А после 15 тыс. км пробега проверяют степень натяжения цепи или ремня распредвала, в случае растяжки подтягиваем. Каждые 30 тыс. км пробега регулируют тепловые зазоры между клапанами и коромыслами.

Если ремень привода ГРМ уже поношенный, существует возможность разрыва ремня, поэтому соблюдайте сроки замены ремня ГРМ заявленные производителями.

Как выявить и устранить  неисправности ГРМ?

Неисправности ГРМ выявляют в зависимости от наличия различных стуков и звуков, оценивают герметичность клапанов, упругости пружин, а также измеряют давление впускного и выпускного трубопровода. Если вы слышите стуки в районе втулок клапанов, это означает, что в ГРМ заедают впускные клапана и подается обедненная смесь. Если звуки не прекращаются, а имеют постоянную шумную тенденцию, это говорит о сильном износе или даже поломке шестерен газораспределительного механизма. Двигатель можно прослушать, используя специальные устройства или даже обычную палку, приставляя к местам в разных точках двигателя. Прослушивание двигателя осуществляется при повышение оборотов. Ровный стук среднего тона говорит о износе подшипников и шеек распредвала. Резкий стук в районе коромысел говорит о увеличенных зазорах. Чтобы определить герметичность клапанов применяют компрессометром. Чтобы проверить упругость пружин используйте прибор КИ-723.

www.autoezda.com

Регулировка теплового зазора клапанов

Тепловой зазор клапана обеспечивает его герметичную посадку на седло при тепловом расширении деталей во время работы двигателя. Для каждой модели двигателя установлена ​​оптимальная величина теплового зазора в клапанных механизмах.

В процессе эксплуатации вследствие износа или нарушения регулировки, величина теплового зазора может измениться, отклониться от оптимальных размеров. Как увеличение, так и уменьшение теплового зазора негативно влияет на работу ГРМ и двигателя в целом.

При очень большом тепловом зазоре, растут ударные нагрузки, а также увеличивается износ деталей привода клапанов. Нарушается фаза газораспределения (момент начала и конца открытия и закрытия клапана), что приводит к потере мощности и экономичности двигателя.

Маленькие тепловые зазоры не обеспечивают герметичность камеры сгорания, отчего двигатель теряет компрессию, не развивает полную мощность, перегреваются клапана, что приводит к прогоранию клапанов.

Зазоры проверяют и при необходимости регулируют в период ТО. Регулировка зазоров клапанов в ГРМ производится на холодном двигателе — 15-25 градусов по Цельсию. Зазор регулируют при помощи пластинчатого щупа, толщина которого должна соответствовать требуемому зазора в клапанах, регулируемого двигателя автомобиля. Пластинка щупа, толщина которой равна необходимом зазору, должна проходить в зазор при легком нажатии.

Последовательность выполнения работ при регулировке теплового зазора клапанов.

Снять крышки клапанного механизма. Поршень первого цилиндра устанавливаем в ВМТ в такте сжатия, для этого необходимо, чтобы метка на шкиве совпала с меткой на крышке распределительных шестерен. Такт сжатия можно определить таким способом: выкрутите свечу зажигания и вставьте в отверстие для свечи бумажную пробку. Вращайте коленчатый вал пусковой рукояткой до выталкивания бумажной пробки.

Проверить пластинчатым щупом величину теплового зазора в клапанах между стержнем клапана и носком коромысла.
Если величина зазора не соответствует допустимой, то необходимо отрегулировать. Для этого необходимо ослабить контргайку регулировочного винта, если зазор мал, выкрутить винт, если большой вкрутить для свободного прохождения щупа необходимой толщины. Придерживая винт затянуть контргайку. Щуп, который соответствует нижнему значению, должен проходить свободно с небольшим усилием.

Проворачивая коленчатый вал на угол 720/и, где «и» -количество цилиндров, отрегулировать клапаны в других цилиндрах в порядке работы двигателя.

Установите на место крышку клапанов.

Запустите двигатель, прогрейте его до 80-90 градусов по Цельсию и прослушайте его работу. Если регулировка теплового зазора клапанов произведена правильно, стука в клапанах не должно быть.

avtoyu.ru

Регулировка теплового зазора

Чтобы обеспечить
плотное прилегание головки клапана к
седлу, необходим определенный тепловой
зазор между стержнем клапана и носком
(влитом) коромысла или болтом толкателя.

Тепловые зазоры
в клапанах изменяются в следствии их
нагрева, изнашивания и нарушения
регулировок. Когда зазор в клапанах
увеличен, они открываются не полностью,
в результате чего ухудшается наполнение
цилиндров горючей смесью и очистка их
от продуктов сгорания, также повышаются
ударные нагрузки на детали клапанного
механизма.

При недостаточном
зазоре они плотно садятся на седла,
вследствие чего происходят утечки
газов, образование нагара с обгаранием
рабочих поверхностей седла и клапана.
Из — за неплотной посадки клапанов, при
такте сжатия рабочая смесь может попадать
в выпускной газопровод, а в процессе
такта расширения газы имеющие высокую
температуру, могут прорываться во
впускной газопровод, вследствие чего
в этих газопроводах возможны хлопки
или вспышки, что является признаком
неплотной посадки клапанов. Для плотного
прилегания головки клапана к седлу
тепловой зазор устанавливают между
носком коромысла (рис 3,1) и торцом стержня
клапана 2 при нижнем распределительном
валу. Для регулировки зазора в клапанах
(рис 3,7) служит регулировочный винт 3 с
контрогайкой, ввернутый в коромысло 1.

Фазы газораспределения

Под фазами
газораспределения понимают моменты
открытия и закрытия клапанов относительно
мертвых точек, выраженные в градусах
угла поворота коленчатого вала. Из общей
групповой диаграммы фаз газораспределения
(рис 3,8 а) видно что при такте впуска
выпускной клапан 1 (рис 3,8 г) начинает
открываться с опережением, т.е. до подхода
поршня в верхнюю мертвую точку. Угол
«а» опережения открытия впускного
клапана для двигателей различных моделей
находится в пределах 10- 32о.
Закрывается впускной клапан с запозданием
после прохождения поршнем нижней мертвой
точки (во время такта сжатия). Угол
запаздывания закрытия впускного клапана
в зависимости от модели двигателя
составляет 40 — 85о.

Выпускной клапан
2 (рис 3,8) начинает открываться до подхода
поршня к нижней мертвой точке (во время
такта рабочего хода) Угол Y опережения
открытия выпускного клапана для различных
двигателей колеблется в пределах 40 —
70о.
Закрывается выпускной клапан после
прохождения поршнем верхней мертвой
точки (во время такта впуска). Угол
запаздывания закрытия выпускного
клапана равен 10 — 50о.
Общая круговая диаграмма показывает,
что в определенный период времени
одновременно открыты впускной и выпускной
клапаны. Угловой интервал а + б вращения
коленчатого вала, при котором оба клапана
открыты называется перекрытием клапанов,
которое необходимо для своевременной
и качественной очистки цилиндров от
продуктов сгорания.

Техническое обслуживание

Существует четыре
вида ТО: ЕО — ежедневное обслуживание,
ТО-1 — техническое обслуживание 1, ТО-2 —
техническое обслуживание 2 и СО — сезонное
обслуживание. При ТО-1 проверяют посадку
клапанов в седлах, нет ли изгиба стержня,
клапана, трещины тарелки клапана,
состояние пружины. Если стержень клапана
изогнут, то его правят под прессом, при
трещине тарелки клапан заменяют, при
слабом действии пружины она также
подлежит замене. При ТО-2 проделывают
выше перечисленные процедуры и плюс к
этому проверяют распределительный вал
— нет ли изгиба; износ опорных шеек и
кулачков. Если есть изгиб, то его правят
под прессом, а изношенные шейки и кулачки
шлифуют до одного из ремонтных размеров.
Определяют нет ли изгиба штанги, износ
толкателя. При изгибе штанги ее правят,
а толкатель растачивают до одного из
ремонтных размеров. Проверяют состояние
коромысел.

После всех
вышеприведенных операций выполняют
регулировочные работы. Проверяют и
регулируют тепловые зазоры между
толкателями и носиками коромысел. Зазоры
регулируют пластинчатым щупом при
полностью закрытых клапанах на холодном
двигателе. Регулировку зазоров в клапанах
выполняют начиная с первого цилиндра
в последовательности соответствующей
порядку работы цилиндров двигателя.

Зазор регулируют
до нужной величины, вращая регулировочный
винт толкателя или винт коромысла,
отпустив контргайку. Зазор должен
соответствовать заводским данным.
Например, для двигателей ЗАЗ-53, ЗИЛ-130,
ЯМЗ-236 зазор должен быть равен 0,25 — 0,30
мм.

Для установки
поршня первого цилиндра в верхней
мертвой точке при также сжатия используют
установочные метки двигателя.

Цилиндр, головка
цилиндра, штанга и другие механизма
привода клапанов нагреваются по мере
прогрева двигателя до 80 — 150 оС,
а клапаны до 300 — 600 оС.
При этом тепловой зазор между деталями
уменьшается, что не гарантирует плотной
посадки клапана на седло при температурных
деформациях деталей.

Например, при
работе двигателя с чрезмерно малым
тепловым зазором выпускного клапана
происходит перегрев тарелки, на ней
появляются трещины, размягчается седло
клапана и ускоряется его износ вследствие
прорывов газов. С другой стороны, если
тепловой зазор больше необходимого,
появляется сильный стук при работе
клапанов, возникает интенсивный износ
деталей механизма газораспределения.

На практике тепловой
зазор обычно определяют с помощью
стального щупа при 20 — 25 оС
(рис 2,6). Если температура стальных
деталей привода клапана и алюминиевых
деталей, в которых они установлены,
отличается от указанной, то необходимо
вводить поправку, так как при уменьшении
температуры деталей измеренный зазор
будет меньше, а при увеличении — больше.
Следует также учитывать, что при износе
контактных поверхностей фактический
зазор будет больше измеренного щупом
из — за не учета канавок 4, которые
оказываются под нижней полостью щупа
(рис 2,6 а). Поэтому лучше пользоваться
индикатором для изменения хода рычага
привода в зоне его контакта с клапаном.

Ремонт

Основными дефектами
распределительного вала являются изгиб,
износ опорных шеек и шейки под
распределительную шестерню, износ
кулачков. Биение промежуточных опорных
шеек проверяют при установке вала в
призмы на крайние опорные шейки.
Допустимое биение определено техническими
условиями. Если биение превышает
допустимое значение, то вал правят под
прессом. Изношенные шейки шлифуют под
меньший диаметр до одного из ремонтных
размеров. После шлифования шейки полируют
абразивной лентой или пастой ГОИ. При
этом осуществляют замену изношенных
опорных стоек на новые. Внутренние
диаметры новых запрессованных втулок
обрабатывают разверткой или расточкой
резцом под размер перешлифованных шеек
распределительного вала. Опорные шейки
вала, вышедшие из ремонтных размеров
можно восстанавливать хромированием
или осталиванием под номинальный или
ремонтный размер.

Небольшой износ
кулачков устраняют шлифованием на
шлифовальном станке. При значительном
износе вершину кулачка можно восстановить
наплавкой сормайтом №1 с последующим
предварительным шлифованием на электро
— шлифовальной установке и окончательной
обработкой на шлифовальном станке.

Наиболее часто
встречающимися дефектами клапанов
являются износ и обгарание рабочей
фаски, деформации тарелки, износ и изгиб
стержня. Клапаны с небольшим износом
рабочей фаски восстанавливают притиркой
к седлу. При значительном износе или
наличии глубоких раковин и рисок
осуществляют шлифование и притирку.
После шлифования фаски высота
цилиндрической части головки клапана
должна быть не менее установленной
техническими условиями. Все клапаны
притирают одновременно на специальном
станке.

Допускаемое биение
стержня клапана и рабочей фаски
предусмотрено техническими условиями.
При большом биении стержень клапана
правят. Изношенный стержень клапана
можно восстановить хромированием или
осталиванием с последующим шлифованием
до номинального размера. Изношенный
торец стержня клапана шлифуют до
получения гладкой поверхности.

У толкателей
клапанов изнашиваются сферические и
цилиндрические поверхности. Стержень
восстанавливают шлифованием до ремонтного
размере или хромированием. При этом
отверстие у направляющих толкателей
обрабатывают разверткой под размер
устанавливаемых стержней или для
запрессовки втулки. Втулки изготавливают
из серого чугуна и запрессовывают с
натягом 0,02 — 0,03 мм. После запрессовки
внутренний диаметр втулок обрабатывают
разверткой, обеспечивая необходимый
зазор в соединении. Износ сферической
поверхности стержня устраняют шлифованием
по шаблону, выдерживаю установленную
техническими условиями высоту.

В коромыслах
клапанов изнашиваются втулки, которые
заменяют на новые и растачивают отверстие
в них до номинального или ремонтного
размера. В новой втулке сверлят масляные
отверстия. Изношенную сферическую
поверхность носка коромысла обрабатывают
шлифованием. Износ и раковины на фасках
седел клапанов устраняют шлифованием
или осуществляют замену седла. Производят
притирку седла с клапаном или зенкование
с последующим шлифованием и притиркой.
При зенковании (рис 11,6) применяют комплект
из четырех зенковок, имеющих углы наклона
режущих кромок 30 или 45, 75 и 15о.
Зенковки с углами 75 и 15о
вспомогательные — их применяют для
получения необходимой рабочей фаски.

Рабочие фаски
седел клапанов шлифуют абразивными
кругами под соответствующий угол. При
больших износах седла клапана, когда
утопание калибра превышает допустимое
значение, указанное в тех условиях,
седло клапана заменяют новым. Для этого
изношенное клапанное седло растачивают,
а затем запрессовывают вставное седло
клапана, расчеканивая с помощью
специальной оправки. Далее шлифуют и
зенкуют рабочую фаску до получения
требуемого размера. Затем осуществляют
притирку с рабочей поверхностью клапана.

Притирку выполняют
на специальных станках, которые полностью
механизируют процесс и позволяют
выполнять обработку всех клапанов
одновременно. Для притирки применяют
притирочную пасту или пасту ГОИ.
Рекомендуется вначале притирку проводить
более грубой пастой. Тонкая паста
применяется для получения окончательной
чистовой поверхности. Притирка должна
обеспечивать плотное, герметичное
соединение рабочих фасок клапана и
седла, исключающее возможность
проникновения газов. Притертые клапан
и седло должны иметь по всей окружности
фаски ровную матовую полоску «а»
определенной ширины (рис 11,7). Качество
притирки проверяют прибором (рис 11,8) с
помощью которого создают над клапаном
избыточное давление воздуха 0,07 МПа.
Давление устанавливают по манометру,
и оно не должно заметно снижаться в
течение одной минуты.

При ослаблении
посадки седла клапана в гнезде его
выпрессовывают, а отверстие растачивают
для установки седла ремонтного размера.
При выпрессовке применяют различные
съемники (рис 11,9)

studfile.net

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о