Распределительный вал в двигателе служит для того чтобы открывать и закрывать клапана. В зависимости от тактов работы цилиндров. Существуют 4 такта работы двигателя.
Клапана должны своевременно открываться и закрываться. Кулачки распределительного вала управляют закрытием и открытием клапанов.
При определенном такте работы двигателя. Кулачки напрямую не оказывают воздействие на клапана. Между кулачками и клапанами устанавливаются элементы различных конструкций. В зависимости от модели двигателя. Это могут быть штанги , коромысло клапана двигателя. Рокера. Толкатели. Все эти элементы так же нагреваются и расширяются. Соответственно и меняется тепловой зазор между всеми элементами. От распредвала до кулачков. Все это учитывается при работе двигателя. И устанавливается конкретный зазор для каждой модели двигателя. В зависимости от конструкции газораспределительного механизма.
Неправильная величина зазора сильно влияет на работу двигателя.
Увеличение зазоров связано с тем что трущиеся поверхности подвергаются износу. Зазоры увеличиваются за счет износа между клапаном и коромыслом, коромыслом и штангой. Штангой и толкателем. Стираются кулачки на распредвалу. Увеличивается износ в шейка распредвала, и на валу коромысел. Появляется биение между коромыслом и валом коромысел. И какую конструкцию ГРМ не взять везде есть поверхности которые изнашиваются между собой.
Увеличенные зазоры клапанов имеют следующие последствия. Клапана открываются позже и закрываются раньше чем положенного. При впуске. Клапана закрываются раньше. Это не позволяет наполнить цилиндры в полном объёме. Поршень сожмет меньший объём воздуха или топливной смеси. В результате чего уменьшится давление расширяющихся газов. Топливо не полностью сгорит в цилиндре.
Если воздуха будет не хватать. Образуется сажа. Частично не сгоревшее топливо станет догорать в следующем цикле работы цилиндра. И как результат возникнет местный перегрев поршневой группы. Здесь речь идет о очень высоких температурах. Свыше 1000 градусов. Местный перегрев двигателя вызовет последствия. Которые приведут к прогоранию поршня, клапанов межклапанных перегородок. В результате ГБЦ не будет подлежать ремонту.
После того как топливо завершит работу. Выпускной клапан должен открыться. Но при увеличенном зазоре он откроется позже. После того кого как поршень начнет движение вверх. Клапан какое то время будет закрыт. Поршень встретит сопротивление в такте выброса выхлопных газов. Закроется раньше. Не будет возможности всем газам выйти из камеры сгорания Это повлияет на мощность двигателя.
В такте впуска поршнем не создаётся требуемое разряжение. Воздух и топливо поступают в меньшем объёме. Это снижает мощность двигателя.
Несоответствие тепловых зазоров в большую или меньшую сторону плохо влияет на работу двигателя. Снижает его мощность и создает вероятность прогорания элементов поршневой группы. В процессе работы зазоры могут как увеличиваться так и уменьшаться
Вызывают неплотное закрытие клапанов и связано с износом клапана и седла клапана. Клапан вращаются вокруг своей оси. Конструкция пружин клапанов устроена таким образом. Что при каждом нажатии на клапан. Он проворачивается. Это позволяет равномерно распределять усилие нагрузки на клапан по всей плоскости прилегания. В процессе работы клапана постоянно ударяются по седлу и в момент соприкасания проворачиваются. Всё это приводит к износу седла и клапана. В результате клапан поднимается вверх. И как следствие уменьшается зазор между клапаном и коромыслом.
И если вовремя не отрегулировать зазор клапан перестанет закрываться Так как начнет постоянно давить на коромысло. В статье упоминается конструкция ГРМ которая включает в себя. Распредвал, чашку толкателя, штангу, коромысло и клапан. Эта конструкция применяется, в случае если распредвал расположен в блоке двигателя. Если распредвал или два распредвала располагаются в головке двигателя. Применяется другая конструкция газораспределительного механизма. В которой распредвал сначала на рокер который является коромыслом клапана. Такая конструкция устанавливается на итальянских двигателях применяемых в ВАЗ 2101-07. Регулировка клапанов осуществляется между кулачком распредвала и рокером.
Если зазоры клапанов стали меньше допустимой величины. При нагреве двигателя клапана перестанут плотно закрываться. Не произойдет полноценного сжатия топлива. Снизится компрессия в цилиндрах двигателя. При низкой компрессии топливо в цилиндрах сгорает не полностью. Вследствие чего образуется сажа. Топливо начинает догорать в последующих циклах работы двигателя. Возникает местный перегрев элементов поршневой группы. В первую очередь страдают клапана. Так как через них прорывается пламя из камеры сгорания.
Более современная конструкция. Когда кулачки распредвала давят на чашку толкателя. А та в свою очередь на клапан. Эта конструкция применяется на автомобилях ВАЗ 2108-10. Регулировка зазоров клапанов осуществляется при помощи специальных калиброванных шайб. Они имеют разный размер. Подбираются в зависимости от величины теплового зазора между чашкой и кулачком распредвала.
Самая современная система включает в себя применение в качестве толкателей гидрокомпенсаторов. Регулировка зазоров клапанов при этой конструкции не требуется. Гидрокомпенсатор располагается между кулачком распредвала и клапаном. При работающем двигателе масло под давлением подаётся в полость компенсатора. В нем происходит расширение полости под давлением масла. И зазоры полностью убираются. При нажатии кулачка на компенсатор. Он начинает движение. Канал подающий давление масла перекрывается. Масло попадает в замкнутое пространство. И не дает внутренней полости компенсатора сжаться. В результате усилие от кулачка передаётся на клапан. Как видим тепловые зазоры убираются сразу. После того как давление масла расширило полость компенсатора. И движение кулачков передается на клапан без зазоров.
Если слышен стук клапанов. Значит при нажатии клапана на компенсатор масло выходит наружу из компенсатора. Через наружную поверхность компенсатора и корпус головки блока. То есть посадочное место компенсатора изношено, И допускает прорыв давления масла. Либо заклинил поршень в полости компенсатора. И Расширения не происходит.
В случае когда применяется механическая передача давления от кулачка распредвала на клапан. Требуется постоянная регулировка тепловых зазоров клапанов.
Регулировка зазоров клапанов во всех двигателях внутреннего сгорания происходит по одному и тому же принципу. Независящему от. конструктивных особенностей системы ГРМ. Четырех тактные двигатели как бензиновые так и дизельные имеют одну и туже общую конструкцию. Зная общий принцип можно регулировать клапана на любом двигателе автомобиля.
Если сработал один цилиндр. за ним в работу вступает следующий. Какой именно. зависит от конструкции двигателя. Если двигатель имеет рядное расположение цилиндров. Коленвал имеет такое строение
Сработал первый цилиндр следующий будет либо 2 либо 3
За 2 будет 4, за 3 – либо 4 либо 3
Поэтому порядок работы цилиндров 4 х цилиндрового рядного двигателя будет таким
1-2-4-3
Или таким
1-3-4-2
Другие конструкции двигателей имеют другой порядок работы цилиндров. Важно знать порядок работы цилиндров для каждого двигателя. Чтобы регулировать клапана именно того цилиндра который находится в ВМТ именно в момент сжатия.
Если мы имеем порядок работы 1-3-4-2, это значит, что сначала регулируем первый цилиндр затем 3 затем 4 затем 2
Почему положение именно 1 цилиндра. Чтобы не путаться. Первый всегда первый, согласно схемы работы цилиндров. Но можно начать и со 2 и с 3 и с 4.
Выглядеть это будет следующим образом.
2-1-3-4 или если начать с3 то 3-4-2-1
Поэтому чтобы не забивать себе голову лишними подсчетами всегда регулируем с 1, согласно схемы работы двигателя.
Поршень первого цилиндра необходимо выставить таким образом. Чтобы он находился в ВМТ в момент сжатия. Все метки на шкиву коленвала, на маховике, на любом двигателе показывают положение первого цилиндра в ВМТ.
Для того чтобы начать регулировку этого мало. Интересует не только положение поршня в вмт но и ещё чтобы он находился в момент сжатия. Когда поршень совершает сжатие топлива. В этот момент впускной и выпускной клапаны закрыты.
За весь цикл работы двигателя от 1 до 4 цилиндра распредвал совершает один оборот а коленвал 2 оборота. То ест поршень дважды приходит в ВМТ 1 цилиндра за один оборот распредвала. Интересует только одно положение.
Способов определить это положение много. Самый простой и верный , это заткнуть бумажной пробкой отверстие свечи первого цилиндра. И проворачивать коленвал. Клапана первого цилиндра закроются, Создастся компрессия. И пробка выстрелит. Потом останется просто довести метку. Это и будет наше положение поршня первого цилиндра.
Можно сориентироваться по положению бегунка трамблера. Если он начинает подходить к контакту высоковольтного провода первого цилиндра, необходимо в этот момент подвести метку на шкиве или коленвале.
Коромысла клапанов указывают на положения первого цилиндра в момент сжатия. Впускной и выпускной клапан будут неподвижны при подходе поршня первого цилиндра в момент сжатия. Останется только совместить метку. В другом положении поршня первого цилиндра в ВМТ выпускной клапан будет закрываться. После прохождения ВМТ впускной начнёт открываться. Это будет не правильное положение поршня для регулировки клапанов. Главное следить за клапанами при вращении коленвала.
После того как правильно установлен поршень первого цилиндра можно начинать регулировку клапанов. По окончании необходимо проворачивать коленвал по часовой стрелке до достижения следующим поршнем положения ВМТ согласно схемы работы.
Способы регулировки и зазоры клапанов у разных двигателей отличаются. Здесь уже необходимо опирать на руководство по эксплуатации. Но это скорее технические вопросы чем принципиальные.
Зазоры клапанов не только компенсируют тепловое расширение деталей. Но и дают определенный диапазон использования двигателя до следующего технического обслуживания.
Работа 4-тактного двигателя включает в себя 4 цикла.
Каждый цикл имеет свое назначение:
Чтобы мотор работал эффективно, необходима правильная настройка зазоров.
В цилиндре автомобильного двигателя как минимум 2 клапана (может быть больше в зависимости от модели авто). Через впускной клапан горючая смесь попадает в цилиндр, а через выпускной удаляются газы. В действие деталь приводит газораспределительный механизм.
Во время эксплуатации мотор нагревается, в результате чего происходит расширение всех его элементов. Поэтому, когда мотор не работает (находится в холодном состоянии), между некоторыми деталями должен быть зазор, достаточный для теплового расширения металла.
Процедура регулировки зазоров состоит из нескольких этапов. Предварительно осуществляется подготовка транспортного средства и помещения, в котором планируются ремонтные работы.
Перед началом настройки деталей надо очистить от загрязнений, тщательно вымыть кузов машины, удалить загрязнения под капотом. Это необходимо, чтобы предупредить попадание сторонних частиц в цилиндры.
Транспортное средство устанавливается в помещении на ровной поверхности, затягивается стояночный тормоз, а под колеса дополнительно подкладываются упоры, способные предупредить самопроизвольное движение ТС. В помещении необходимо организовать хорошее освещение и дополнительные переносные осветительные приборы.
Непосредственно для выполнения регулировочных работ нужно подготовить комплект инструментов, в который входят:
Головка блока цилиндров демонтируется также на подготовительной стадии.
Для современных моделей авто при настройке цилиндровых клапанов с использованием щупа дополнительно применяются шайбы.
Порядок выполнения работ:
После затягивания контргайки проверяется правильность показателей настройки. Риски относительно друг друга могут сдвинуться, если гайку сильно перетянуть. Данная процедура повторяется для остальных клапанов.
Часто регулировка клапанов выполняется с применением рейки и индикатора. Эта технология предоставляет возможность выставить более точные показатели, чем щупом.
Последовательность работ:
Если после выполнения регулировки показатели отличаются от установленных параметров, необходимо повторить процедуру, но уже с использованием щупа. После завершения ремонтных работ запускается мотор и прослушивается его работа в разных режимах.
После запуска все составные элементы мотора, соответственно металл расширяется. Необходимо также учитывать естественный износ трущихся деталей.
Признаки неправильной регулировки:
Все эти симптомы являются основанием для проведения регулировки зазоров между установленными элементами двигателя ТС.
Например, если сделать его больше установленного значения, двигатель будет издавать характерные постукивания, которые вместе с его прогревом будут пропадать.
Последствия установки зазора больше нормы:
Из-за неотрегулированного зазора происходит нарушение процессов газораспределения, снижается мощность автомобильного двигателя.
Последствия установки зазоров меньше нормы:
Поэтому регулировку тепловых зазоров клапанов необходимо выполнять на протяжении всего периода эксплуатации транспортного средства. Специалисты рекомендуют осуществлять такие мероприятия через каждые 20-30 тыс. км пробега автомобиля.
Регулировка клапанов представляет собой выставление необходимого теплового зазора и является обязательной процедурой на моторах без гидрокомпенсаторов. Если указанный зазор не отрегулировать, тогда с пробегом клапана начинают стучать. Стук клапанов может возникать как по причине увеличенного зазора, так и в результате зажатых клапанов (например,после неправильной регулировки). В обоих случаях при нарушенном зазоре значительно сокращается ресурс клапанного механизма, двигатель начинает работать шумно и т.д.
Рекомендуем также прочитать статью о стуке клапанов на холодном или горячем двигателе. Из этой статьи вы узнаете о разных причинах появления стука в ГРМ и возможных последствиях езды со стучащим механизмом газораспределения для ДВС.
На первый взгляд может показаться, что использование гидрокомпенсаторов на современных моторах должно полностью решить эту проблему, так как конструкция обеспечивает автоматическое поддержание нужного зазора. К сожалению, усложнение системы и повышенные требования к качеству моторного масла не позволяют говорить о высокой надежности ГРМ на агрегатах с гидроопорами клапанов по сравнению с аналогами, которые таких опор не имеют, то есть предполагают необходимость регулировки.
Другими словами, гидрокомпенсаторы делают эксплуатацию более комфортной, но надежность механизма при этом снижается. По этой причине многие автопроизводители (как отечественные, так и иностранные) долгое время не использовали компенсаторы на своих двигателях. Далее мы рассмотрим, как самому регулировать клапана, так как сегодня машин без гидрокомпенсаторов на дорогах еще очень много.
Если ваш двигатель не имеет устройств для поддержания нужного зазора автоматически, тогда нужно быть готовым к тому, что через каждые 30-35 тыс. км. указанные зазоры нужно проверять.
Добавим, что многие автолюбители, особенно владельцы отечественных моделей ВАЗ, определяют необходимость регулировки по появлению шума во время работы клапанного механизма.
На автомобилях иностранного производства потребность отрегулировать клапана может возникнуть через 60-80 или даже 100 тыс. км. пробега, так как моторы имеют больший ресурс и выставленные зазоры на подобных ДВС держатся более стабильно.
Начнем с того, что хотя разные двигатели могут иметь определенные отличия, общие принципы регулировок зазоров схожи для подавляющего большинства моторов.
На моторах, которые предполагают регулировку зазора при помощи специальных регулировочных шайб, выставить тепловые зазоры проще. Стандартные допуски на таких ДВС до трех раз больше. Например, на моделях ВАЗ с регулировочными шайбами для впускных клапанов рекомендуемым является зазор 0.2-0.25 мм, для выпускных этот показатель составляет 0.3-04 мм.
Получается, если щуп 0.15 мм не проходит в зазор между шайбой и распределительным валом или же щуп 0.25 мм. свободно проходит в зазор, тогда требуется регулировка впускных клапанов. Что касается группы выпускных, тогда проверка одинакова, только следует ориентироваться на значения 0.3 и 0.4 мм.
Теперь перейдем к регулировкам. На моделях ВАЗ процедура выполняется при помощи специнструмента, который крепится посредством стандартных гаек и шайб на шпильках крепления крышки ГБЦ. Далее вал проворачивается до того момента, пока кулачок регулируемого клапана не будет «смотреть» вверх. Затем необходимо удалить моторное масло, которое будет находиться возле толкателя. Для этого подойдет обычный шприц. Удаление масла позволит облегчить процесс выставления толкателя, а также станет удобнее доставать шайбу.
Далее понадобиться повернуть толкатель таким образом, чтобы открылся вырез прямоугольной формы. Для этого можно использовать шило, также подойдет отвертка. После этого следует нажать на рычаг специнструмента, после чего толкатель «утопится». Благодаря данному действию станет возможным установить между бортом и распределительным валом стопор. Теперь остается поддеть шайбу при помощи все того же шила или отвертки. Окончательно извлечь шайбу можно пинцетом.
Обратите внимание, во время проведения данной процедуры следует соблюдать осторожность. Дело в том, что если фиксатор толкателя соскочит, тогда существует большой риск получить травму конечностей. По этой причине нельзя допускать того, чтобы пальцы находились под распределительным валом.
Теперь нужно подобрать новые шайбы по толщине или оценить состояние старых. Новые шайбы маркируются на внешней поверхности. Для начала следует измерить снятую шайбу при помощи микрометра. Если износ в пределах нормы, тогда можно оставить элемент и перейти к другим клапанам. Сильный износ регулировочной шайбы потребует замены детали, которая подбирается из имеющихся новых шайб с учетом требуемой толщины на основе проведенных ранее измерений снятого элемента. Завершением процесса регулировки считается установка новой шайбы. Шайбы ставятся в толкатель так, чтобы маркировка оказалась внизу. После специнструментом снова «утапливается» толкатель, после чего осуществляется извлечение фиксатора.
Чтобы избежать «зажатых» клапанов на классических моделях ВАЗ, нужно учитывать то, что тыльная поверхность кулачков распредвала может не являться идеальной. Такое биение вала иногда составляет около 0.04 мм. По этой причине необходимо дополнительно проверять зазор. Делается это тогда, когда кулачок находится в следующих положениях
Для решения задачи понадобится установить распредвал в такое положение, когда метка на шестерне получит верхнее направление. Затем производится проверка зазоров у клапанов 4, 6, 7 и 8. После нужно провернуть коленчатый вал на 180 градусов, то есть распределительный вал провернется на 90 градусов. После проворота можно проверить 7, 4, 3 и 1-й клапаны. Подобным образом проверяются 3, 1, 2 и 5-й клапан, а затем 2, 5, 6 и 8-й. Обратите внимание, измерения всех клапанов должны иметь одинаковый конечный результат. Если результаты отличаются, тогда во время выставления зазора необходимо принимать за основу то место, где зазор минимален (наиболее «зажат»).
Также хотелось бы отметить, что для «классики» ВАЗ существует особое приспособление с часовым индикатором для регулировки клапанов. Предполагается, что такой инструмент позволяет добиться более высокой точности сравнительно с использованием щупа, а также позволяет спокойно регулировать клапана «на горячую». К сожалению, на практике такие решения имеют определенные недостатки и погрешности. В результате точность измерений зачастую далека от идеальной и может даже уступать привычному методу с использованием щупа.
Некоторые мастера могут без особых трудностей регулировать клапана на импортных автомобилях при помощи специнструмента для ВАЗ, внося определенные изменения в конструкцию приспособления. Также распространена практика использования только одного фиксатора толкателя, который подбирается по размерам. Процедура сводится к тому, чтобы провернуть коленвал до того момента, пока толкатель не «утопит» кулачок распредвала.
Затем вставляется фиксатор, после чего распредвал вращается до того момента, когда кулачок сойдет с шайбы. После извлечения старой шайбы и проверки/замены на новую, распределительный вал снова вращается назад. Отметим, что распредвал нужно вращать при помощи ключа, которым прокручивается шестерня распредвала. Коленвал крутить не следует, так как ремень ГРМ при вращении обязательно нужно нагружать должным образом.
Стоит еще раз отметить, что для точности измерения двигатель оптимально остудить до 20 °С, после чего произвести замеры. Измерять зазоры требуется, как минимум, дважды. Распределительный вал необходимо проворачивать с учетом полного оборота. Если зазоры не совпадут, тогда измерения нужно производить повторно. Для точного определения оптимально иметь под рукой несколько щупов разной толщины.
Добавим, что использование больших или меньших по размеру регулировочных шайб крайне не рекомендуется. Под этим следует понимать как установку маленьких шайб, так и незначительную обточку элементов большего диаметра перед монтажом. В таких случаях разумным выходом из положения может быть обычная перестановка уже имеющихся на моторе шайб местами.
Дело в том, что указанные детали являются сильно нагруженными. Изначальное несоответствие требуемым размерам в меньшую сторону и любые сторонние манипуляции по подгонке могут привести к ускоренному износу шайб, неполадкам в работе двигателя или выходу из строя самого ДВС.