Простые на вид, клапаны двигателя внутреннего сгорания выполняют в нём важнейшую работу: управляют процессами подачи топливно-воздушной смеси и вывода отработавших газов из цилиндра двигателя. От того, насколько своевременно эти процессы будут происходить, зависит эффективность работы двигателя: его мощность, экономичность, токсичность и даже сама возможность работать.
Как должны работать клапаны ДВС
Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырёх ходов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Исходя из назначения этих тактов, можно понять, как должен работать механизм газораспределения: на такте впуска открыт впускной клапан, открывая доступ топливно-воздушной смеси в цилиндр; на такте сжатия оба клапана закрыты (иначе не сожмёшь); во время рабочего хода клапаны также закрыты, чтобы вся энергия расширения горящей смеси была направлена только на перемещение поршня; на ходе выпуска выпускной клапан открыт и отработавшие газы через него дружно покидают цилиндр.
НИКОГДА НЕ РЕГУЛИРУЕТЕ КЛАПАНА ?
Ровно так оно и было бы, если бы клапаны имели возможность открываться и закрываться мгновенно, пока поршень находится в своей мёртвой точке, верхней или нижней. Чтобы представить, что такое мгновение для периода времени, в течение которого происходит рабочий цикл двигателя, мы должны вспомнить, что современные двигатели легко достигают шести и более тысяч оборотов коленчатого вала за минуту.
За один рабочий цикл коленвал совершает два оборота, значит, каждый из клапанов открывается и закрывается три тысячи раз за минуту. А поршень оказывается в своих мёртвых точках шесть тысяч раз! Для сравнения, скорострельность легендарного автомата Калашникова всего шестьсот выстрелов в минуту, ровно в десять раз меньше! В таких условиях даже несколько миллисекунд работы двигателя — это достойный внимания временной период, в течение которого происходят очень важные процессы.
В теории во время тактов сжатия и рабочего хода оба клапана закрыты. На рисунке: I — ход впуска, впускной клапан открыт; II — ход сжатия; III — рабочий ход; IV — ход выпуска, выпускной клапан открыт
Фазы газораспределения
И даже если современные клапаны умеют перемещаться гораздо быстрее, чем их предки сто лет назад, то свойства горючих газов, движением которых они управляют, практически не изменились. Они также легко сжимаются при воздействии, и также упрямо продолжают стремиться во все стороны одинаково, подчиняясь закону Паскаля, а значит, не очень спешат переместиться туда, куда их просят. И чтобы обеспечить максимально возможное наполнение цилиндра за такой короткий промежуток времени, впускной клапан начинает открываться раньше, чем поршень завершит ход выпуска. А выпускной начнёт открываться раньше, чем завершится рабочий ход, чтобы находящиеся под давлением в цилиндре горячие газы не создавали излишнего сопротивления движению поршня, когда начнётся такт выпуска.
Моменты времени, когда начинается открытие, длительность их нахождения в открытом и закрытом состояниях, образуют фазы газораспределения двигателя. Управляет движением клапанов распределительный вал, в форме кулачков которого и «зашифрована» информация о фазах газораспределения вашего двигателя.
Величины фаз подбираются при проектировании двигателя в зависимости от его конструкции, назначения, условий эксплуатации. В наиболее продвинутых двигателях эти фазы могут изменяться для конкретных условий работы и нагрузок в данный момент времени. В обычных же двигателях единственный эффективный способ изменить фазы газораспределения — это заменить распредвал.
Изменение фаз газораспределения посредством установки оригинального распределительного вала — один из способов продвинутого тюнинга двигателя. Соглашаясь на такую процедуру, мы должны понимать, что рост мощности двигателя произойдёт за счёт ухудшения экономичности, снижения ресурса его деталей. Поэтому такую настройку, как правило, применяют на спортивных автомобилях, где ресурс, экономичность и экологичность двигателя имеют второстепенное значение.
В реальном двигателе, когда поршень находится около своих верхней (ВМТ) и нижней (НМТ) мертвых точек, впускной и выпускной клапаны одновременно открыты
Куда установить распредвал
Существуют разные варианты расположения распределительного вала в двигателе и конструкции механизмов, передающих давление от поверхности распредвала к стержню клапана. Однако, рост скорости современных легковых двигателей привёл к тому, что повсеместно в них закрепилась схема с расположением распределительного вала в головке двигателя — верхневальная конструкция. Близость расположения распредвала к клапанам позволяет увеличить жёсткость системы, а значит, повысить точность работы.
Прототип первых «Жигулей» ВАЗ-2101, итальянский Фиат-124, имел добротную и надёжную, но уже несовременную конструкцию двигателя с нижним распределительным валом. Советские инженеры решили, что двигатель нашего нового автомобиля должен идти в ногу со временем, и совместно с итальянцами модернизировали его, переместив распредвал в головку блока.
Схема с нижним расположением распредвала удобна в обслуживании, но обладает недостаточной жесткостью при работе на высоких оборотах
Привод газораспределительного механизма с верхним распредвалом гораздо жестче за счет отсутствия длинных штанг толкателей
Зачем нужны зазоры
Закрывается клапан под действием специальной пружины. Чтобы профиль кулачка ни при каких обстоятельствах не мог воспрепятствовать полному закрытию клапана, между ним и толкателем выставляется строго определённый зазор. Причём этот зазор должен также учитывать увеличение длины стержня при нагреве. А нагревается клапан во время работы может очень сильно.
Головка впускного клапана автомобильного двигателя нагревается до температуры 300–400 градусов по Цельсию. А выпускной, который «омывается» горячими отработавшими газами — до 700–900 градусов, становясь при этом тёмно-вишнёвого цвета.
Способы обеспечения теплового зазора
При верхневальной схеме распредвал воздействует на стержень клапана либо напрямую, либо через коромысло. Применение коромысла позволяет уменьшить перепад профиля распредвала относительно величины максимального перемещения клапана при открытии.
При непосредственном воздействии распредвала на стержень клапана стержень воспринимает значительную боковую силу, которая приводит к повышенному его износу. Чтобы избежать этого, торец стержня накрывают специальным стаканом, который принимает на себя боковую силу, двигаясь в собственном направляющем гнезде, и передаёт осевую силу на клапан. Между стаканом и кулачком распредвала устанавливают регулировочные шайбы. Если же в конструкции имеются коромысла, то на них устанавливают специальные регулировочные винты с контргайками.
Многие современные двигатели, особенно имеющие более двух клапанов на цилиндр, оснащаются гидравлическими компенсаторами зазоров в клапанах. В этих конструкциях регулировка тепловых зазоров не требуется.
Гидрокомпенсатор позволяет при любой температуре клапана иметь нулевой зазор в приводе
Регулировка клапанов: когда и как
Как правило, зазор проверяется и регулируется при каждом ТО. Процедура выполняется на холодном двигателе. Для выполнения работы вам понадобится щуп и обычные ручные инструменты, в зависимости от применённого на вашем автомобиле крепежа. Для клапанов с регулировочными шайбами пригодится также пинцет, Перед началом обязательно ознакомьтесь с руководством по ремонту вашего автомобиля, где указаны величины зазора, особенности конструкции двигателя и описана последовательность его разборки и сборки. В общем случае порядок выполнения работы следующий:
- снимите клапанную крышку;
- отыщите метки на блоке двигателя и коленчатом вале (обычно на шкиве ремня ГРМ);
- поворачивая коленчатый вал с помощью подходящего ключа (но ни в коем случае не стартером!) в направлении по часовой стрелке, если смотреть с передней части двигателя, совместите метки между собой. В этом положении поршень первого цилиндра находится в верхней мёртвой точке, оба клапана закрыты;
- проверьте зазор между первым — со стороны шкива — кулачком распредвала и регулировочной шайбой (бойком коромысла);
- если величина зазора больше требуемой, следует заменить шайбу на другую, большей толщины; если зазор меньше, то соответственно, толщину шайбы нужно уменьшить. Номинальная толщина шайбы, как правило, маркируется на ней самой. Если толщина шайбы неизвестна, то вам понадобится микрометр для правильного выбора новой шайбы. В конструкциях с коромыслом процедура проще, так как требуемого зазора мы достигаем, вворачивая или выворачивая регулировочный винт. После регулировки винтом не забудьте затянуть контргайку.
- После выполнения регулировки проверку зазора обязательно нужно повторить. Допускаемое отклонение: плюс-минус 0,05 мм.
- Обращайте внимание на то, что величина зазора для впускного и выпускного клапана, как правило, разная. Связано это с разной температурой нагрева, о чем говорилось выше. Так, для восьмиклапанного двигателя ВАЗ зазор на впускном клапане составляет 0,20 мм, а на выпускном — 0,35 мм.
- Работу повторите для всех цилиндров, определяя их последовательность и угол поворота коленчатого вала в соответствии с рекомендациями изготовителя двигателя.
Видео: как отрегулировать зазоры на переднеприводных Ладах
В общих чертах конструкция газораспределительного механизма и процедура регулировки зазора в клапанах на дизельном двигателе такая же, как и на бензиновом.
Существует мнение, что после установки на двигатель газобаллонного оборудования необходимо изменять в сторону увеличения тепловой зазор в клапанах. Объясняют это более высокой температурой горения газа. На самом деле, этого не требуется. Особенности воспламенения и сгорания газовой смеси в цилиндре учитываются изменением угла зажигания, а процесс наполнения и отвода газов из цилиндра не отличается от такового при работе двигателя на бензине.
Когда зазор не только видно, но и слышно
Зачастую зазоры в клапанах бывает слышно, особенно в холодную погоду. Это выражается в лёгком металлическом пощелкивании при работе непрогретого двигателя. По мере прогревания звук слабеет. Если он слышен и на прогретом двигателе, то, скорее всего, все или некоторые из зазоров больше нормы.
Увеличенный тепловой зазор уменьшает время нахождения клапана в открытом состоянии, что снижает эффективность работы двигателя, он начинает работать с перебоями, плохо запускается, возможно возникновение детонационного сгорания, которое пагубно действует на детали двигателя. Ещё опаснее уменьшенный зазор, потому что он полностью исчезает в прогретом до рабочей температуры двигателе и клапан перестаёт закрываться до конца. В результате также снижаются мощностные и экономические показатели двигателя, но самое неприятное, когда обгорают конические фаски на клапанах и на их сёдлах, а эту проблему простой регулировкой зазора уже не исправить.
Двигатель — сердце автомобиля, поэтому любые признаки ухудшения его работы должны заставить вас насторожиться и, при первом удобном случае заняться его диагностикой. Если упала мощность, вырос расход топлива, если двигатель «троит» или слышны хлопки в выпускной системе — проверьте исправность свечей зажигания и проверьте зазоры в клапанах.
Источник: carnovato.ru
Как и зачем регулировать клапана на Ладе Ларгус с мотором 1.6 8V K7M?
Практически каждый автовладелец слышал эту фразу «нужно отрегулировать клапана». Сегодня мы разберемся, когда все же требуется эта процедура, для чего она нужна и как ее произвести своими силами.
Что такое «регулировка клапанов»?
Если рассматривать упрощенно, то работа двигателя сводится к подаче в цилиндры топливовоздушной смеси и отводу газов. За выполнение этих функций отвечают специальные клапаны.
Клапаны, как и другие части мотора, изготовлены из металла. Т.к. работа ДВС предполагает высокую температуру, то металл расширяется и сужается из-за нагрева и охлаждения. Со временем клапаны и другие комплектующие меняют свою геометрию, чтобы компенсировать эти изменения и нужно регулировать клапаны.
Сама процедура сводится к изменению тепловых зазоров, которые нужны, чтобы ДВС работал исправно.
Как часто нужно регулировать клапана?
Владельцам Лады Ларгус 1.6 8V K7M мы советуем проводить процедуру раз в 100 тыс. км пробега. Это усредненная цифра, которая верна в большинстве случаев.
Признаки, что пора обратиться в сервис:
- своеобразное цоканье из-под капота при пуске холодного двигателя
- заметное увеличение расхода топлива или падение тяги
Если вовремя не отрегулировать клапана, то помимо увеличения расхода топлива и уменьшения тяги, повышается нагрузка на двигатель.
Из-за негерметичности камеры сгорания падает компрессия и раскаленные газы попадают во впускной или выпускной тракт. Дополнительно нарушается процесс охлаждения клапанов и со временем они могут даже «прогореть». Если запустить ситуацию настолько, то дело обернется дорогостоящим ремонтом и неприятными последствиями.
Как регулировать клапана?
Лучшее решение обратиться к опытным мастерам. Например, к специалистам СтоВеста.
Нужно учитывать, что сам процесс регулировки проходит относительно быстро. Но сначала нужно дать двигателю остыть. Иначе изменять зазоры будет бесполезно из-за теплового расширения металла.
Если же вы по какой-то причине не готовы обращаться в сервис, то вам понадобятся:
- подъемник
- динамометрический ключ (или крайне опытный помощник)
- набор щупов
- ключ на 10 и плоскогубцы
- прокладка клапанной крышки
Динамометрический ключ нужен, т.к. клапанная крышка закручивается в 2 этапа с разным усилием. Отследить нужное усилие «на глаз» трудно даже опытному мастеру. При этом в случае ошибки, крышку может «повести» и она начнет подтекать, а ДВС не будет исправно работать.
Советуем вам его посмотреть, если вы решили произвести процедуру самостоятельно. В рамках статьи трудно объяснить все нюансы регулировки.
Если упростить процедуру, то она сводится к:
- охлаждению двигателя
- снятию клапанной крышки
- измерению зазоров
- регулировке клапанов
- зачистке пространства клапанной крышки (и, возможно, замене поврежденной прокладки)
- установке крышки обратно
- проверке исправной работы двигателя
Учитывая, что процедура обычно требуется 1 раз в 100 тыс. км пробега, мы советуем не экономить на ней. Ведь при регулировке клапанов важен каждый мм даже небольшая ошибка может дорого обойтись.
Лучшее решение в такой ситуации обратиться к опытным мастерам.
- Рекомендуем прочитать (8)
- Сопутствующие работы (1)
Базовая комплектация Лады Ларгус довольно скромная. В авто нет брызговиков, ковриков салона и многого другого. В статье вы узнаете, что нужно заказать сразу при покупке машины, и какие аксессуары понадобятся со временем.
В штатной комплектации Лады Ларгус проем стеклоочистителя никак не защищен от мусора. Из-за этого в нем скапливаются снег, грязь и листья деревьев. Из-за неудобной формы проема, все перечисленное трудно из него вычищать. Мы предлагаем простое и изящное решение проблемы – установку жабо.
Штатные лампы в Лады Ларгус и их светодиодные аналоги. Что лучше?
Стоит ли менять глушитель на Ладе Ларгус самому или лучше сразу обратиться в автосервис?
Можно ли самому заменить шаровую опору на Ладе Ларгус? Ведь она запрессована в рычаг. Разбираемся в статье
Нюансы сцепления для Лады Ларгус от разных брендов. Что нужно знать, чтобы выбрать подходящие для вашего авто детали?
Что ждет завод Рено после ухода концерна с рынка России? Разбираем наиболее вероятные сценарии.
Почему шумит 5 передача? Как провести ремонт самостоятельно и когда нужно ехать в автосервис
Цена: 3 740 руб. Цена при первом визите: 2 805 руб. Вы экономите 935 руб. (Скидка по акции Приятное знакомство)
- Дата: Понедельник, 12 сентября 2022
Источник: stovesta.ru
Регулировка клапанов: что это, зачем нужно, и что будет, если ее не делать
Если вы когда-нибудь были свидетелем того, как опытный водитель открывает капот автомобиля (вашего или вашей машины), некоторое время слушает звук двигателя, а затем красноречиво говорит: «Клапаны нуждаются в регулировке», но вы не можете понять, что он сказал, так же как и звук двигателя, который он слушал, сегодня мы попытаемся устранить этот пробел. Что такое регулировка клапанов, зачем она нужна, когда ее следует проводить и что произойдет, если ее вообще не делать? И почему многие автомобили вообще не нуждаются в регулировке клапанов? Давайте узнаем.
Что такое регулировка клапанов?
Р абота обычного поршневого двигателя заключается в подаче топливно-воздушной смеси в цилиндры и выпуске отработанных газов. Обе функции выполняют клапаны — впускной и выпускной, соответственно — которые поочередно открываются в нужный момент для наполнения и опорожнения цилиндра.
Они управляются распределительным валом, который имеет специальные кулачки, воздействующие на крышку клапана, чтобы открыть его в цилиндр. Существует несколько конструкций приводного механизма — распределительный вал может воздействовать на клапаны практически напрямую, прижимая кулачок к толкателям, или, например, через специальные коромысла, прижимающие один конец кулачка, в то время как другой давит на клапан. Однако в обоих случаях есть интересная конструктивная особенность: тепловой зазор между кулачком распределительного вала и компонентом клапанного механизма, который открывает клапан. На самом деле, рабочая температура компонентов двигателя, особенно клапанного механизма и самих клапанов, очень высока, и металл имеет тенденцию расширяться под воздействием тепла, что, в частности, приводит к расширению клапанов. Именно для компенсации этого расширения необходим тепловой зазор, регулировка которого называется «регулировкой клапана».
Да, с логической точки зрения формулировка «регулирование клапана» не совсем корректна. В нормальных условиях клапан закрыт, когда на него не давит кулачок распределительного вала: головка клапана плотно прижимается к седлу в головке цилиндра пружиной, а надлежащая герметичность обеспечивается фасками на обоих компонентах. Поэтому регулировка клапанов здесь не требуется — но тепловой зазор должен быть правильным. Поэтому правильнее говорить не «регулировка клапанов», а «регулировка теплового зазора ГРМ».
Почему необходима регулировка клапанов?
Если представить себе комбинацию «клапан — метчик — распредвал» без теплового зазора — т.е. плотное прилегание при неработающем двигателе, то легко понять, что при достижении рабочей температуры выдвинутый клапан, «вытащенный пружиной из цилиндра» в сторону распредвала, из-за теплового расширения будет постоянно прижиматься тем же распредвалом, что приведет к небольшому сжатию пружины и неплотному закрытию клапана. Это означает, что после достижения клапаном рабочей температуры он фактически перестает полностью выполнять одну из своих функций: плотно закрывать камеру сгорания и изолировать ее от системы впуска или выпуска.
Это может произойти, например, в результате износа седел клапанов и поппинга. Поэтому в этом случае необходимо отрегулировать клапан, чтобы обеспечить необходимый тепловой зазор для полного закрытия клапана.
Вторая возможность — увеличение теплового зазора: например, из-за износа поверхностей кулачков распределительного вала и компонентов клапанного механизма. В этом случае, даже после того, как двигатель достигнет рабочей температуры, между распределительным валом и клапанами все еще будет оставаться зазор, и они будут соприкасаться ударно и только при ударе кулачка. Это уже негативно сказывается на сроке службы клапанного механизма, но есть и другие последствия: клапан будет открываться чуть позже и не полностью — а это значит, что наполнение цилиндра топливно-воздушной смесью ухудшится.
Что произойдет, если клапаны не отрегулированы?
Если клапаны не отрегулированы вовремя, тепловой зазор изменится. Как увеличение, так и уменьшение теплового зазора, как мы уже поняли, оказывает негативное влияние на срок службы и производительность двигателя. Снижение клиренса означает неполное закрытие клапана, что приводит к ряду последствий. Негерметичность камеры сгорания из-за отклонённого клапана приводит к снижению компрессии и выходу горячих газов во впускную или выпускную систему (в зависимости от того, отклонён впускной или выпускной клапан).
Кроме того, стоит отметить значительно возросшую тепловую нагрузку на клапаны. Плотный контакт между закрытым клапаном и его седлом является одним из важных условий охлаждения клапана, и если клапан неплотно прилегает к седлу, охлаждение заметно снижается. Это особенно актуально для выпускных клапанов: впускные клапаны дополнительно охлаждаются топливно-воздушной смесью, поступающей в цилиндры, в то время как выпускные клапаны подают отработавшие газы при очень высокой температуре, и для них решающее значение имеет охлаждение в зоне контакта с седлом. В крайних случаях плохое охлаждение клапана из-за малого теплового зазора может привести к перегреву и разрушению клапана — так называемому прогару. Кроме того, взрыв горящей топливно-воздушной смеси в выхлопной магистрали увеличивает нагрузку на каталитический нейтрализатор (а при разрушении абразивная пыль может также повредить цилиндры).
Последствия увеличения теплового зазора несколько иные. Как упоминалось выше, это вызывает стук распредвала в клапанном механизме, что негативно сказывается на его сроке службы, а также несвоевременное и неполное открытие клапанов. Ухудшение заполнения цилиндров топливно-воздушной смесью означает нарушение фаз газораспределения и снижение мощности двигателя: другими словами, снижение вероятности включения.
Как узнать, каким должен быть момент зажатия клапанов?
Величина теплового зазора определяется для конкретного двигателя производителем: если конструкция двигателя позволяет регулировать клапаны, эти значения обычно приводятся в руководстве пользователя.
В целом, величина теплового зазора, конечно, очень мала и составляет десятые доли миллиметра — около 0,1-0,4 мм. Однако обычно его определяют с помощью набора щупов с шагом 0,05 мм или менее — то есть соблюдается точность до сотых долей. Стоит отметить, что тепловой зазор для впускных и выпускных клапанов различен: как мы уже знаем, выпускные клапаны нагреваются сильнее — и, следовательно, больше растут — и требуют большего теплового зазора.
На практике вам нужно знать только конкретные значения тепловых зазоров для регулировки — т.е. если вы не занимаетесь этим самостоятельно, эти цифры вам не пригодятся.
Как распознать необходимость регулировки клапанов
Частота регулировки клапанов, если она предусмотрена конструкцией двигателя, указывается в руководстве по эксплуатации автомобиля. В целом, эта процедура выполняется не очень часто — обычно каждые 50-80 000 километров пробега. Однако и более частая проверка не повредит — особенно если автомобиль оборудован баллоном для сжиженного газа, поскольку сжиженный газ увеличивает тепловую нагрузку на двигатель.
Второй способ узнать, что вам нужна регулировка клапанов, — это услышать характерный шум — стук или скрежет при работе двигателя, который не исчезает по мере прогрева.
Ну а если автомобиль куплен не новым и его пробег уже значительный, регулировка теплового зазора точно не будет лишней — нужно только выяснить, предусмотрена ли она конструкцией.
Как вы регулируете клапаны?
Существует несколько вариантов конструкции для регулировки теплового зазора. В качестве альтернативы, например, можно вставить прокладки соответствующей толщины между толкателем клапана и распределительным валом. Для регулировки зазора сначала измеряется зазор на имеющейся прокладке, а затем при необходимости прокладка заменяется на более толстую или тонкую. Альтернативным вариантом для аналогичной конструкции является подбор самих толкателей требуемой толщины, а не прокладок.
Другой вариант — регулировка теплового зазора с помощью винтового механизма. В этом случае ничего не нужно регулировать: зазор измеряется с помощью измерителя зазора, а затем регулируется по мере необходимости путем вкручивания или выкручивания регулировочного винта, который затем фиксируется контргайками
Почему клапаны в некоторых двигателях не нуждаются в регулировке?
Повторное объяснение, что регулировка клапанов должна быть предусмотрена в конструкции двигателя, очень важно: в конце концов, многие двигатели не требуют этой процедуры. Это зависит от того, оснащен ли двигатель гидрокомпенсаторами: это устройства, используемые для автоматического регулирования теплового зазора. Они работают от масла в двигателе (поэтому их называют «гидрокомпенсаторами»). гидро компенсаторы») и полностью исключают необходимость периодической ручной регулировки клапанов. Сами они, конечно, тоже не вечны — о необходимости их проверки и замены свидетельствует все тот же скрежет, который не исчезает вскоре после запуска, а иногда даже после прогрева двигателя. Однако в контексте данного материала, прежде всего, стоит знать, что двигатели, оснащенные гидрокомпенсаторами, не требуют регулировки клапанов.
Источник: avtofun.ru