Регулировка зазоров клапанов — для чего она нужна

Регулировка зазоров клапанов требуется для соблюдения оптимальных тепловых зазоров между элементами ГРМ.  При нагреве металл расширяется, и зазоры между деталями двигателя уменьшаются. Все зазоры в двигателе рассчитаны таким образом. Что их оптимальное значение. Устанавливается при достижении двигателем температуры от 80 до 120 градусов. То есть при этих температурах двигатель работает оптимально.

 

Содержание статьи:

  1. Принцип работы 4 тактного двигателя
  2. Влияние тепловых зазоров на работу двигателя.
  3. Почему увеличивается зазор в клапанах
  4. Последствия увеличенных зазоров клапанов
  5. Уменьшенные зазоры клапанов
  6. Последствия уменьшенных зазоров клапанов
  7. Разные конструкции ГРМ
  8. Регулировка клапанов двигателя
  9. Что необходимо знать при регулировке зазоров клапанов
  10. Порядок работы цилиндров 4 цилиндрового двигателя
  11. Как определить вмт поршня в первом цилиндре

 

Может  эксплуатироваться на максимальной мощности. По этому необходима процедура прогрева холодного двигателя. В первую очередь для того чтобы установились оптимальные зазоры между деталями двигателя. то есть мы устанавливаем тепловые зазоры. которые рассчитаны на тепловое расширение деталей двигателя. Что бы   при нагреве они стали как можно меньше. Но исключали возможность их полного  отсутствия. Зазоры в клапанах должны быть минимально возможными. Что бы обеспечивать открытие и закрытие клапанов. Без задержки на преодоление зазора.

Принцип работы 4 тактного двигателя

Распределительный вал в двигателе служит для того чтобы открывать и закрывать  клапана. В зависимости  от тактов работы цилиндров. Существуют 4 такта работы двигателя.

  1. Первый рабочий такт это сжатие воздуха. В случае дизельных двигателей. И топливной смеси в случае бензиновых двигателей. Поршень движется из нижней мертвой точки в верхнюю. Совершает сжатие. Клапана должны быть закрыты.
  2. Второй такт заключается в движении поршня в нижнюю мертвую точку. Под действием давления. Горячее топливо расширяется. Создаёт давление. Которое и совершает работу двигателя.
  3. Третий такт. Поршень движется из нижней мертвой точки в верхнюю. При этом открывается выпускной клапан. Происходит выброс отработанных газов. При достижении поршнем ВИТ выпускной клапан закрывается. И начинает открывать впускной клапан.
  4. Четвертый такт. Поршень из ВМТ движется  в НМТ. В цилиндре создаётся разряжение. Поэтому воздух в дизельных двигателях и топливная смесь в бензиновых начинает поступать в цилиндр.  Для последующего сжатия в первом такте 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.

Влияние тепловых зазоров на работу двигателя.

Неправильная величина зазора сильно влияет на работу двигателя.

Почему увеличивается зазор в клапанах

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.

Последствия увеличенных зазоров клапанов

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

Уменьшенные зазоры клапанов

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.

Последствия уменьшенных зазоров клапанов

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.

Разные конструкции ГРМ

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 клапанов двигателя.

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.

Что необходимо знать при регулировке зазоров клапанов.

Порядок работы цилиндров 4 цилиндрового двигателя.

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

Как определить вмт поршня в первом цилиндре

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.