что такое тепловой зазор грм
Газораспределительный механизм (ГРМ): устройство, назначение и принцип работы
Основой любых силовых агрегатов и главной составляющей двигателей внутреннего сгорания является сложный газораспределительный механизм (ГРМ). Назначение газораспределительного механизма состоит в управлении впускными и выпускными клапанами двигателя. На такте впуска он открывает впускной клапан, смесь, состоящая из воздуха и топлива или воздуха (для дизельных двигателей), попадает в камеру сгорания. На такте выпуска — открытием выпускного клапана из камеры сгорания ГРМ удаляет отработанные газы.
Устройство газораспределительного механизма
Газораспределительный механизм состоит из следующих элементов:
Таково устройство ГРМ и общая схема газораспределительного механизма. Теперь следует разобраться, каков принцип работы газораспределительного механизма.
Работа газораспределительного механизма
Работа системы газораспределения поделена на четыре фазы:
Рассмотрим подробнее принцип действия газораспределительного механизма.
Для точной работы клапанов газораспределительной системы происходит синхронизация с работой коленчатого вала двигателя.
Неисправности ГРМ
Основные неисправности газораспределительного механизма:
В данных случаях не редко заменяют газораспределительный механизм, однако возможен и ремонт поврежденной детали газораспределительного механизма.
Диагностика ГРМ
Газораспределительный механизм имеет 2 свойственные неполадки — неплотное примыкание клапанов к гнездам и невозможность полностью открыть клапаны.
Неплотное примыкание клапанов к гнездам обнаруживается по таким показателям: хлопки, возникающие иногда во впускной либо выпускной трубе, уменьшение мощности мотора. Факторами неплотного закрытия клапанов могут быть:
Неполное открытие клапанов сопровождается стуком в троящем моторе и уменьшением его мощности. Данная поломка возникает в следствии значительного промежутка меж стержнем клапана и носком коромысла. К характерным поломкам для ГРМ нужно причислить кроме того изнашивание шестерен распредвала, толкателей, направляющих клапана, смещение распредвала и изнашивание втулок и осей коромысел.
Практика демонстрирует, что на газораспределительный механизм приходится примерно четвертая часть всех отказов мотора, а уже на предотвращение этих отказов и восстановление ГРМ уходит 50% трудоёмкости обслуживания и ремонтных работ. Для диагностирования поломок применяют следующие параметры:
Измерение фаз газораспределения
Подобное диагностирование ГРМ двигателя выполняется на заглушенном моторе с помощью особого набора устройств, среди которых имеются указатель, моментоскоп, малка-угломер и прочие дополнительные приборы. Для того, чтобы фиксировать период раскрытия впускного клапана на 1-ом цилиндре, необходимо покачивать вокруг своей оси коромысло, а далее направить коленвал мотора до момента появления зазора меж клапаном и коромыслом. Малка-угломер для замера разыскиваемого зазора ставится прямо на шкив коленвала.
Измерение теплового промежутка между клапаном и коромыслом
Тепловой зазор измеряют при помощи набора щупов либо иного особого устройства. Это набор из металлических пластинок длиной в 100мм, толщина которых обязана быть не больше 0,5мм. Коленвал мотора поворачивают вплоть до верхней предельной точки, в период такта сжатия подобранного для контроля цилиндра. Непосредственно благодаря щупам разной толщины, поочередно вставляемым в сформировавшееся отверстие, и измеряется зазор.
Данный метод не может дать результата при диагностировании ГРМ, когда неравномерен износ торца штока и бойка коромысла, а трудоемкость этого метода весьма значительная. Увеличить точность замеров позволяет особое устройство, которое состоит из корпуса и индикатора по типу часов. Подпружиненная подвижная рама содержит персональное соединение с ножкой этого индикатора. Раму фиксируют между коромыслом и клапанной пружиной. Когда открывается клапан, в период поворота коленвала, на индикаторе ставят 0. Распознает тепловой зазор последующее показание прибора, снимаемое в период поворота коленвала.
Определение промежутка между клапаном и седлом
Его можно оценить по объему воздуха, который будет выходить через уплотнитель перекрытых клапанов. Эта процедура прекрасно объединяется с чисткой форсунок. Когда они уже сняты, убирают валики коромысел и прикрывают все клапаны. Затем в камеру сгорания под большим давлением происходит подача сжатого воздуха. Поочередно на любом из контролируемых клапанов ставят устройство, которое позволяет измерить расход воздуха. Если потеря воздуха превысит разрешенную, выполняется ремонт газораспределительного механизма.
Процесс ремонта ГРМ
Частенько необходимо производить техническое обслуживание газораспределительного механизма. Основной проблемой являются износ шеек, кулачков вала и увеличение зазоров в подшипниках. Для того, чтобы устранить зазор в подшипниках коленчатого вала, производят его ремонт путем шлифовки опорных шеек и углубления канавок для подачи масла. Шейки нужно отшлифовать под ремонтный размер. После завершения ремонтных работ по восстановлению коленвала, нужно произвести проверку высоты кулачков.
На опорных поверхностях под шейки коленвала не должно быть никаких даже самых незначительных повреждений, а корпуса подшипников обязаны быть без трещин. После чистки и промывки распредвала обязательно нужно проверить зазор между его шейками и отверстием опоры головки цилиндра.
Для определения точного зазора требуется знать диаметр шейки распредвала, это позволит произвести установку соответствующего ей подшипника. Установив его на корпус, замерьте внутренний диаметр подшипника, затем отнимите его от диаметра шейки и таким образом найдете величину зазора. Он не может превышать 0,2мм.
Цепь не должна иметь никаких механических повреждений, быть растянутой более чем на 4мм. Цепь газораспределительного механизма можно регулировать: отверните стопорный болт на пол оборота, поверните коленвал на 2 оборота, затем стопорный болт нужно повернуть до упора.
Что такое тепловой зазор в грм?
Для чего тепловые зазоры в ГРМ?
Для компенсации влияния меняющегося температурного режима двигателя в приводе клапанов всегда предусматривается так называемый температурный зазор. Износ деталей ГРМ приводит к необходимости периодической регулировки тепловых зазоров.
Каковы назначение и величина теплового зазора?
Тепловой зазор обеспечивает герметичную посадку клапана на седло при тепловом расширении деталей во время работы двигателя. Для каждой модели двигателя установлена оптимальная величина теплового зазора в клапанных механизмах (таблица 1).
Какой величины должны быть тепловые зазоры?
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.
Как измерить тепловой зазор клапанов?
Для измерения теплового зазора на двигателе с регулировкой шайбами, коленвал проворачивают так, чтобы кулачок распредвала выбранного клапана был направлен вверх. Затем с помощью щупа измеряют зазор и сравнивают с указанным в мануале.
Для чего регулируют тепловые зазоры?
Тепловой зазор — это зазор в механизме открывания/закрывания клапанов, обычно между распредвалом и коромыслом клапана (есть разные конструкции, но суть одна). Зазор сделан с тем расчетом, чтобы при нагреве мотора до рабочей температуры металлические детали привода расширились и прилегли друг к другу плотно.
Для чего нужен зазор между стержнем клапана и коромыслом?
Для предотвращения этих явлений кинематическую цепь привода клапана при его закрытом состоянии размыкают, т. е- устанавливают зазоры — между торцом клапана и деталью привода, воздействующей на клапан (коромыслом или толкателем).
Как влияет величина теплового зазора на работу двигателя?
Последствия увеличения теплового зазора несколько иные. Как было сказано выше, оно приводит к ударному воздействию распредвала на клапанный механизм, что негативно сказывается на его ресурсе, а также к несвоевременному и неполному открытию клапана.
Как проверить и отрегулировать тепловые зазоры в клапанном механизме двигателя?
Регулировку клапанов проводят на холодном двигателе. Для проверки теплового зазора следует воспользоваться специальным инструментом – плоским щупом. Отрегулировать тепловой зазор можно поворачивая регулировочные винты коромысел клапанов (или головкой регулировочного болта на автомобилях ВАЗ 2108, ВАЗ 2109, ВАЗ 2110).
Что такое тепловой зазор и для чего он необходим?
Зазор необходим для обеспечения герметичной посадки клапана на седло при тепловом расширении деталей во время работы двигателя. … Регулирование тепловых зазоров в механизме газораспределения необходимо проводить на холодном двигателе не ранее, чем через 30 мин после останова, при этом подачу топлива нужно отключить.
Какой должен быть зазор клапанов?
Нормальный конструктивный зазор – 0,06-0,08 мм для впускного и выпускного клапанов. В случае необходимости отрегулируйте зазоры поворотом регулировочных винтов, предварительно ослабив контргайки. По окончании регулировки зазоров затяните контргайки и проверьте зазоры еще раз.
Какой должен быть зазор клапанов на 139QMB?
Re: зазор клапанов на 139QMB
Клапан впуска (вверху) — 0.05. Выпуск — 0.1.
Какой зазор клапанов на газ 53?
Нормальный тепловой зазор для двигателя ЗМЗ-53 считается 0,25–0,3 мм. Для регулировки нужно проделать следующие операции: Снять клапанные крышки; Выставляем поршень цилиндра №1 в верхнюю мёртвую точку (ВМТ).
Как правильно отрегулировать клапана на дизельном двигателе?
Регулирование производится поочередно в 1,2,3 и 6 клапанах, считая от радиатора. Накидным ключом ослабляются гайки крепления, вставляется щуп, и с помощью отвертки, регулируются зазоры. После регулирования зазоров, подтягиваются гайки, и вынимается щуп. Щуп из зазора должен выходить с некоторым усилием.
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.
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:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.