Как устроен клапанный механизм

Что такое клапан двигателя

как устроен клапанный механизм

Это деталь двигателя и одновременно крайнее звено газораспределительного механизма. Клапанная группа включает в себя: пружину, направляющую втулку, седло, механизм крепления пружины. Все эти детали работают в тяжёлых механических и тепловых условиях, испытывая колоссальные нагрузки.

Сопряжение седло-клапан, подвергается наибольшему воздействию высоких температур и ударных нагрузок. Кроме того, детали постоянно испытывают недостаток в смазке по причине высоких скоростей работы. Это вызывает их интенсивный износ.

Требования, предъявляемые к группе:

  • Герметичность работы клапана в сопряжении с седлом;
  • Высокий коэффициент обтекаемости, при входе и выходе рабочей смеси из камеры сгорания;
  • Небольшой вес деталей группы;
  • Детали должны быть высокопрочными и одновременно жёсткими;
  • Стойкость к высоким температурам;
  • Эффективная теплоотдача клапанов;
  • Высокое сопротивление механическим и ударным нагрузкам;
  • Противодействие коррозии.

Назначение и особенности устройства

Назначение клапана, открывать и закрывать отверстия в головке блока цилиндров для выпуска отработанных газов либо впуска новой рабочей смеси. К основным элементам детали относятся головка и стержень. Переход от стержня к головке служит для плавного отвода газов, чем он плавней, тем лучше будет наполнение, либо очистка камеры сгорания.

Отработанные газы, выходя из камеры сгорания, создают сильное избыточное давление, а чем меньше площадь тарелки клапана, тем меньшие нагрузки он испытывает, вот почему выпускной клапан двигателя делается меньшего диаметра, а требования к нему выше. Так, при работе, головка выпускного клапана нагревается до 800-900.°С на бензиновых двигателях и до 500-700°С на дизельных моторах, впускной, нагревается до 300°С.

Именно по этим причинам при изготовлении выпускных клапанов нужны сплавы и материалы, обладающие повышенной жаропрочностью и содержащие большое количество легирующих присадок. Клапана делают из 2-х частей: головку из жаростойкого материала, стержень из углеродистой стали. Для изготовления клапана ДВС эти заготовки сваривают и шлифуют.

Выпускные клапана, в месте контакта с цилиндром, покрывают твёрдым сплавом. Толщина сплава порядка 1,5-2,5 мм. Такое покрытие позволяет избежать коррозии.

По причине меньших нагрузок при изготовлении впускных клапанов используют хромистые или хромоникелевые стали со средним содержанием углерода. При вводе рабочей жидкости в камеру сгорания, топливо отводит часть температуры от клапана и его составляющих, из-за чего температурные перепады у него ниже.

На эффективность работы клапана большое влияние оказывает его форма. Чем более она обтекаемая, тем выше скорость входящего или выходящего заряда смеси. Чаще всего головку клапана делают плоской, для облегчения изготовления детали, удешевления её производства и сохранения жёсткости.

Однако, в двигателях, испытывающих повышенные нагрузки, например, форсированных, в связи со спецификой самого двигателя применяют впускные клапана с вогнутыми головками. Такое устройство уменьшает массу детали и инерционную силу, возникающую при работе.

Стыковка клапана с седлом осуществляется по тонкому ободку на поверхности головки цилиндров — фаске. Стандартный угол наклона фаски впускных клапанов составляет 45°, у выпускных 45° или 30°. При изготовлении головок цилиндра фаски шлифуют, а затем, при установке клапана, каждый притирают к седлу. Ширина ободка должна быть не менее 0,8мм.

Ободок не должен прерываться по всему периметру окружности тарелки клапана. Сочленение между клапаном и седлом нужно уплотнить наверняка, вот зачем угол фаски клапана, по наружной стороне фаски, делают меньше угла седла на 0,5-1°.

В некоторых двигателях, для большей сохранности изделия, применяют устройство принудительного вращения клапана. В процессе работы на фасках откладывается нагар, нарушается уплотнение, появляются механические повреждения, это резко снижает эффективность работы мотора. Проворачиваясь, клапан ДВС распределяет нагрузку равномерно по всей поверхности фаски и принудительно очищает ее.

После фаски головки, у клапана имеется специальный поясок, в виде цилиндра. Эта конструктивная особенность позволяет уберечь его от перегрева и обгорания, а так же делает головку более жёсткой. Кроме того, при притирке, диаметр клапана остаётся прежним.

Пружинное стопорное кольцо предотвращает падение клапана в камеру сгорания двигателя, в случае, если элементы крепления хвостовика поломаются.

При соприкосновении с кулачком распределительного вала, или коромыслом, торцы клапана подвергаются большим нагрузкам. Поэтому для предания им жёсткости и износостойкости, их закаливают, или надевают на них специальные колпачки из высокопрочных сплавов.

Впускные клапана снабжают специальными резиновыми маслосъёмными колпачками, для предотвращения попадания через зазор масла в камеру сгорания в период такта впуска.

Выпускные клапана, работая в экстремальных температурных режимах, могут заклинить в отверстии направляющей втулки. Что бы этого не произошло, их стержни делают меньшего диаметра вблизи головки, по сравнению с поверхностью на остальной длине.

Сухарики, удерживающие клапанные пружины, держатся за сам клапан при помощи крепления, обеспеченного выточками.

Диаметр стержня выпускных клапанов больше диаметра стержня впускных, головка клапана — меньше. Такой конструктивный приём позволяет отвести от клапана больше тепла и понизить его температуру. Однако этот приём увеличивает сопротивление потока газов, делая очистку камеры сгорания менее эффективной. При расчётах, этот параметр сложно узнать, поэтому им пренебрегают, считая давление при выпуске большим, чем давление при впуске, что компенсирует недостаток с лихвой.

Для увеличения эффекта охлаждения выпускного клапана внутри его делают пустотелым. Пустое пространство заполняют металлом с низкой температурой плавления, обычно жидким натрием. Нагреваясь от головки клапана, пары жидкого натрия поднимаются в верхнюю, боле холодную часть, забирая большую часть тепла с собой. Там они соприкасаются с менее нагретой частью стержня и отдают тепло ей.

Пружины клапана

Пружина работает в условиях больших нагрузок. Основная её задача заключается в создании надёжной и плотной стыковки клапана и седла. Испытывая нагрузки, пружина может сломаться, зачастую это происходит по причине вхождения её в резонанс. С целью предотвращения этого явления, витки пружины делают с переменным шагом.

Так же можно изготовить коническую или двойную пружину. Двойные пружины обладают дополнительным плюсом, так как наличие двух деталей повышает надёжность механизма и уменьшает общий размер пружин.

Дабы исключить возможность резонанса в двойной пружине, направление витков внутренней и внешней пружин делают разными. Так же это позволяет удержать обломки детали, в случае поломки пружины, осколки задержатся между витками.

Пружины для клапанов изготавливают из проволоки, материал которой — сталь. После придания формы, изделие закаляют и подвергают отпуску. Для повышения прочности, обдувают воздухом с добавлением абразивного материала.

Что бы избежать коррозии, пружины обрабатывают оксидом цинка или кадмия. Концы пружин шлифуют и придают им плоскую форму. Это делается для более эффективной фиксации торцов пружин со специальными неподвижными тарелками в блоке цилиндров. Тарелки изготавливают из стали с низким содержанием углерода, верхнюю тарелку фиксируют на клапане при помощи сухарика.

Втулки клапанов и их направляющие

Отвод тепла от стержня клапана и его перемещение в возвратно поступательной плоскости обеспечивают направляющие втулки. В процессе работы сами втулки подвергаются воздействию высоких температур, омываясь горячими отработанными газами. При возвратно поступательном движении клапана между ним и поверхностью втулки возникает трение. Если смазки поступает не достаточно, то трение идёт практически на сухую.

Именно по этой причине к материалу втулок применяют ряд требований, таких, как: стойкость к износу, высоким температурам, трению. Некоторые составы чугуна, алюминиевая бронза, керамика обладают всеми свойствами, необходимыми для создания детали, удовлетворяющей таким требованиям.

Для впускных клапанов, в связи с разницей в температуре нагрева, зазоры между направляющей втулкой и стержнем делаются меньше. Нижнюю часть втулки делают под конус для предотвращения заклинивания клапана.

Выточки под клапана (седла)

Долговечность и правильная работа двигателя внутреннего сгорания напрямую зависят от качества изготовления выточки под клапана. При неправильной стыковке клапана и седла не будет обеспечиваться должная герметичность камеры сгорания, и скорый выход мотора из строя неизбежен. Седла изготавливают непосредственно в головке цилиндра, в данном случае речь идёт о чугунных головках. Либо делают их вставными, из стали, например, в алюминиевых головках.

Вставные седла удерживаются в головке путём запрессовки, или развальцовки.

Количество клапанов в двигателе

Когда речь заходит о клапанах, многие задаются вопросом: «сколько клапанов в двигателе должно быть?» Однозначного ответа нет, определить чёткое количество можно только изучив конструктивные особенности мотора. Учитывая, что в четырёхтактной силовой установке клапан осуществляет такты впуска и выпуска, значит минимальное количество на один цилиндр — два, один впускной и один выпускной.

Современные силовые установки наиболее часто используют конструкцию с четырьмя клапанами (двух впускных и двух выпускных) на каждый цилиндр. При открытии клапана в образовавшееся отверстие происходит заброс топливной смеси, или выход отработанных газов. Чем больше отверстие, тем эффективней будет наполнение или очистка. Соответственно коэффициент полезного действия мотора так же увеличится.

Увеличить отверстие за счёт увеличения тарелки клапана нельзя, поскольку её размер ограничен размером камеры сгорания. Поэтому для улучшения качества смесеобразования устанавливают большее количество клапанов на один цилиндр.

Встречаются схемы, в которых применяются два, три, и даже пять клапанов на цилиндр. Учитывая, что процесс наполнения более важен для работы двигателя, количество впускных клапанов в нечётных схемах всегда больше.

Источник: https://avtodvigateli.com/detali/klapan.html

Двигатель 8 клапанный инжектор — Авто-ремонт

как устроен клапанный механизм

Многие автомобилисты, особенно начинающие, которые только приобрели ВАЗ-2114, задумывались над тем, как устроен 8-клапанный инжекторный двигатель, который установлен на этот автомобиль. В данной статье будет рассмотрено устройство мотора, основные характеристики, а также демонтаж и особенности ремонта. Эта информация будет очень полезна новичкам и тем, кто не знает, как устроен главный силовой агрегат.

о двигателе ВАЗ-2114

обзор работы двигателя ВАЗ-2114, особенности и характеристики.

Схема и устройство двигателя

Общий вид двигателя

Прежде чем приступить к рассмотрению вопроса устройства двигателя и описанию характеристик, необходимо рассмотреть схему устройства узлов и деталей, которые находятся непосредственно в главном силовом агрегате и снаружи.

Схема и устройство двигателя «Самара-2»

Показать расшифровку схемы

1 – шкив привода генератора; 2 – масляный насос; 3 – ремень привода механизма газораспределения; 4 – зубчатый шкив насоса охлаждающей жидкости; 5 – передняя крышка привода механизма газораспределения; 6 – натяжной ролик; 7 – зубчатый шкив распределительного вала; 8 – задняя крышка привода распределительного вала; 9 – сальник распределительного вала; 10 – крышка головки блока цилиндров; 11 – распределительный вал; 12 – передняя крышка подшипников распределительного вала;13 – толкатель; 14 – направляющая втулка клапана; 15 – сетка маслоотделителя системы вентиляции картера; 16 – выпускной клапан; 17 – впускной клапан; 18 – задняя крышка подшипников распределительного вала; 19 – топливный насос; 20 – корпус вспомогательных агрегатов; 21 – датчик-распределитель зажигания; 22 – отводящий патрубок рубашки охлаждения; 23 – головка блока цилиндров; 24 – свеча зажигания; 25 – шланг вентиляции картера; 26 – маховик; 27 – держатель заднего сальника коленчатого вала; 28 – задний сальник коленчатого вала; 29 – блок цилиндров; 30 – поддон картера; 31 – указатель уровня масла (масляный щуп); 32 – коленчатый вал; 33 – поршень; 34 – крышка шатуна; 35 – шатун; 36 – крышка коренного подшипника коленчатого вала; 37 – передний сальник коленчатого вала; 38 – зубчатый шкив коленчатого вала.

Также, стоит посмотреть двигатель ВАЗ-2114 в разрезе:

Поперечный разрез двигателя «Самара»

Показать расшифровку схемы

1 – пробка сливного отверстия поддона картера; 2 – поддон картера; 3 – масляный фильтр; 4 – насос охлаждающей жидкости; 5 – выпускной коллектор; 6 – впускной коллектор; 7 – карбюратор; 8 – топливный насос; 9 – крышка головки блока цилиндров; 10 – крышка подшипников распределительного вала; 11 – распределительный вал; 12 – шланг вентиляции картера; 13 – регулировочная шайба клапана; 14 – толкатель; 15 – сухари клапана; 16 – пружины клапана; 17 – маслосъемный колпачок; 18 – направляющая втулка клапана; 19 – клапан; 20 – головка блока цилиндров; 21 – свеча зажигания; 22 – поршень; 23 – компрессионные поршневые кольца; 24 – маслосъемное кольцо; 25 – поршневой палец; 26 – блок цилиндров; 27 – шатун; 28 – коленчатый вал; 29 – крышка шатуна; 30 – указатель уровня масла; 31 – приемник масляного насоса

Характеристики 8-ми клапанного двигателя

Многие автомобилисты помнят как в конце 90-х годов 20 столетия и вначале 2000-х на дорогах СНГ были популярны ВАЗ 2108-09, которые также называли «Самара». Эти автомобили стали легендарными в той эпохе. В связи с высокой популярностью, завод АвтоВАЗ решил возобновить производство данных моделей с некоторыми модификациями.

Двигатель ВАЗ-2114 под капотом

Во-первых, ВАЗ-2114 получил доработанный двигатель. По сути – это инжекторная версия «Самара». Хотя некоторые особенности она получила от современных двигателей. Если рассматривать более детально, то двигатель «Самара-2» (именно такой тип установлен на ВАЗ-2114) – это смесь двух вариантов мотора в один: от ВАЗ 2108 и ВАЗ 2110.

Многим автомобилистам силовой агрегат «Самара – 2» пришелся по вкусу и они его полюбили. Основным показателем стало – лёгкость в ремонте и недорогие запасные части. Так, 8-клапанный двигатель стал эталоном показателя «цена-качество».

Когда основную информацию было рассмотрено, можно перейти непосредственно к рассмотрению характеристик мотора.

Таблица основных характеристик двигателя «Самара-2» 8 клапанов:

НаименованиеХарактеристика
Тип двигателя Рядный, продольного типа, 4-цилиндра, 8-клапанов
Тип топлива Бензин (возможна установка газового оборудования)
Расположение цилиндров 1-4-3-2
Система впрыска Распределительная, инжекторного типа
Управление Bosch, «Январь» или GM
Расположение распредилительнового вала Верхнее
Привод Передний
Диаметр поршня и колец 82 – номинальный (допуски по группам: А – 82,00-82,01, В – 82,01-82,02, С – 82,02-82,03, D – 82,03-82,04, Е – 82,04-82,05)
Коленвал Чугун
Блок цилиндров Чугун
Система ГРМ Ремень и ролик

Разборка и ремонт: основные факты

Рассмотрим данный пункт статьи, как справочную информацию, потому что, если говорить о ремонте двигателя, то каждый отдельный узел и агрегат ремонтируется отдельно. При эксплуатации силового агрегата может понадобиться его демонтаж. В этом случае можете рассмотреть замену силового агрегата от иномарки.

Поэтому, рассмотрим, основным операции направленные на снятие двигателя с автомобиля:

  1. На предварительно этапе разборки необходимо слить масло с мотора, а также охлаждающую жидкость с системы.
  2. Еще одним пунктом, который нельзя пропускать становиться обесточивание автомобиля. Это нужно для того, чтобы не замкнуть систему.
  3. Отсоединяем топливную систему.
  4. Демонтируем узлы, которые подают воздух в двигатель.
  5. Отсоединяем дроссель, а также все оставшиеся воздушные патрубки и трубки системы охлаждения.
  6. Демонтируем систему впрыска и ресивер.
  7. Снимаем систему зажигания полностью.
  8. Разбираем газораспределительный механизм.
  9. Демонтируем термостат и помпу.
  10. Снимаем модуль зажигания.
  11. Теперь, можно демонтировать коллектора.
  12. Снимаем поддон, масляный фильтр и насос.
  13. Отсоединяем КПП и снимаем сцепление. Коробку передач, также можно демонтировать для удобства.
  14. Снимаем головку блока цилиндров.
  15. Демонтируем силовой агрегат.
  16. Проводим окончательную разборку.

Капитальный ремонт силового агрегата потребует более углубленных знаний в конструкции и принципе работы двигателя, но при желании, каждый автомобилист способен в этом разобраться и проводить данные операции собственными руками.

Стоит отметить, что при диагностике неисправностей стоит тщательно и внимательно осматривать каждую деталь на наличие дефектов.

Выводы

Устройство 8-клапанного инжекторного двигателя ВАЗ-2114 достаточно похоже на первые поколения этого мотора – «Самара». Конечно, конструкторы внесли много изменений в особенности силового агрегата, но во многом они остались похожи. Ремонт и обслуживание данного двигателя необходимо проводить регулярно, что продлит не только его ресурс, но и понизит износ деталей, которые расположены внутри.

Источник: https://555-shop.ru/vaz/dvigatel-8-klapannyj-inzhektor.html

Как устроен клапанный механизм — Спецтехника

как устроен клапанный механизм

В современных двигателях на каждый цилиндр приходится 4 клапана: два впускных и два выпускных — они работают попарно — т.е. два впускных клапана открываются одновременно и два выпускных одновременно (но отличное время от времени открытия впускных). Это контролируется распределительным валом. Во время такта впуска, когда цилиндр движется вниз, открывается пара впускных клапанов, чтобы смесь топлива и воздуха могла впрыснуться в камеру сгорания цилиндра.

Затем клапан закрывается, цилиндр движется уже наверх, и, следовательно, происходит сжатие смеси. Когда цилиндр достигает верхней точки, происходит взрыв этой смеси (инициируемый свечой в бензиновых двигателях и крайней степенью сжатия в дизельных).

Теперь цилиндр из-за возникшего по причине взрыва давления движется вниз, а, когда достигает крайней нижней точки, открывается пара выпускных клапанов, чтобы были выдавлены цилиндром отработавшие газы, когда тот снова начнёт двигаться вверх.

Ничего сложного, не правда ли? Но из чего состоит цепочка работы клапанов, откуда они знают, когда им открываться и закрываться. Увы и ах, но в эру умнейших компьютеров, эта операция контролируется всего лишь какими-то грушевидными отростками на валу, который приводится во вращения от коленчатого вала двигателя. Этот вал называется распределительным или распредвалом в обиходе.

https://www.youtube.com/watch?v=AMwvcPELG2o

К распредвалу идёт ремень или цепь ГРМ, которая имеет зубцы и предназначен для очень точной передачи оборотов коленчатого вала (который приводится в движение цилиндрами двигателя) распредвалу. На самом распредвале расположены так называемые кулачки, яйцевидные «отростки» на валу, которые и толкают клапаны в нужный момент. И вот как это выглядит:

Распределительный вал, установленный в блоке цилиндров, имеет мелкие металлические нажимные цилиндры (кулачки), расположенные выше самого клапана и металлического толкателя, который находится между клапаном и кулачком.

Когда распредвал крутится, крутятся и кулачки, и когда выступающая их часть поворачивается вниз, то она толкает толкатель, который передаёт толчок клапану, который и открывается.

А когда кулачок перестаёт нажимать на толкатель, пружина клапана позволяет ему подняться обратно вверх, чтобы закрыться. Это называется подвесной системой клапанов (OHV).

Причины прогорания

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как сделать виброплиту своими руками

Клапаны прогорают по разным причинам, среди которых отметить:

  • заводской брак или некачественные запчасти;
  • неправильная регулировка клапанов или неисправность гидрокомпенсаторов;
  • износ клапанов (стержень клапана или направляющая втулка);
  • раннее или позднее зажигание;
  • обедненная смесь.

От покупки бракованных и некачественных запчастей никто не застрахован, поэтому запчасти покупайте у проверенных продавцов, которые дорожат своей репутацией. В случае неправильной регулировки клапанов (сильно зажаты), работа двигателя будет заметна по характерному «тракторному» звуку. При этом из-за несоблюдения теплового зазора клапан перегревается, что неизменно приведет к его прогару.

При неправильно выставленном зажигании сгорание горючей смеси происходит при открытом клапане и ведет к его неисправности. Обедненная смесь опасна тем, что температура сгорания горючей смеси  повышается, что ведет к перегреву и прогару.

Как определить

Неисправность клапанов можно определить несколькими методами:

  1. Диагностика методом разборки двигателя. Этот способ надежный и точный, но для этого необходимо разобрать двигатель — демонтировать головку блока цилиндров. В связи с тем, что этот процесс трудоемкий, занимает много времени и требует определенных навыков и инструментов, к нему стоит переходить в том случае, если исключены все остальные причины троения двигателя.
  2. Диагностика при помощи специальных инструментов. Данный метод наиболее предпочтительный, т.к. с помощью него можно быстро и с большей доли вероятностью установить причину троения без разборки мотора, однако для этого потребуется специальное устройство – компрессометр. Снижение компрессии в цилиндре приводит к потере мощности и говорит о том, что двигатель автомобиля требует разборки и ремонта.
  3. Троение мотора и пониженная компрессия 3 и 4 цилиндра  возникают в результате неисправности вакуумного усилителя тормозов. Низкая компрессия  говорит о неисправности клапанов и о проблемах цилиндропоршневой группы – неисправностях поршневых колец, износ цилиндра и поршня. Чтобы исключить проблемы с ЦПГ, нужно в неработающий цилиндр налить масло и прокрутить мотор. Если при этом компрессия вырастет, то проблема в изношенности ЦПГ, в ином случае прогорели клапаны.
  4. Диагностика без применения специальных инструментов. Неисправность клапанов можно определить с большой вероятностью и без инструмента, следуя определенным этапам, которые рассмотрим в нижеприведенной инструкции.

Рекомендуем:  Что лучше распределенный впрыск или непосредственный?

Инструкция

Как определить прогорания клапана без специальных инструментов? В данной инструкции рассмотрим, как определить прогорание, не прибегая к специальным инструментам и разборке двигателя (при условии, что система зажигания и питания отрегулированы в соответствии с требованиями и не являются причиной троения).

  1. Определяем неисправный цилиндр. Для этого мотор должен быть заведенным и соблюдена техника безопасности. Поочередно отсоединяем высоковольтные провода от трамблера либо от свечей зажигания и слушаем двигатель. Если звук работающего мотора изменился и троение стало заметным, значит данный цилиндр исправен. Когда вы отсоедините неисправный цилиндр, то мотор будет работать так же, как и до отключения.
  2. Определяем исправность высоковольтных проводов. Исправность проводов определяем так же, как и исправность свечей – методом перестановки с исправного на неисправный цилиндр. В темном помещении при неисправности проводов можно наблюдать искрение.
  3. Проверка трамблера и катушки зажигания. Чтобы проверить исправность трамблера, конденсатора и катушки зажигания, выверните свечу, подключите к высоковольтному проводу и прокрутите мотор стартером. При этом электрод свечи расположен от массы автомобиля на расстоянии 1-2 см. Если в результате возникнет яркая и синяя искра, это говорит об их исправности.
  4. Проверка вакуумного усилителя тормозов. Неисправный усилитель тормозов влияет на снижение компрессии в 3 и 4 цилиндрах. Для диагностики его исправности отсоедините шланг, идущий от вауумника к мотору, и закупорьте его. Если двигатель работает ровно, то усилитель тормозов замените. Если элементы систем электрооборудования и тормозов оказались исправны, то вам придется разбирать двигатель и ремонтировать его.
  5. Неисправность цилиндропоршневой группы. Неисправность ЦПГ отличается от прогара клапанов наличием отработавших газов в картере ДВС, которые можно заметить, отсоединив шланг сапуна от воздушного фильтра. И наличие масла на электроде свечи зажигания говорит о неисправности ЦПГ.
  6. Если в результате проведенной диагностики недостатки не выявлены, то можно говорить о прогаре и необходимости ремонта.
  7. Определяем исправность свечи зажигания. Самый простой способ, не требующий знаний, — замена свечи зажигания. Для этого на этапе диагностики не обязательно покупать новые свечи,  поменяйте свечи с работающего и неработающего цилиндра местами. Если при этом перестал работать цилиндр со свечой с неисправного цилиндра, то это говорит о неисправности данной свечи зажигания, а если он работает, то проблема не в свече.

Рекомендуем:  Можно ли мешать «Тосол» и антифриз?

Кроме того, определить неработающую свечу можно путем осмотра. Неисправная свеча имеет следующие внешние дефекты:

  • электроды свечи с нагаром, копотью и «мокрые»;
  • корпус имеет трещины;
  • на корпусе черные точки и полосы (пробита свеча). Электроды исправной свечи светлого или слегка коричневого цвета, корпус без повреждений и черных отметин.

Имея достаточные навыки и инструмент, замену клапанов можно провести своими руками, но так как данная процедура очень ответственна, сложна и требует наличия специальных инструментов и приспособлений, лучше доверить ее специалистам.

В случае, если двигатель троит, не откладывайте диагностику причины на потом, даже если бюджет не позволяет провести ремонт в ближайшее время. Необходимо выявить причину, по которой двигатель работает нестабильно.

И если эта причина не связана с прогаром клапанов и износом цилиндропоршневой группы, то автомобиль можно эксплуатировать в щадящем режиме, что приведет к увеличению расхода топлива и возможности заглохнуть в неподходящий момент.

А вот в ином случае эксплуатацию лучше прекратить во избежание удорожания ремонта.

Источник: https://mzoc.ru/prochie/kak-ustroen-klapannyj-mehanizm.html

Газораспределительный механизм. Назначение и устройство ГРМ

Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для впрыска топлива и выпуска отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания.

Сам механизм газораспределения делится на нижнеклапанный, когда распределительный вал находится в блоке цилиндров, и верхнеклапанный. Верхнеклапанный механизм подразумевает нахождение распредвала в головке блока цилиндров (ГБЦ).

Существуют и альтернативные механизмы газораспределения, такие как гильзовая система ГРМ, десмодромная система и механизм с изменяемыми фазами.

Для двухтактных двигателей механизм газораспределения осуществляется при помощи впускных и выпускных окон в цилиндре. Для четырехтактных двигателей самая распространенная система верхнеклапанная, о ней и пойдет речь ниже.

Устройство ГРМ

В верхней части блока цилиндров находится ГБЦ (головка блока цилиндров) с расположенными на ней распределительным валом, клапанами, толкателями или коромыслами. Шкив привода распредвала вынесен за пределы головки блока цилиндров. Для исключения протекания моторного масла из-под клапанной крышки, на шейку распредвала устанавливается сальник.

Сама клапанная крышка устанавливается на масло- бензо- стойкую прокладку. Ремень ГРМ или цепь одевается на шкив распредвала и приводится в действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня используются натяжные ролики, для цепи натяжные «башмаки».

Обычно ремнем ГРМ приводится в действие помпа водяной системы охлаждения, промежуточный вал для системы зажигания и привод насоса высокого давления ТНВД (для дизельных вариантов).

С противоположной стороны распределительного вала посредством прямой передачи или при помощи ремня, могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель руля или автомобильный генератор.

Распредвал представляет собой ось с проточенными на ней кулачками. Кулачки расположены по валу так, что в процессе вращения, соприкасаясь с толкателями клапанов, нажимают на них точно в соответствии с рабочими тактами двигателя.

Существуют двигатели и с двумя распредвалами (DOHC) и большим числом клапанов. Как и в первом случае, шкивы приводятся в действие одним ремнем ГРМ и цепью. Каждый распредвал закрывает один тип клапанов впускных или выпускных.

Клапан нажимается коромыслом (ранние версии двигателей) или толкателем. Различают два вида толкателей. Первый – толкатели, где зазор регулируется калибровочными шайбами, второй – гидротолкатели. Гидротолкатель смягчает удар по клапану благодаря маслу, которое находится в нем. Регулировка зазора между кулачком и верхней частью толкателя не требуется.

Принцип работы ГРМ

Весь процесс газораспределения сводится к синхронному вращению коленчатого вала и распределительного вала. А так же открыванию впускных и выпускных клапанов в определенном месте положения поршней.

Для точного расположения распредвала относительно коленвала используются установочные метки. Перед надеванием ремня газораспределительного механизма совмещаются и фиксируются метки. Затем надевается ремень, «освобождаются» шкивы, после чего ремень натягивается натяжным(и) роликами.

При открывании клапана коромыслом происходит следующее: распредвал кулачком «наезжает» на коромысло, которое нажимает на клапан, после прохождения кулачка, клапан под действием пружины закрывается. Клапаны в этом случае располагаются v-образно.

Если в двигателе применены толкатели, то распредвал находится непосредственно над толкателями, при вращении, нажимая своими кулачками на них. Преимущество такого ГРМ малые шумы, небольшая цена, ремонтопригодность.

В цепном двигателе весь процесс газораспределения тот же, только при сборке механизма, цепь надевается на вал совместно со шкивом.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Источник: http://autoustroistvo.ru/dvigatel-dvs/gazoraspredelitelnyj-mehanizm/

Декомпрессионный механизм

Чтобы облегчить прокручивание коленчатого вала, в некоторых случаях (двигатели СМД-14БН, СМД-18БН, А-01МЛ и др.) полость камеры сгорания сообщают с атмосферой. Для этого предназначен декомпрессионный механизм, представленный на рис. 34.

С его помощью в период пуска двигателя вручную открывают впускные, а иногда и выпускные клапаны и удерживают их открытыми независимо от положения кулачков распределительного вала.

Декомпрессионный механизм относится к системе пуска двигателя, но конструктивно объединен с механизмом газораспределения.

В двигателях СМД-14БН, СМД-18БН (рис. 34, а) декомпрессионный механизм состоит из корпуса 5, валиков 3, оси 4, рычага 6 с фиксатором, тяги 7 и рукоятки 8. Валики установлены в приливах стоек коромысел и соединены между собой.

На валиках сделаны лыски, которые расположены напротив коромысел.

При нижнем положении рукоятки валики повернуты лысками в сторону коромысел и не мешают закрыванию клапанов, при верхнем — они повернуты и цилиндрической поверхностью упираются в коромысла, воздействуя на их длинное плечо, и открывают клапаны.

Рис. 34.Декомпрессионный механизм:

а — СМД-18БН; б — А-01МЛ: 1 — стойка; 2 — коромысло; 3 — валик; 4 — ось; 5 — корпус; 6 — рычаг с фиксатором; 7 — тяга; 8 — рукоятка; 9 — клапан; 10 — контргайка; 11 — винт

В двигателях СМД-14БН, СМД-18БН при включении декомпрессионного механизма открываются впускные и выпускные клапаны. Рукоятка удерживается в крайних положениях фиксатором, расположенным на рычаге. Рычаг соединен с рукояткой тягой.

Декомпрессионный механизм двигателя А-01МЛ, (рис. 34, б) работает аналогично. Отличие заключается в том, что на валиках напротив коромысел имеются винты 11. Когда механизм выключен, винт 11 занимает наклонное положение и не касается коромысла. При повороте рукоятки он располагается вертикально, при этом его закругленный конец нажимает на длинное плечо коромысла и открывает клапан. Степень открытия клапана регулируют этим же винтом.

Техническое обслуживание механизма газораспределения

Двигатель будет работать нормально, если клапаны открываются и закрываются в точном соответствии с диаграммой фаз газораспределения и в закрытом положении плотно прикрывают отверстия головки цилиндров. В процессе работы двигателя трущиеся поверхности деталей изнашиваются, зазоры в сопряжениях увеличиваются. Воздействие горячих газов, ударных нагрузок, отложение нагара нарушают герметичное прилегание клапанов к седлам.

Основные дефекты механизма газораспределения: износ и выгорание фаски клапана и его седла; износ стержня и направляющих втулок клапана, толкателя, бойка коромысла; потеря упругости и уменьшение длины пружин клапана; износ кулачков, шеек и подшипников распределительного вала, а также зубьев распределительных шестерен. Эти дефекты ведут к снижению мощности и экономичности двигателя, подсасыванию воздуха и обеднению смеси, к прорыву отработанных газов, стуку клапанов.

Для обеспечения нормальной работы механизма газораспределения необходимо периодически проверять и подтягивать крепления головки цилиндров, стоек осей коромысел и других деталей; проверять и регулировать зазоры в клапанах и декомпрессионном механизме (А-01МЛ), а также осевое перемещение распределительного вала; контролировать герметичность прилегания клапанов и упругость пружин.

Своевременность открытия и закрытия клапанов может быть нарушена вследствие неправильного зазора между стержнем клапана и бойком коромысла. Малый зазор и обусловленная этим неплотная посадка клапанов в седлах приводят к быстрому выгоранию фасок. При больших зазорах в клапанах работа двигателя сопровождается металлическим стуком в зоне их расположения. Зазор в клапанах регулируют на холодном двигателе.

Порядок регулировки зазоров между клапанами и коромыслами следующий.

После подтяжки крепления стоек выключают компрессию (СМД- 14БН, СМД-18БН, А-01МЛ) и, вращая коленчатый вал, по движению коромысел определяют момент окончания такта впуска и начала такта сжатия в первом цилиндре; продолжают вращать коленчатый вал до тех пор, пока выпускной клапан откроется, а впускной закроется; включают компрессию и измеряют щупом зазор между стержнем клапана и бойком коромысла. Если зазор нарушен, отпускают контргайку регулировочного винта коромысла и поворачивают винт до получения необходимого зазора (проверяют щупом); после затяжки контргайки вторично проверяют зазор; на двигателе А-01МЛ одновременно регулируют декомпрессионный механизм в первом цилиндре.

Повернув коленчатый вал на пол-оборота, регулируют зазоры между клапанами и коромыслами, а в двигателе А-01МЛ — и декомпрессионный механизм.

Зазоры во впускных и выпускных клапанах двигателей различны. Так, в двигателях СМД-14БН, СМД-18БН зазор во впускном клапане должен быть 0,4 мм, а в выпускном — 0,45 мм. В Д-240, А-01МЛ, ЯМЗ- 238НБ, ЯМЗ-240Б зазоры во впускных и выпускных клапанах составляют 0,3 мм, а в СМД-60, СМД-62 — 0,5 мм.

Для регулировки декомпрессионного механизма двигателя А-01МЛ выключают компрессию, отворачивают контргайки регулировочных винтов декомпрессионных валиков и поворачивают винты до образования зазора между их головками и коромыслами. Осторожно поворачивают каждый винт в обратном направлении до тех пор, пока боек коромысла не коснется стержня клапана (без нажатия); затем поворачивают в том же направлении еще на один оборот и после этого затягивают контргайки до отказа.

Контрольные вопросы

  • 1. Каково назначение газораспределительного механизма?
  • 2. Что такое фазы газораспределения?
  • 3. Что такое перекрытие клапанов?
  • 4. Из каких деталей состоит газораспределительный механизм?
  • 5. Как устроен замок клапана?
  • 6. Как происходит поворачивание толкателя?
  • 7. Для чего наносят метки на распределительных шестернях?
  • 8. Для чего служит декомпрессионный механизм, каковы основные конструктивные схемы декомпрессионных механизмов?
  • 9. Как регулируют зазор между клапанами и коромыслами?
  • 10. Как регулируют декомпрессионный механизм?
  • 11. В чем заключается техническое обслуживание механизма газораспределения?

Источник: https://studme.org/332110/tehnika/dekompressionnyy_mehanizm

Клапанный механизм

Клапанный механизм включает в себя следующие детали: клапаны, на­правляющие втулки, седла клапанов, возвратные пружины, опорные тарел­ки, сухари, механизм вращения клапана (двигатель ЗИЛ-508.10).

Клапаны предназначены для герметизации цилиндра при тактах сжатия и рабочего хода и соединения их с трубопроводами впускной или выпускной системы при тактах впуска или выпуска в процессе газообмена.

Условия работы клапанов:

• большие динамические нагрузки;

• высокие скорости перемещения;

• неравномерный нагрев отдельных участков;

• повышенная коррозионно-активная среда.

Материал изготовления клапанов

Клапаны изготовляются из легированных сталей с высоким содержани­ем хрома и никеля.

Устройство клапана

 Притирка клапановПритирка клапанов обеспечиваютлучшую герметичность.Как проводится притирка клапанови какие приспособления используютсядля притирки клапанов

Клапан состоит из головки (или тарелки) и стержня. Различают клапа­ны с плоской, выпуклой и тюльпанообразной головками. Головки обычно имеют небольшой (около 2 мм) цилиндрический поясок и уплотнительную фаску, снятую под углом 45 и 30 градусов.

Уплотнительные фаски клапанов шли­фуют и притирают к седлам (притирка клапанов), а стержни подвергают термообработке, шли­фовке, полировке и покрывают хромом. Торцы стержней (3—5 мм) закали­вают.

На концах стержней имеются цилиндрические, конусные или фасон­ные проточки для крепления клапанных пружин.

Чтобы уменьшить напряженность выпускных клапанов, возникающую вследствие высоких температур, в ряде двигателей применяют натриевое ох­лаждение.

С этой целью клапан выполняют полым с утолщенным стержнем и примерно на 1/3 полости заполняют металлическим натрием, температура плавления которого составляет около 97 К.

В рабочем состоянии расплав­ленный натрий, перемещаясь внутри полости при возвратно-поступатель­ном движении клапана, увеличивает интенсивность отвода теплоты от горя­чей головки к более холодному стержню и далее к направляющей втулке.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое обратная лопата

Направляяющие втулки

Направляющие втулки обеспечивают строго перпендикулярное относи­тельно седла перемещение клапанов. Материалом для изготовления направ­ляющих втулок служат в основном перлитный чугун и металлокерамика, представляющая собой смесь из порошков железа, меди и графита, которые подвергаются прессованию, спеканию в печи и пропитыванию маслом. Отвозможного просачивания в цилиндры масла, стекающего по стержням впускных клапанов, последние снабжаются само подвижными манжетами.

Клапанные пружины

Клапанные пружины обеспечивают плотное прилегание клапанов к сед­лам и своевременное их закрытие после завершения действия кулачков рас­пределительного вала. Характеристику (жесткость) клапанных пружин под­бирают из условий сохранения кинематической связи между деталями меха­низма газораспределения. Клапанные пружины изготовляются из стальной проволоки диаметром 4-6 мм, легированной марганцем и хромом.

Нижним концом пружина опирается на головку блока цилиндров через специальную опорную тарелку, а верхним концом соединяется двумя сухарями с клапаном через верхнюю тарелку. Для этой цели сухари на внут­ренней поверхности имеют выступы, которые входят в проточку клапана, а гладкая наружная поверхность сухарей выполнена в виде усеченного конуса.

Два сухаря установленные на клапан, образуют опорную коническую поверхность, которая сопрягается с опорной поверхностью проточки в верхней тарелке, и это соединение удерживается в замкнутом состоянии за счет предварительного сжатия пружины. Чтобы устранить возможность возникновения опасного для прочности пружин резонанса, на клапаны ставят по две пружины с навивкой витков в противоположные стороны или делают пружины с переменным шагом навивки.

Седла клапанов

Седла клапанов. Наиболее важным сопряжением, определяющим долго­вечность механизма газораспределения, является сопряжение седло — кла­пан, так как оно подвержено ударным нагрузкам при посадке клапана и значительным термическим перегрузкам.

Седло клапана, с которым сопри­касается уплотнительная фаска клапана, обрабатывают инструментом с уг­лами заточки 15, 45 и 75 градусов таким образом, чтобы уплотнительный поясок седла имел угол 45 градусов и ширину около 2 мм. По своим размерам поясок дол­жен подходить ближе к меньшему основанию конусной фаски клапана.

Фаска клапана имеет меньший угол и соприкасается с седлом только узким пояском у своего большого основания, что обеспечивает хорошее уплотне­ние клапанного отверстия. Вставные седла изготовляются в виде отдельных колец из специального чугуна, легированной стали или металлокерамики.

Механизм вращения клапана

Для поддержания в рабочем состоянии контактных поверхностей уплотнительных фасок выпускных клапанов иногда применяют специальные устройства, позволяющие принудительно поворачивать клапаны в процессе работы.

Механизм вращения клапана состоит из неподвижного корпуса, в наклонных канавках которого расположены пять шариков с возвратными пружинами, дисковой пружины и опорной шайбы с замочным кольцом. Механизм вращения клапана устанавливается в расточке, сделанной в головке блока цилиндров иол опорной шайбой клапанной пружины. При закрытом клапане давление на дисковую пружину невелико, и она вогнута наружным краем вверх, а внутренним краем опира­ется в заплечик корпуса.

Шарики отжаты пружинами в исходное положе­ние. В момент открытия клапана усилие со стороны клапанной пружины возрастает, под действием чего дисковая пружина, выпрямляясь, перелает усилие на шарики и вызывает их перемещение в углубление. Когда клапан закрывается, сила, действующая на дисковую пружину, уменьшается, и она, выгибаясь, освобождает шарики.

Шарики под действием возвратных пру­жин перемешаются в исходное положение, что приводит к повороту клапа­на на некоторый угол (клапаны совершают 20—40 оборотов в минуту).

В некоторых двигателях применяют менее эффективное, но более про­стое устройство, основанное на использовании способа крепления клапан­ной пружины на стержне клапана. Крепление пружины на клапане состоит из опорной тарелки, втулки и двух сухарей.

Неисправности ГРМ, подробнее

Источник: https://www.autoezda.com/-dviglo/21-klapan.html

Газораспределительный механизм (ГРМ): устройство, принцип работы и назначении, основные неисправности, способы диагностики и ремонта

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:

  1. Распределительный вал — изготовляется из чугуна или стали — в задачу которого входит открывание/закрывание клапанов газораспределительного механизма при работе цилиндров. Он монтируется в картере, который перекрывает крышка газораспределительного механизма, или в головке блока цилиндра. При вращении вала на цилиндрических шейках происходит воздействие на клапан. На него воздействуют кулачки, расположенные на распределительном валу. На каждый клапан воздействует свой кулачек.
  2. Толкатели, изготовленные также из чугуна или стали. В их задачу входит передача усилия от кулачков на клапаны.
  3. Клапаны впускные и выпускные. В их задачу входит подача топливно-воздушное смеси в камеру сгорания и удаления отработочных газов. Клапан представляет из себя стержень с плоской головкой. Основным отличием впускных и выпускных клапанов является диаметр головки. Впускной состоит из стали с хромированным покрытием, а выпускной — из жаропрочной стали. Клапанный стержень изготавливается в виде цилиндра с канавкой, необходимой для фиксирования пружины. Клапана двигаются только по направлению ко втулкам. Чтоб масло не попадало в камеру сгорания цилиндра, производят установку уплотнительного колпачка. Его изготавливают из маслостойкой резины. На каждый клапан крепятся внутренняя и наружная пружина, для крепления используют шайбы, тарелки.
  4. Штанги. Они необходимы для передачи усилия от толкателей к коромыслу.
  5. Привод газораспределительного механизма. Он передает вращение коленвала на распредвал и тем самым приводит его в движения, причем движется он со скоростью в 2 раза меньше, чем скорость коленвала. На 2 вращения коленвала распредвал делает 1 вращение — это и называется рабочим циклом, при котором происходит 1 открытие клапанов.

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:

  1. Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.
  2. Сжатие.
  3. Рабочий ход.
  4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра.

Рассмотрим подробнее принцип действия газораспределительного механизма.

  1. Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленвала, который передает свое усилие на поршень и он начинает движения из так называемой ВМТ (это точка, выше которой поршень не поднимается) в НМТ (это точка, соответственно, ниже которой поршень не опускается). При этом движении поршня одновременно открывается впускной клапан и топливно-воздушная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. Впрыснув положенное количество топливно-воздушной смеси клапан закрывается. При этом коленвал поворачивается на 180 градусов от своего начального положения.
  2. Сжатие. Дойдя до НМТ поршень продолжает свое движение. Меняя свое направление в ВМТ, в этот момент в цилиндре и происходит сжатие топливно-воздушной смеси. При подходе поршня к высшей точке фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает свое движения и поворачивается на 360 градусов. И на этом фаза сжатия закончена.
  3. Рабочий ход. Воздушно-топливная смесь воспламеняется свечей зажигания, когда поршень находится в высшей точке цилиндра. При этом достигается максимальный момент сжатия. Затем поршень начинает двигаться к нижней точке цилиндра, так как на поршень оказывают огромное давление газы, образовавшиеся при горении воздушно-топливной смеси. Это движение и есть рабочий ход. При опускании поршня до НМТ фаза рабочего хода считается завершенной.
  4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра. Поршень движется к высшей точке цилиндра, все это происходит при усилии, которое оказывает коленчатый вал газораспределительного механизма двигателя. При этом открывается выпускной клапан и поршень начинает избавлять камеру сгорания цилиндра от газов, которые образовались после сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения высшей точки и освобождения ее от газов. Поршень начинает свое движение в низ. Когда поршень доходит да НМТ, то рабочая фаза удаления газов из камеры сгорания цилиндра считается законченной, а коленчатый вал совершает оборот на 720 градусов от своего начального положения.

Для точной работы клапанов газораспределительной системы происходит синхронизация с работой коленчатого вала двигателя.

Неисправности ГРМ

Основные неисправности газораспределительного механизма:

  • Уменьшение компрессии и хлопки в трубопроводах. Как правило, происходит после появления нагара, раковин на поверхности клапана, их прогорания, причиной чего является не плотное прилегания впускных и выпускных клапанов к седлам. Также оказывают влияние такие факторы, как деформации ГБЦ, поломка или износ пружин, заедание клапанного стержня во втулке, полное отсутствие промежутка между коромыслом и клапанами.
  • Уменьшение мощности, троение мотора, а также металлические стуки. Появляются эти признаки, потому что впускные и выпускные клапана не полностью открываются, и часть воздушно-топливной смеси не попадает в камеру сгорания цилиндра. Следствием этого является большой тепловой зазор или поломка гидрокомпенсатора, что и становится причиной неполадки и не штатной работы клапанов.
  • Механический износ деталей, таких как: направляющих втулок коленвала, шестерни распредвала, а также смещение распредвала. Механический износ деталей, как правило, происходи при достаточном сроке работы мотора и работы двигателя в критических пределах.
  • Так же происходит выход из строя двигателя по причине износа зубчатого ремня, который имеет свой гарантийный срок службы, цепи, которая при длительном сроке работы и постоянном на нее воздействии становится менее работоспособной, успокоителя цепи и натяжителя зубчатого ремня.

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:

  • возникновение нагара на поверхности клапанов и гнезд;
  • формирование раковин на рабочих фасках и искривление головки клапана;
  • неисправность пружин клапанов.

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:

  1. определяют фазы газораспределительного механизма автомобиля;
  2. измеряют тепловой зазор между клапаном и коромыслом;
  3. измеряют промежуток между клапаном и седлом.

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.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Не забудьте поделиться этой страницей с друзьямиИ подписаться на нашу группу

Источник: https://swapmotor.ru/ustrojstvo-dvigatelya/gazoraspredelitelnyj-mehanizm.html

Прокладка крышки клапанной: чистота двигателя и защита клапанного механизма

В двигателях с верхним расположением клапанов и других устройств ГРМ предусмотрена крышка, которая устанавливается на головку блока цилиндров через прокладку. О том, что такое прокладка клапанной крышки, каких типов она бывает и как устроена, а также о ее правильном выборе и замене читайте в статье.

Что такое прокладка клапанной крышки?

Прокладка клапанной крышки (прокладка крышки ГБЦ) — уплотнительный элемент поршневых двигателей внутреннего сгорания с верхним расположением клапанов газораспределительного механизма; эластичная прокладка для герметизации объема, закрытого установленной на головке блока цилиндров крышкой головки блока цилиндров.

Прокладка крышки ГБЦ выполняет несколько функций:

  • Обеспечение плотности монтажа крышки к головке;
  • Герметизация объема, закрываемого крышкой, для предотвращения утечек масла;
  • Защита деталей клапанного механизма и масла от загрязнений (от попадания грязи, пыли, отработавших газов и т.д).

Прокладка клапанной крышки не является критически важной для работы двигателя деталью — без нее силовой агрегат вполне будет функционировать.

Однако она обеспечивает чистоту мотора, его пожаробезопасность (предотвращая утечки масла и попадание его на нагретые части — выпускной коллектор и другие) и удобство обслуживания. Кроме того, прокладка вносит вклад в сохранение чистоты и характеристик моторного масла.

Поэтому при появлении утечек из-под крышки прокладку следует заменить, а, чтобы сделать верный выбор, следует разобраться в типах, особенностях и характеристиках этих деталей.

Типы, конструкция и характеристики прокладок клапанных крышек

Клапанная крышка с прокладкой и их место в силовом агрегате

Независимо от типа, все прокладки крышки клапанов имеют принципиально одинаковое устройство.

Это плоская эластичная деталь, повторяющая форму плоскости прилегания крышки к головке блока цилиндров, и имеющая отверстия под крепеж и другие детали.

Прокладка подкладывается под крышку, и за счет своей эластичности уплотняет щель между крышкой и ГБЦ (заполняя микронеровности и компенсируя небольшие отклонения их привалочных поверхностей от плоскости), обеспечивая ее герметизацию.

При этом прокладки могут иметь различную конструкцию:

  • Целые (безразрывные) — кольцевая прокладка или прокладка более сложной формы (например, под крышки двигателей с двумя распредвалами на ГБЦ) без разрывов, которая просто устанавливается под крышку;
  • Составные — прокладка с разрывами и вставками для герметизации входа распределительного вала или иных деталей;
  • Комплектные — кроме основной прокладки в комплект могут входить дополнительные кольцевые уплотнители для свечных колодцев и других отверстий в крышке.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как отрегулировать сцепление дт 75

Прокладки клапанных крышек можно разделить на несколько типов по материалу изготовления и применяемости с различными видами ГБЦ.

По материалу изготовления прокладки бывают:

  • Резиновые;
  • Резинопробковые;
  • Паронитовые;
  • Картонные.

Первых тип типа изделий изготавливаются на основе термостойкой и маслобензостойкой резины, которая подвергается модификации с помощью добавок и последующей вулканизации.

Резиновая прокладка крышки клапанов

Резиновая прокладка производится из различных сортов резины, она наиболее эластична, однако вследствие недостатков материала изготовления может значительно изменять свои характеристики при перепаде температур (размягчаться при высоких температурах, становиться менее эластичной на морозе) и в целом обладает меньшей долговечностью.

Резинопробковая прокладка крышки клапанов

Резинопробковые прокладки изготавливаются на основе резины, в которую добавлена гранулированная пробка или иные пористые наполнители. Такой материал обеспечивает высокую степень герметизации и вибрационной развязки, однако прокладки из него очень требовательны к качеству установки и монтажа крышки, зачастую они требуют дополнительной обработки жидким герметиком и имеют ограниченный срок службы.

Паронитовые прокладки изготавливаются из паронита — материала на основе резины с различными минеральными добавками, которая в дальнейшем подвергается формовке и вулканизации.

Паронит может быть асбестовым и безасбестовым, однако сегодня производители отказываются от использования асбеста в пользу более безопасных материалов. Также прокладки из паронита могут быть обычными неармированными и армированными стальной проволокой, тонкой перфорированной жестью и т.д.

Именно паронитовые прокладки крышек ГБЦ сегодня имеют самое широкое распространение вследствие своей высокой надежности, устойчивости к негативным воздействиям и неплохих герметизирующих качеств.

Картонные прокладки изготавливаются из специальных сортов плотной бумаги, прошедших обработку для приобретения устойчивости к маслам, бензину, воде и другим негативным воздействиям. Эти прокладки наиболее дешевы, однако они наименее надежны, поэтому сегодня они используются на самых простых двигателях.

По применяемости прокладки клапанных крышек можно разделить на две группы:

  • Для общих ГБЦ — в рядных и V-образных двигателях с общей для всех или одного ряда цилиндров головкой и крышкой;
  • Для раздельных ГБЦ — в двигателях с индивидуальными для каждого цилиндра головками и крышками.

Конструктивно прокладки для общих и раздельных головок не отличаются, они только имеют различные размеры под соответствующие крышки.

Прокладки крышки ГБЦ изготавливаются по стандартам автопроизводителей, а также они могут соответствовать отечественным стандартам ГОСТ 481-80, ГОСТ 15180-86 и другим.

Вопросы выбора и замены прокладки клапанной крышки

Прокладка крышки клапанов — деталь важная, но недолговечная и довольно часто требует замены. Обычно замена прокладки выполняется в следующих ситуациях:

  • Появление утечек масла из-под крышки (это говорит о повреждении или разрушении прокладки вследствие механических и химических воздействий, или в результате естественных процессов старения);
  • При каждом ремонте газораспределительного механизма;
  • В случае капитального ремонта силового агрегата или замене отдельных его деталей или агрегатов — ГБЦ, крышки клапанов и других;
  • При регламентном ТО, если это предусмотрено производителем двигателя.

На замену следует выбирать прокладку, предназначенную для данной конкретной марки и модели силового агрегата, так как детали для других моторов просто не подойдут по размерам и конфигурации. Однако здесь возможны варианты по выбору материала изготовления прокладки. Для новых автомобилей на гарантии необходимо использовать прокладку из того материала, который указан производителем, в этом случае и замену детали нужно доверять только специалистам.

Для других авто можно выбрать прокладку из резины, паронита или резинопробки — в принципе, современные прокладки стандартизированы по характеристикам, поэтому все они имеют приблизительно одинаковые характеристики.

Правда, здесь нужно помнить о прочностных качествах и удобстве установки прокладок из различных материалов.

Например, наиболее жесткими являются паронитовые прокладки, поэтому их устанавливать проще всего, а резинопробковые изделия, напротив, легко деформируются и разрываются, поэтому их монтаж наиболее сложен и требует особой осторожности.

Замену прокладки крышки ГБЦ необходимо выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту транспортного средства. Обычно эта работа сводится к следующему:

  1. Демонтировать оборудование, затрудняющее доступ к клапанной крышке — снять фильтр, убрать различные патрубки;
  2. Снять крышку, убрать старую прокладку, прочистить привалочные поверхности крышки и ГБЦ;
  3. Установить новую прокладку;
  4. Установить крышку, затянуть болты в правильном порядке — крест-накрест от центра к краям.

Для монтажа некоторых типов прокладок может потребоваться обезжирить поверхности прилегания ГБЦ и крышки, а после установки в некоторые места ввести герметик (или обработать им стык деталей) — об этом особо указывается в инструкции. При верном выборе и замене прокладки, при ее установке без перекосов в затяжке болтов и без других ошибок объем под крышкой будет надежно герметизирован, поэтому двигатель останется чистым, а клапанный механизм защищенным от различных негативных воздействий.

Еще в этом разделе

Источник: http://www.autoopt.ru/articles/products/35774169/

Устройство двигателя ВАЗ-2114 инжектор 8 клапанов – Taxi Bolt

Двигатель ВАЗ 2114 инжектор – это серия моторов, которые устанавливались на транспортное средство Лада 2114. Как и на многие модели Лада,  модель 2114 за все года выпуска получила несколько вариантов исполнения силового агрегата. Так, технические характеристики каждого из них были разными. Рассмотрим, устройство двигателя 2114, а также вопросы обслуживания, тюнинга и ремонта.

Технические характеристики

Автомобиль ВАЗ 2114Технические характеристики двигателя ВАЗ 2114 достаточно типичные для серии автомобилей 2113-2115. К тому же данный силовой агрегат разработан на базе «восьмёрочного» движка, который заявил себя, как надёжный и простой в ремонте. Выпускался автомобиль с 2001 по 2013 год.  За этот период транспортное средство получило ценных пять полноценных силовых агрегатов.

Устройство двигателя ВАЗ 2114

Как было сказано раннее, 2114 комплектовалась пятью разными силовыми агрегатами, которые отличались по мощности и клапанным механизмом. Три из них имели 8 клапанов, а остальные два – 16. Газораспределительный механизм имел ременчатый привод.

До 2007 года двигатель комплектовался простым бортовым компьютером, который не регулировал работу движка от показаний датчиков. Поэтому автомобилисту приходилось регулировать процессы по старинке, вручную. С 2007 года был установлен ЭБУ, который получая данные с датчиков, сам проводил регулировку многих процессов.

Конструктивные особенности двигателя. Поскольку второе поколение имело, так называемый, электронный блок управление двигателем двухсторонний, то стоит рассмотреть, какая схема электрооборудования была установлена.

Схема электрооборудования автомобиля ВАЗ 2114.

Основные характеристики мотора

Все двигатели, которые устанавливались на транспортное средство, имели примерно одинаковые характеристики и конструктивные особенности. Так, мотор легко обслужить и отремонтировать своими руками. Рассмотрим, основные технические характеристики, которые имеет двигатель ВАЗ 2114:

ВАЗ 2111.

Наименование Показатель
Объем

Источник: https://bolt-taxi.com/ustrojstvo-dvigatelya-vaz-2114-inzhektor-8-klapanov/

Устройство, принцип работы и регулировка клапанного механизма двигателя

Клапанный механизм является непосредственно исполнительным устройством ГРМ, который осуществляет своевременную подачу топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя и дальнейший выпуск отработавших газов. Ключевыми элементами системы являются клапаны, которые также обеспечивают герметичность камеры сгорания. Они испытывают большие нагрузки, поэтому к их работе предъявляются особые требования.

Устройство клапанного механизма

Для работы обычного двигателя необходимо минимум два клапана на каждый цилиндр. Один впускной и один выпускной. Сам клапан состоит из стержня и тарелки (головка). Место соприкосновения тарелки с ГБЦ называю седлом. Впускные клапаны имеют больший диаметр тарелки, чем выпускные. Это обеспечивает лучшее наполнение камеры сгорания топливовоздушной смесью.

Устройство клапанного механизма

Весь клапанный механизм состоит из следующих основных элементов:

  • впускной и выпускной клапаны;
  • направляющие втулки (обеспечивают точное направление движения клапанов);
  • пружина (возвращает клапан в исходное положение);
  • седло клапана (место соприкосновения тарелки с корпусом);
  • сухари (два сухаря обеспечивают опорную поверхность для пружины и фиксируют всю конструкцию);
  • маслосъемные колпачки или маслоотражательные кольца (не дает маслу попасть в цилиндр);
  • толкатель (передает нажимное усилие от кулачка распредвала).

Кулачки на распределительном вале нажимают на клапаны. Их возврат в исходное положение обеспечивается за счет пружины. Пружина крепится на стержне с помощью сухарей и тарелки пружины. Для гашения резонансных колебаний на стержне могут устанавливаться не одна, а две пружины с разносторонней навивкой.

Направляющие втулки клапанов

Направляющая втулка представляет собой деталь цилиндрической формы. Она снижает трение и обеспечивает ровный и правильный ход стержня. В работе эти детали также подвергаются нагрузкам и воздействию температуры. Поэтому для ее изготовления применяются износостойкие и жаростойкие сплавы. Втулки выпускного и впускного клапанов несколько отличаются друг от друга в связи с разницей в нагрузках.

Особенности работы

Клапаны постоянно подвержены воздействиям высокой температуры и давления. Это требует особого внимания к конструкции и материалам данных деталей. Особенно это касается выпускной группы, так как через них выходят горячие газы. Тарелка выпускного клапана в бензиновых двигателях может разогреваться до 800˚С – 900 ˚С, а в дизельных 500˚С – 700˚С. Нагрузка на тарелку впускного в несколько раз ниже, но и она достигает 300˚С, что также немало.

Именно поэтому в их производстве применяются жаропрочные сплавы металлов, содержащие легирующие присадки. Также выпускные клапаны часто имеют полый стержень с натриевым наполнителем. Это делается для лучшей терморегуляции и охлаждения тарелки. Натрий внутри стержня плавится, течет и забирает часть тепла с тарелки и переносит его на стержень. Так можно избежать перегрева детали.

Клапанный механизм двигателя

На седле в процессе работы может образоваться нагар. Чтобы избежать этого, применяют конструкции, которые вращают клапан. Седло представляет собой кольцо из высокопрочных стальных сплавов, которое напрессовывается непосредственно на головку цилиндров для более плотного контакта.

Также для правильной работы механизма должен соблюдаться регламентированный тепловой зазор. От высоких температур детали расширяются, что может привести к неправильной работе клапана. Зазор выставляется между кулачками распредвала и толкателями путем подбора специальных металлических шайб определенной толщины или самих толкателей (стаканов). Если в двигателе применяются гидрокомпенсаторы, то зазор регулируется автоматически.

Слишком большой тепловой зазор, будет препятствовать полному открытию клапана, а следовательно, цилиндры будут менее эффективно наполняться свежим зарядом. Маленький зазор (или его отсутствие) не позволит клапанам закрыться до конца, что приведет к их прогару и снижению компрессии в двигателе.

Количество клапанов

В классическом варианте четырехтактному двигателю для работы достаточно иметь по два клапана на каждый цилиндр. Но к современным моторам предъявляются все большие требования по мощности, расходу топлива и экологичности, поэтому для них этого уже становится недостаточно. Поскольку чем больше клапанов, тем более эффективно происходит наполнение цилиндра свежим зарядом. В разное время на двигателях пробовались следующие схемы:

  • трехклапанные (впуск – 2, выпуск – 1);
  • четырехклапанные (впуск – 2, выпуск – 2);
  • пятиклапанные (впуск – 3, выпуск – 2).

Лучшее наполнение цилиндров и их очистка обеспечиваются при использовании большего числа клапанов на один цилиндр. Но при этом усложняется конструкция двигателя.

На сегодняшний день наиболее популярными являются моторы с 4 клапанами на цилиндр. Первые такие двигатели появились еще в 1912 году на автомобиле Peugeot Gran Prix. Тогда широкого применения данное решение не получило, но начиная с 1970 года начали активно выпускаться серийные автомобили с таким количеством клапанов.

Устройство привода

За правильную и своевременную работу клапанного механизма отвечает распределительный вал и привод ГРМ. Конструкция и количество распредвалов для каждого типа двигателя выбирается индивидуально. Деталь представляет собой вал, на котором выполнены кулачки определенной формы. Проворачиваясь, они оказывают давление на толкатели, гидрокомпенсаторы или коромысла и открывают клапана. Тип схемы зависит от конкретного двигателя.

Газораспределительный механизм

Распредвал находится непосредственно в головке блока цилиндров. Привод к нему идет от коленчатого вала. Это может быть цепная, ременная или зубчатая передача. Наиболее надежной является цепная, но она требует дополнительных конструктивных решений. Например, успокоитель для гашения вибрации цепи и натяжитель. Скорость вращения распределительного вала в два раза ниже, чем скорость вращения коленчатого вала. Так обеспечивается согласование их работы.

От количества клапанов зависит количество распределительных валов. Существует две основных схемы:

  • SOHC (одновальная);
  • DOHC (двухвальная).

При наличии только двух клапанов достаточно одного распредвала. Вращаясь, он обеспечивает попеременное открытие впускного и выпускного клапанов. В наиболее распространенных четырехклапанных двигателях устанавливаются два распредвала. Один обеспечивает работу впускных, а другой выпускных клапанов. В двигателях с V-образных расположением цилиндров устанавливается четыре распредвала. По два на каждую сторону.

Кулачки распредвала не толкают стержень клапана напрямую. Существует несколько типов “посредников”:

  • роликовые рычаги (коромысло);
  • механические толкатели (стаканы);
  • гидравлические толкатели.

Роликовые рычаги имеют более предпочтительную конструкцию. На гидротолкатель давят так называемые коромысла, которые качаются на вставных осях. Чтобы снизить трение на рычаге предусмотрен ролик, который контактирует непосредственно с кулачком.

В другой схеме используются гидравлические толкатели (компенсаторы зазора), которые расположены непосредственно на стержне. Гидрокомпенсаторы автоматически регулируют тепловой зазор и обеспечивают мягкую и менее шумную работу механизма.

Это небольшая деталь состоит из цилиндра с поршнем и пружиной, каналов для масла и обратного клапана. Для работы гидротолкателя используется масло, которое подается из системы смазки двигателя.

Более подробно про гидрокомпенсаторы можно прочитать в отдельной статье на нашем сайте.

Снятие стакана клапана магнитом

Механические толкатели (стаканы) представляют собой втулку, закрытую с одной стороны. Они устанавливаются в корпус ГБЦ и непосредственно передают усилие на стержень клапана. Основные их недостатки заключаются в необходимости периодической регулировки зазоров и стуке при работе на непрогретом двигателе.

Стук при работе

Основной неисправностью клапанов (не считая прогара) считается появляющийся стук на холодном или горячем двигателе. Стук на холодном двигателе исчезает после набора температуры. Когда они разогреваются и расширяются, тепловой зазор закрывается. Также причиной может стать вязкость масла, которое не поступает в нужном объеме в гидрокомпенсаторы. Загрязнение масляных каналов компенсатора также может вызывать характерный стук.

На горячем двигателе клапана могут стучать из-за низкого давления масла в системе смазки, загрязнения масляного фильтра или неправильного теплового зазора. Также следует учитывать естественный износ деталей. Неисправности могут быть в самом клапанном механизме (износ пружины, направляющей втулки, гидротолкателей и т.д.).

Регулировка зазора

Регулировку проводят только на холодном двигателе. Текущий тепловой зазор определяется специальными металлическими плоскими щупами разной толщины. Для изменения зазора на коромыслах имеется специальный регулировочный винт, который проворачивается. В системах с толкателями или регулировочными шайбами регулировка происходит путем подбора деталей нужной толщины.

Регулировка клапанов для механизма с коромыслами

Рассмотрим пошаговый процесс регулировки клапанов для двигателей с толкателями (стаканами) или шайбами:

  1. Снимите клапанную крышку двигателя.
  2. Проверните коленчатый вал так, чтобы поршень 1-го цилиндра находился в ВМТ. Если это сложно сделать по меткам, то можно выкрутить свечу и вставить в колодец отвертку. Ее максимальное перемещение вверх покажет мертвую точку.
  3. С помощью набора плоских щупов измерьте зазор в приводе клапанов под теми кулачками, которые не нажимают на толкатели. Щуп должен иметь плотный, но не слишком свободный ход. Запишите номер клапана и величину зазора.
  4. Проверните коленчатый вал на один оборот (360°) так, чтобы поршень 4-го цилиндра находился в ВМТ. Измерьте зазор под оставшимися клапанами. Запишите данные.
  5. Проверьте, в каких клапанах зазор не попадает в допуск. Если такие имеются, то подберите толкатели нужной толщины, снимите распредвалы и установите новые стаканы. На этом процедура закончена.

Проверку зазора рекомендуется проводить каждые 50-80 тысяч километров пробега. Данные о стандартных зазорах можно найти в руководстве по ремонту автомобиля.

Величина допускаемого зазора для впускных и выпускных клапанов иногда может отличаться.

Правильно настроенный и отрегулированный газораспределительный механизм обеспечит ровную и плавную работу ДВС. Также это положительно скажется на ресурсе мотора и комфорте водителя.

(2 5,00 из 5)

Источник: https://techautoport.ru/dvigatel/mehanicheskaya-chast/klapannyi-mehanizm.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ПРО Технику