Если вы когда-нибудь были свидетелем того, как опытный водитель открывает капот автомобиля (вашего или вашей машины), некоторое время слушает звук двигателя, а затем красноречиво говорит: «Клапаны нуждаются в регулировке», но вы не можете понять, что он сказал, так же как и звук двигателя, который он слушал, сегодня мы попытаемся устранить этот пробел. Что такое регулировка клапанов, зачем она нужна, когда ее следует проводить и что произойдет, если ее вообще не делать? И почему многие автомобили вообще не нуждаются в регулировке клапанов? Давайте узнаем.
Что такое регулировка клапанов?
Работа обычного поршневого двигателя заключается в подаче топливно-воздушной смеси в цилиндры и выпуске отработанных газов. Обе функции выполняют клапаны — впускной и выпускной, соответственно — которые поочередно открываются в нужный момент для наполнения и опорожнения цилиндра. Они управляются распределительным валом, который имеет специальные кулачки, воздействующие на крышку клапана, чтобы открыть его в цилиндр. Существует несколько конструкций приводного механизма — распределительный вал может воздействовать на клапаны практически напрямую, прижимая кулачок к толкателям, или, например, через специальные коромысла, прижимающие один конец кулачка, в то время как другой давит на клапан. Однако в обоих случаях есть интересная конструктивная особенность: тепловой зазор между кулачком распределительного вала и компонентом клапанного механизма, который открывает клапан. На самом деле, рабочая температура компонентов двигателя, особенно клапанного механизма и самих клапанов, очень высока, и металл имеет тенденцию расширяться под воздействием тепла, что, в частности, приводит к расширению клапанов. Именно для компенсации этого расширения необходим тепловой зазор, регулировка которого называется «регулировкой клапана».
Да, с логической точки зрения формулировка «регулирование клапана» не совсем корректна. В нормальных условиях клапан закрыт, когда на него не давит кулачок распределительного вала: головка клапана плотно прижимается к седлу в головке цилиндра пружиной, а надлежащая герметичность обеспечивается фасками на обоих компонентах. Поэтому регулировка клапанов здесь не требуется — но тепловой зазор должен быть правильным. Поэтому правильнее говорить не «регулировка клапанов», а «регулировка теплового зазора ГРМ».
Почему необходима регулировка клапанов?
Если представить себе комбинацию «клапан — метчик — распредвал» без теплового зазора — т.е. плотное прилегание при неработающем двигателе, то легко понять, что при достижении рабочей температуры выдвинутый клапан, «вытащенный пружиной из цилиндра» в сторону распредвала, из-за теплового расширения будет постоянно прижиматься тем же распредвалом, что приведет к небольшому сжатию пружины и неплотному закрытию клапана. Это означает, что после достижения клапаном рабочей температуры он фактически перестает полностью выполнять одну из своих функций: плотно закрывать камеру сгорания и изолировать ее от системы впуска или выпуска.
Это может произойти, например, в результате износа седел клапанов и поппинга. Поэтому в этом случае необходимо отрегулировать клапан, чтобы обеспечить необходимый тепловой зазор для полного закрытия клапана.
Вторая возможность — увеличение теплового зазора: например, из-за износа поверхностей кулачков распределительного вала и компонентов клапанного механизма. В этом случае, даже после того, как двигатель достигнет рабочей температуры, между распределительным валом и клапанами все еще будет оставаться зазор, и они будут соприкасаться ударно и только при ударе кулачка. Это уже негативно сказывается на сроке службы клапанного механизма, но есть и другие последствия: клапан будет открываться чуть позже и не полностью — а это значит, что наполнение цилиндра топливно-воздушной смесью ухудшится.
Что произойдет, если клапаны не отрегулированы?
Если клапаны не отрегулированы вовремя, тепловой зазор изменится. Как увеличение, так и уменьшение теплового зазора, как мы уже поняли, оказывает негативное влияние на срок службы и производительность двигателя. Снижение клиренса означает неполное закрытие клапана, что приводит к ряду последствий. Негерметичность камеры сгорания из-за отклонённого клапана приводит к снижению компрессии и выходу горячих газов во впускную или выпускную систему (в зависимости от того, отклонён впускной или выпускной клапан).
Кроме того, стоит отметить значительно возросшую тепловую нагрузку на клапаны. Плотный контакт между закрытым клапаном и его седлом является одним из важных условий охлаждения клапана, и если клапан неплотно прилегает к седлу, охлаждение заметно снижается. Это особенно актуально для выпускных клапанов: впускные клапаны дополнительно охлаждаются топливно-воздушной смесью, поступающей в цилиндры, в то время как выпускные клапаны подают отработавшие газы при очень высокой температуре, и для них решающее значение имеет охлаждение в зоне контакта с седлом. В крайних случаях плохое охлаждение клапана из-за малого теплового зазора может привести к перегреву и разрушению клапана — так называемому прогару. Кроме того, взрыв горящей топливно-воздушной смеси в выхлопной магистрали увеличивает нагрузку на каталитический нейтрализатор (а при разрушении абразивная пыль может также повредить цилиндры).
Последствия увеличения теплового зазора несколько иные. Как упоминалось выше, это вызывает стук распредвала в клапанном механизме, что негативно сказывается на его сроке службы, а также несвоевременное и неполное открытие клапанов. Ухудшение заполнения цилиндров топливно-воздушной смесью означает нарушение фаз газораспределения и снижение мощности двигателя: другими словами, снижение вероятности включения.
Как узнать, каким должен быть момент зажатия клапанов?
Величина теплового зазора определяется для конкретного двигателя производителем: если конструкция двигателя позволяет регулировать клапаны, эти значения обычно приводятся в руководстве пользователя.
В целом, величина теплового зазора, конечно, очень мала и составляет десятые доли миллиметра — около 0,1-0,4 мм. Однако обычно его определяют с помощью набора щупов с шагом 0,05 мм или менее — то есть соблюдается точность до сотых долей. Стоит отметить, что тепловой зазор для впускных и выпускных клапанов различен: как мы уже знаем, выпускные клапаны нагреваются сильнее — и, следовательно, больше растут — и требуют большего теплового зазора.
На практике вам нужно знать только конкретные значения тепловых зазоров для регулировки — т.е. если вы не занимаетесь этим самостоятельно, эти цифры вам не пригодятся.
Как распознать необходимость регулировки клапанов
Частота регулировки клапанов, если она предусмотрена конструкцией двигателя, указывается в руководстве по эксплуатации автомобиля. В целом, эта процедура выполняется не очень часто — обычно каждые 50-80 000 километров пробега. Однако и более частая проверка не повредит — особенно если автомобиль оборудован баллоном для сжиженного газа, поскольку сжиженный газ увеличивает тепловую нагрузку на двигатель.
Второй способ узнать, что вам нужна регулировка клапанов, — это услышать характерный шум — стук или скрежет при работе двигателя, который не исчезает по мере прогрева.
Ну а если автомобиль куплен не новым и его пробег уже значительный, регулировка теплового зазора точно не будет лишней — нужно только выяснить, предусмотрена ли она конструкцией.
Как вы регулируете клапаны?
Существует несколько вариантов конструкции для регулировки теплового зазора. В качестве альтернативы, например, можно вставить прокладки соответствующей толщины между толкателем клапана и распределительным валом. Для регулировки зазора сначала измеряется зазор на имеющейся прокладке, а затем при необходимости прокладка заменяется на более толстую или тонкую. Альтернативным вариантом для аналогичной конструкции является подбор самих толкателей требуемой толщины, а не прокладок.
Другой вариант — регулировка теплового зазора с помощью винтового механизма. В этом случае ничего не нужно регулировать: зазор измеряется с помощью измерителя зазора, а затем регулируется по мере необходимости путем вкручивания или выкручивания регулировочного винта, который затем фиксируется контргайками
Почему клапаны в некоторых двигателях не нуждаются в регулировке?
Повторное объяснение, что регулировка клапанов должна быть предусмотрена в конструкции двигателя, очень важно: в конце концов, многие двигатели не требуют этой процедуры. Это зависит от того, оснащен ли двигатель гидрокомпенсаторами: это устройства, используемые для автоматического регулирования теплового зазора. Они работают от масла в двигателе (поэтому их называют «гидрокомпенсаторами»).гидрокомпенсаторы») и полностью исключают необходимость периодической ручной регулировки клапанов. Сами они, конечно, тоже не вечны — о необходимости их проверки и замены свидетельствует все тот же скрежет, который не исчезает вскоре после запуска, а иногда даже после прогрева двигателя. Однако в контексте данного материала, прежде всего, стоит знать, что двигатели, оснащенные гидрокомпенсаторами, не требуют регулировки клапанов.
Источник: kolesa.ru
