Всё о клапанах автомобильных двигателей: схемы, привод, обслуживание

о клапанах автомобильных двигателей

Практически все моторы автомобилей работают по четырёхтактному принципу, который подразумевает наличие в камере сгорания клапанов для впуска и выпуска. Они входят в состав газораспределительного механизма (ГРМ), который включает в себя ещё и распределительные валы, толкатели и привод распредвалов. Особенности устройства ГРМ во многом определяют важнейшие характеристики двигателя, его мощность, экономичность и срок службы.

Наполнение и очистка цилиндров – залог успеха

очистка цилиндров

Ограниченный объём цилиндра требует максимально эффективного его использования, а для этого надо обеспечить два фактора:

  1. • быстро заполнить надпоршневое пространство свежим зарядом рабочей смеси;
  2. • вывести в систему выхлопа отработавшие газы, не допуская попадание туда топлива из очередной порции, поступающей из впускного коллектора.

Для выполнения задачи конструкторы стремятся максимально увеличить площадь открывающихся в верхней части камеры сгорания клапанов, а для этого приходится наращивать их количество. Оптимальным для гражданских двигателей стало наличие четырёх клапанов на цилиндр, по два на впуске и выпуске. Например, для четырёхцилиндрового мотора общее число клапанов составит 16, что многие знают по краткому описанию двигателя, где указано 16V (Valve – клапан).

Менее требовательные к степени форсировки двигатели располагают двумя клапанами на цилиндр, 8V, что в некоторых случаях даже полезно, такие моторы лучше тянут на низких оборотах. При этом не позволяют увеличить мощность на высоких из-за худшего наполнения при коротком цикле.

Фазы газораспределения двигателя и их стабильность

фазы газораспределения двигателя

Каждый клапан надо вовремя открыть и закрыть, эти моменты подбираются при настройке двигателя и в совокупности составляют систему фаз. Отсчёт идёт в градусах поворота распредвала после начала рабочего цикла из четырёх тактов. Окончательно все фазы закреплены в положении кулачков, воздействующих на клапаны через толкатели. Иногда с коромыслами (рокерами), иногда непосредственно.

В процессе работы все трущиеся поверхности изнашиваются, а также меняют взаимное расположение из-за изменений температуры. Поэтому в системе предусмотрены либо нормируемые тепловые зазоры в толкателях, либо гидравлическое регулирование и поддерживание нулевого зазора. В первом случае клапаны надо периодически регулировать, а во втором говорят о применении гидрокомпенсаторов, которые не нуждаются в обслуживании.

Тонкая настройка фаз многоклапанных двигателей невозможна при использовании только одного распредвала на впуск и выпуск. Поэтому чаще всего при четырёхклапанной схеме применяются два вала. Обозначаются такие моторы как DOHC, что означает два верхних распредвала в головке цилиндров. Верхних – потому, что в старых двигателях распредвалы были нижние, а привод клапанов шёл через длинные штанги. На больших оборотах всё это работало нестабильно.

Механика вращения распределительных валов

вращения распределительных валов

Распределительный вал должен работать строго синхронно с коленчатым валом, для четырёхцилиндрового мотора вращаясь медленнее в два раза. Для этого используется привод цепью или зубчатым ремнём, не допускающий даже малейшего проскальзывания. Были и шестерёнчатые передачи, но они ушли в прошлое.

Цепной привод не требует обслуживания и теоретически живёт намного дольше ременного. Но тенденции последних времён приводят к максимальному облегчению цепи и повышению её бесшумности, отсюда резкое падение надёжности и долговечности.

Ремень бесшумен по своей природе, но его обязательно надо профилактически менять после определённого пробега. К тому же вместе с направляющими и натяжными роликами, а обычно и с водяным насосом, который часто приводится тем же ремнём. Игнорирование этого регламента может привести к обрыву, после чего клапаны на большинстве моторов встречаются с поршнями и двигателю предстоит крупный ремонт.

Технологии изготовления ремней и подшипников роликов совершенствуются и уже можно увидеть заверения производителей, что ремень рассчитан на весь срок службы мотора. К сожалению, верить этому пока нельзя. Максимальный пробег до замены – 90 тысяч километров, дальше начинается неоправданный риск.

Прогар клапанов

Прогар клапанов

Это самая распространённая неисправность всего ГРМ. Особенно часто встречается при переводе двигателя на газовое топливо. Газ горит медленнее, и температура тарелки выпускного клапана повышается от расчётной. Он начинает глубже садиться в гнездо, и если в моторе нет гидрокомпенсаторов, то выбирает тепловой зазор, перестаёт закрывать гнездо, перегревается ещё сильнее и мгновенно прогорает. У мотора падает компрессия и он отправляется в ремонт.

Стук клапанов

Стук клапанов

Иногда зазоры наоборот, начинают увеличиваться из-за износа. При выбирании такого большого зазора кулачком распредвала и возникает характерный стук. После регулировки бесшумность возвращается. Всегда полезно знать особенности конкретного двигателя, уменьшаются или увеличиваются в нём клапанные зазоры со временем. К сожалению, большинство моторов не предупреждают звуком о необходимости вмешательства. Приходится заменять прогоревшие клапаны и фрезеровать гнёзда.

Копируя информацию с сайта оставляйте ссылку на источник. 
Автомобильный сайт Copyright © 2019 carsavtos.ru
Все права защищены. 
16+