Регулювання клапанів: що це, навіщо потрібно і що буде, якщо її не робити
Якщо ви коли-небудь були свідком того, як досвідчений водій відкриває капот автомобіля (вашого або вашої машини), якийсь час слухає звук двигуна, а потім красномовно каже: «Клапани потребують регулювання», але ви не можете зрозуміти, що він сказав, так само як і звук двигуна, який він слухав, сьогодні ми спробуємо усунути цю прогалину. Що таке регулювання клапанів, навіщо воно потрібне, коли його слід проводити і що станеться, якщо його взагалі не робити? І чому багато автомобілів взагалі не потребують регулювання клапанів? Давайте дізнаємось.
Що таке регулювання клапанів?
Робота звичайного поршневого двигуна полягає в подачі паливно-повітряної суміші в циліндри і випуску відпрацьованих газів. Обидві функції виконують клапани - впускний та випускний, відповідно - які по черзі відкриваються в потрібний момент для наповнення та спорожнення циліндра. Вони керуються розподільчим валом, який має спеціальні кулачки, що впливають на кришку клапана, щоб відкрити їх у циліндр. Існує кілька конструкцій приводного механізму - розподільний вал може впливати на клапани практично безпосередньо, притискаючи кулачок до штовхачів, або, наприклад, через спеціальні коромисли, що притискають один кінець кулачка, тоді як інший давить на клапан. Однак в обох випадках є цікава конструктивна особливість: тепловий зазор між кулачком розподільчого валу та компонентом клапанного механізму, що відкриває клапан.Насправді робоча температура компонентів двигуна, особливо клапанного механізму і самих клапанів, дуже висока, і метал має тенденцію розширюватися під впливом тепла, що, зокрема, призводить до розширення клапанів. Саме для компенсації цього розширення необхідний тепловий зазор, регулювання якого називається. "Регулюванням клапана".
Так, з логічного погляду формулювання «регулювання клапана» не зовсім коректне. У нормальних умовах клапан закритий, коли на нього не тисне кулачок розподільного валу: головка клапана щільно притискається до сідла в головці пружини циліндра, а належна герметичність забезпечується фасками на обох компонентах. Тому регулювання клапанів тут не потрібне - але тепловий зазор повинен бути правильним. правильніше говорити не "регулювання клапанів", а "регулювання теплового зазору ГРМ".
Чому необхідне регулювання клапанів?
Якщо уявити комбінацію «клапан - мітчик - розподільний вал» без теплового зазору - тобто щільне прилягання при непрацюючому двигуні, то легко зрозуміти, що при досягненні робочої температури висунутий клапан, «витягнутий пружиною з циліндра» у бік розподільного валу, через теплового розширення постійно притискатиметься тим же розподільним валом, що призведе до невеликого стиснення пружини та нещільного закриття клапана Це означає, що після досягнення клапаном робочої температури він фактично перестає повністю виконувати одну зі своїх функцій: щільно закривати камеру згоряння та ізолювати її від системи впуску або випуску.
Це може статися, наприклад, в результаті зносу сідел клапанів та поппінгу.Тому в цьому випадку необхідно відрегулювати клапан, щоб забезпечити необхідний тепловий проміжок для повного закриття клапана.
Друга можливість - збільшення теплового зазору: наприклад, через знос поверхонь кулачків розподільного валу та компонентів клапанного механізму. У цьому випадку, навіть після того, як двигун досягне робочої температури, між розподільним валом і клапанами все ще залишатиметься зазор, і вони стикаються ударно і тільки при ударі кулачка. Це вже негативно позначається на терміні служби клапанного механізму, але є й інші наслідки: клапан відкриватиметься трохи згодом і не повністю, а це означає, що наповнення циліндра паливно-повітряною сумішшю погіршиться.
Що станеться, якщо клапани не відрегульовані?
Якщо клапани не відрегульовані вчасно, тепловий проміжок зміниться. Як збільшення, так і зменшення теплового зазору, як ми вже зрозуміли, негативно впливає на термін служби і продуктивність двигуна. Зниження кліренсу означає неповне закриття клапана, що призводить до низки наслідків. Негерметичність камери згоряння через відхилений клапан призводить до зниження компресії та виходу гарячих газів у впускну або випускну систему (залежно від того, відхилений впускний або випускний клапан).
Крім того, варто відзначити теплове навантаження, що значно зросло на клапани. Щільний контакт між закритим клапаном та його сідлом є однією з важливих умов охолодження клапана, і якщо клапан нещільно прилягає до сідла, охолодження помітно знижується.Це особливо актуально для випускних клапанів: впускні клапани додатково охолоджуються паливно-повітряною сумішшю, що надходить в циліндри, в той час як випускні клапани подають гази, що відпрацювали, при дуже високій температурі, і для них вирішальне значення має охолодження в зоні контакту з сідлом. У крайніх випадках погане охолодження клапана через малий тепловий зазор може призвести до перегріву і руйнування клапана - так званому прогару. Крім того, вибух паливно-повітряної суміші, що горить, у вихлопній магістралі збільшує навантаження на каталітичний нейтралізатор (а при руйнуванні абразивний пил може також пошкодити циліндри).
Наслідки збільшення теплового зазору дещо інші. Як згадувалося вище, це викликає стукіт розподільного валу в клапанному механізмі, що негативно позначається на його терміні служби, а також несвоєчасне та неповне відкриття клапанів. Погіршення заповнення циліндрів паливно-повітряною сумішшю означає порушення фаз газорозподілу та зниження потужності двигуна: іншими словами, зниження ймовірності включення.
Як дізнатися, яким має бути момент затискання клапанів?
Величина теплового зазору визначається конкретного двигуна виробником: якщо конструкція двигуна дозволяє регулювати клапани, ці значення зазвичай наводяться у посібнику користувача.
У цілому нині, величина теплового зазору, звісно, дуже мала і становить десяті частки міліметра — близько 0,1-0,4 мм. Однак зазвичай його визначають за допомогою набору щупів з кроком 0,05 мм або менше - тобто дотримується точність до сотих часток.Варто зазначити, що тепловий зазор для впускних і випускних клапанів різний: як ми вже знаємо, випускні клапани нагріваються сильніше - і, отже, більше зростають - і потребують більшого теплового зазору.
Насправді вам потрібно знати лише конкретні значення теплових зазорів для регулювання — тобто. якщо ви не займаєтеся цим самостійно, ці цифри вам не знадобляться.
Як розпізнати необхідність регулювання клапанів
Частота регулювання клапанів, якщо вона передбачена конструкцією двигуна, вказується у посібнику з експлуатації автомобіля. Загалом ця процедура виконується не дуже часто – зазвичай кожні 50-80 000 кілометрів пробігу. Однак і частіша перевірка не зашкодить — особливо якщо автомобіль обладнаний балоном для зрідженого газу, оскільки зріджений газ збільшує теплове навантаження на двигун.
Другий спосіб дізнатися, що вам потрібне регулювання клапанів - це почути характерний шум - стукіт або скрегіт при роботі двигуна, який не зникає в міру прогріву.
Ну а якщо автомобіль куплений не новим і його пробіг вже значний, регулювання теплового зазору точно не буде зайвим - потрібно тільки з'ясувати, чи передбачено конструкцією.
Як ви регулюєте клапани?
Існує кілька варіантів конструкції регулювання теплового зазору. В якості альтернативи, наприклад, можна вставити прокладки відповідної товщини між штовхачем клапана та розподільним валом. Для регулювання зазору спочатку вимірюється зазор на наявній прокладці, а потім за необхідності прокладка замінюється більш товсту або тонку. Альтернативним варіантом для аналогічної конструкції є вибір самих штовхачів необхідної товщини, а не прокладок.
Інший варіант – регулювання теплового зазору за допомогою гвинтового механізму. В цьому випадку нічого не потрібно регулювати: зазор вимірюється за допомогою вимірювача зазору, а потім регулюється при необхідності шляхом вкручування або викручування гвинта, який потім фіксується контргайками
Чому клапани в деяких двигунах не потребують регулювання?
Повторне пояснення, що регулювання клапанів має бути передбачене у конструкції двигуна, дуже важливо: зрештою, багато двигунів не вимагають цієї процедури. Це залежить від того, чи двигун оснащений гідрокомпенсаторами: це пристрої, що використовуються для автоматичного регулювання теплового зазору. Вони працюють від масла у двигуні (тому їх називають «гідрокомпенсаторами»). гідрокомпенсатори») і повністю виключають необхідність періодичного ручного регулювання клапанів. Самі вони, звичайно, теж не вічні — про необхідність їх перевірки та заміни свідчить той самий скрегіт, який не зникає незабаром після запуску, а іноді навіть після прогріву двигуна. Однак у контексті даного матеріалу, перш за все, варто знати, що двигуни, оснащені гідрокомпенсаторами, не потребують регулювання клапанів.
Як зрозуміти, що потрібно регулювати клапана
Регулювання клапанів: що це, навіщо потрібно і що буде, якщо її не робити
Якщо ви ставали свідком сцени, коли досвідчений автомобіліст діловито відкривав капот машини (вашої чи своєї), якийсь час вслухався в звук працюючого мотора, а потім багатозначно вимовляв фразу «клапани треба відрегулювати», але при цьому для вас його слова були не зрозумілішими за звук двигуна , Який він слухав, то сьогодні ми спробуємо цю прогалину заповнити.Що таке регулювання клапанів, навіщо воно потрібне, коли його потрібно робити, і що буде, якщо його не робити зовсім? І чому на багатьох машинах регулювання клапанів взагалі не потрібне? Давайте розберемося.
Робота звичайного поршневого двигуна передбачає подачу в циліндри паливоповітряної суміші і відведення з них відпрацьованих газів. Обидві функції виконують клапани – відповідно, впускні та випускні, поперемінно відкриваючись у потрібний час для наповнення та випорожнення циліндра. Керує їх роботою розподільний вал, що має спеціальні кулачки, що впливають на верхню частину клапана, відкриваючи його в циліндр. Конструкцій приводного механізму існує кілька - розподільний вал може впливати на клапани майже безпосередньо, натискаючи кулачком на штовхачі, або, наприклад, через спеціальні коромисли, штовхаючи один їх кінець, тоді як інший тисне на клапан. Але в будь-якому з випадків у конструкції є особливість, що нас цікавить: тепловий зазор між кулачком распредвала і деталлю клапанного механізму, яка відкриває клапан. Адже робоча температура деталей двигуна, особливо клапанного механізму і клапанів, дуже висока, а при нагріванні метал має властивість розширюватися, що призводить, зокрема, до подовження клапана. Саме для компенсації цього розширення потрібен тепловий зазор, а регулювання цього зазору називається «регулюванням клапанів»
Так, з логічного погляду формулювання «регулювання клапанів» не зовсім правильне. Клапан за нормальних умов, коли на нього не тисне кулачок розподільного валу, закритий: тарілка клапана щільно притиснута пружиною до сідла в головці блоку циліндрів, а належна герметичність забезпечується фасками на обох елементах.Відповідно, ніяке регулювання клапану тут не потрібне – а от тепловий зазор має бути правильним. Тобто коректніше говорити не «регулювання клапанів», а «регулювання теплового зазору приводу клапанів».
Якщо уявити комбінацію «клапан – штовхач – розподільний вал» без теплового зазору – тобто, щільно прилеглими один до одного при непрацюючому двигуні, то нескладно зрозуміти, що при виході на робочу температуру на клапан, що подовжується, «витягується пружиною з циліндра» у бік розподільного валу , через температурне розширення почне постійно тиснути цей самий розподільний вал, приводячи до невеликого стиснення пружини та нещільного закриття клапана. Тобто при досягненні робочої температури клапан фактично перестане повноцінно виконувати одну зі своїх функцій: щільно закриватися для герметизації камери згоряння та її ізоляції від впускного або випускного тракту.
Подібне може статися, наприклад, через знос сідел і тарілок клапанів. Відповідно, у цьому випадку регулювання клапанів потрібне, щоб забезпечити потрібний тепловий зазор для забезпечення повного закриття клапанів.
Другий варіант – збільшення теплового зазору: наприклад, через знос поверхонь кулачків розподільного валу та елементів приводу клапанів. У цьому випадку навіть після досягнення двигуном робочої температури між розподільним валом і клапанним механізмом залишатиметься зазор, а торкатися вони будуть ударно і тільки в момент дії кулачка. Це вже згубно впливає на ресурс клапанного механізму, але є й інші наслідки: клапан відкриватиметься трохи пізніше і не повністю – а значить, погіршиться наповнюваність циліндра паливоповітряною сумішшю.
Якщо клапани не регулюватися вчасно, це призведе до зміни теплового зазору. При цьому і збільшення, і зменшення теплового проміжку, як ми вже зрозуміли, негативно впливає на ресурс і роботу двигуна. Зменшення зазору означає неповне закриття клапанів, що призводить до низки наслідків. Негерметичність камери згоряння через відкритий клапан призводить до падіння компресії та прориву розпечених газів у впускний або випускний тракт (залежно від того, впускний або випускний клапан відкритий).
Крім того, варто відзначити теплове навантаження, що значно збільшується, на клапани. Адже щільний контакт закритого клапана з сідлом – це одна з важливих умов охолодження, а якщо клапан нещільно прилягає до сідла, охолодження відчутно погіршується. Особливо це стосується випускних клапанів: впускні додатково охолоджуються паливоповітряною сумішшю, що надходить в циліндри, а ось випускні забезпечують вихід відпрацьованих газів вкрай високої температури, і для них охолодження в зоні контакту з сідлом має критичну важливість. У крайньому випадку погане охолодження клапана через малий тепловий зазор може призвести до його перегріву і руйнування - так званому прогару. Крім того, прорив паливоповітряної суміші, що горить, у випускний тракт підвищує навантаження на каталізатор (а при його руйнуванні абразивний пил може пошкодити і циліндри).
Наслідки збільшення теплового зазору дещо інші. Як було сказано вище, воно призводить до ударного впливу розподільного валу на клапанний механізм, що негативно позначається на його ресурсі, а також до несвоєчасного та неповного відкриття клапана.Погіршення наповнення циліндра паливоповітряною сумішшю при цьому означає порушення фаз газорозподілу та зниження віддачі мотора: тобто він буде гірше тягнути.
Величина теплового зазору визначається виробником для конкретного двигуна: якщо конструкція двигуна передбачає регулювання клапанів, показники зазвичай вказуються в посібнику з експлуатації. - Kolesa.Ru (@Kolesa_Ru) 3 червня 2019 р.
У цілому нині величина теплового зазору, зрозуміло, дуже невелика, це десяті частки міліметра – приблизно 0,1-0,4 мм. При цьому її зазвичай визначають за допомогою набору щупів з кроком в 0,05 мм і менше - тобто дотримується точність до сотих. Тепловий зазор для впускних і випускних клапанів відрізняється: як ми вже знаємо, випускні клапани нагріваються сильніше - а отже, сильніше збільшуються в розмірах і вимагають більшого теплового зазору.
На практиці знати конкретні значення теплового зазору потрібно лише для регулювання - тобто, якщо ви не займаєтеся ним самостійно, ці цифри вам не надто знадобляться.
Періодичність регулювання клапанів, якщо вона передбачена конструкцією двигуна, вказується в посібнику з експлуатації автомобіля. Загалом ця процедура виконується не так часто – зазвичай це кожних 50-80 тисяч кілометрів. Однак і частіша перевірка не зашкодить – особливо якщо машина оснащена газобалонним обладнанням, оскільки газове паливо підвищує теплове навантаження на мотор.
Другий спосіб дізнатися про необхідність регулювання клапанів - це характерний звук: стукіт або цокання при роботі двигуна, що не проходить у міру його прогріву.
Ну а якщо автомобіль придбаний не новим, і його пробіг вже немаленький, то регулювання теплового зазору точно не буде зайвим – потрібно лише з'ясувати, чи передбачено конструкцією.
Існує кілька конструктивних варіантів регулювання теплового проміжку. Наприклад, один із варіантів – це підбір шайб потрібної товщини, які вставляються між штовхачем клапана та кулачком розподільного валу. Для регулювання зазору він спочатку вимірюється з наявною шайбою, а потім шайба при необхідності замінюється на іншу, більшу або меншу товщину. Альтернативний варіант при такій конструкції - вибірка не регулювальних шайб необхідної товщини, а самих штовхачів з потрібними параметрами.
Ще одна варіація – це регулювання теплового зазору за допомогою гвинтового механізму. У цьому випадку нічого підбирати не потрібно: зазор вимірюється щупом і потім при необхідності налаштовується вкручуванням або викручуванням регулювального болта, який фіксується контргайками — Kolesa.Ru (@Kolesa_Ru) 3 червня 2019 р.
Такий спосіб регулювання ми наочно показували в окремому матеріалі на прикладі Renault Logan.
Неодноразове уточнення про те, що регулювання клапанів має бути передбачене конструкцією мотора, дуже важливо: адже багато двигунів цієї процедури не вимагають. Це залежить від того, чи оснащений мотор гідрокомпенсаторами: це пристрої, призначені для автоматичного регулювання теплового зазору. Вони працюють за рахунок масла, що надходить у них з двигуна (тому, власне, і називаються « гідро компенсаторами») і повністю виключають необхідність періодичного ручного регулювання клапанів.Самі вони, звичайно ж, теж не вічні - про необхідність їх перевірки та заміни говорить все той же цокаючий стукіт, що не зникає невдовзі після запуску, а часом навіть після прогрівання двигуна. Однак головне, що потрібно знати в контексті цього матеріалу – це те, що двигуни, оснащені гідрокомпенсаторами, регулювання клапанів не потрібні.
Регулювання клапанів: навіщо вона потрібна і що дає
Двигуни внутрішнього згоряння, які встановлюються на сучасних автомобілях, це досить складні механізми з безліччю деталей. Тому для нормальної роботи протягом тривалого часу вони потребують правильного обслуговування.
На жаль, багато автомобілістів не приділяють цьому належної уваги. Наприклад, вони не дуже добре розуміють, для чого потрібне регулювання клапанів і часто ігнорують цю процедуру, що призводить до додаткових поломок та великих витрат на ремонт. У цьому матеріалі ми розповімо про те, що таке регулювання клапанів, яким двигунам воно потрібне і як воно виконується.
Що таке регулювання клапанів?
Перш ніж відповісти на питання, що таке регулювання клапанів, необхідно спочатку з'ясувати, що ж являю собою клапани двигунів внутрішнього згоряння, де вони знаходяться, і виконання яких функцій на них покладено. Конструктивно ці важливі деталі сучасних двигунів є «тарілками» циліндричної форми з досить довгими стрижнями. Вони встановлюються в блоці циліндрів, причому в кількості щонайменше два на кожен з них. Клапани в закритому стані прилягають до сідл, які виготовляються зі сталі та запресовуються в головку блоку циліндрів (ГБЦ).Оскільки в процесі функціонування ці деталі зазнають значних механічних і теплових навантажень, то вони виготовляються зі спеціальних, стійких до такого роду впливів сталей.
Клапани є складовими частинами газорозподільних механізмів автомобілів (ГРМ), які нерідко називають клапанними. Вони поділяються на впускні та випускні. Функцією перших є, як неважко здогадатися за назвою, впуск паливної суміші в циліндри, а других — випуск з них газів, що відпрацювали. У процесі роботи двигуна клапани розширюються, їх стрижні подовжуються, відповідно, змінюються розміри зазорів, які повинні бути між їх торцями і кулачками, що штовхають (у двигунах старих конструкцій - коромислами). У процесі експлуатації ДВС розміри цих відхилень наростають, і тоді, коли вони починають перевищувати гранично допустимі значення, слід проводити регулювання клапанів. Вона полягає у тому, щоб привести зазори до норми.
Якщо клапани періодично не регулювати, це може призвести до вельми нерадісних наслідків. У тому випадку, коли зазор занадто малий, то неминуче відбуватиметься «підгоряння». Це означає, що на поверхнях клапанів утворюватиметься досить щільний шар продуктів згоряння паливної суміші. Через нього порушується нормальна робота системи газорозподілу, а відтак і двигуна в цілому. До того ж цей нагар досить важко піддається видаленню.
У тих випадках, коли зазор надмірно великий, клапани відкриваються в повному обсязі, і тому потужність двигуна істотно падає. Крім того, вони починають «стукати», і цей стукіт досвідчені водії чують, навіть перебуваючи у салоні, за кермом свого авто.Само собою зрозуміло, що збільшені клапанні зазори впливають на роботу двигуна внутрішнього згоряння нітрохи не менш негативно, ніж надмірно малі.
Яким двигунам і коли потрібне регулювання клапанів?
Слід зазначити, що далеко не всім двигунам внутрішнього згоряння потрібне періодичне регулювання клапанів. Справа в тому, що зараз у багатьох сучасних ДВС, якими оснащуються легкові автомобілі, в системах їх газорозподільних механізмів встановлюються звані гідрокомпенсатори. Ці пристрої самостійно в режимі реального часу регулюють зазори, і тому їх величина завжди є оптимальною.
Якщо у двигуні транспортного засобу гідрокомпенсаторів немає, то регулювати клапан необхідно вручну. Про те, що настав час зайнятися цією справою, досить легко дізнатися за деякими симптомами. Одним з них є характерне "цокання" клапанів, яке вже було згадано вище, а іншим - те, що двигун починає "троїти", в його циліндрах або суттєво падає, або повністю пропадає компресія. Як тільки проявляється хоча б один із цих симптомів, необхідно перевірити розміри проміжків у клапанному механізмі.
Робити це потрібно також і не чекаючи на «тривожні дзвіночки», в рамках проведення заходів щодо поточного технічного обслуговування автомобіля. Періодичність перевірки клапанних зазорів вказується в технічній документації на кожний транспортний засіб і, як правило, становить один раз на кожні 25000 – 30000 кілометрів пробігу. Її зазвичай проводять на станціях технічного обслуговування, але, маючи певні навички, перевірку клапанних зазорів можна здійснити і самостійно.
Читайте також: Що таке гідрокомпенсатори у двигуні і чому вони стукають
Процедура регулювання клапанів
Здійснювати регулювання клапанів необхідно лише на холодному двигуні, причому із суворим дотриманням певної послідовності дій. В іншому випадку зазори будуть відрегульовані неправильно з усіма наслідками, що з цього випливають.
Процес регулювання починається з того, що поршень циліндра встановлюється у верхню точку стиснення. Щоб привести його в таке положення, необхідно провернути колінчастий вал або за пускову рукоятку, або за гвинт кріплення шківа приводу генератора. Слід зазначити, що обертання потрібно робити лише за годинниковою стрілкою. Після того, як поршень встановлений, необхідно перевірити величину зазору. Робиться це за допомогою спеціального щупа.
Якщо з'ясовується, що зазор чи надмірно великий, чи занадто малий, необхідно його змінити. Для цього на відповідному гвинті або болті необхідно спочатку звільнити контргайку, а потім встановити зазор до необхідної межі. Він визначається товщиною відповідного щупа. Як тільки значення зазору встановлено, потрібно зафіксувати це положення, затягнувши контргайку. Робити це потрібно акуратно та обережно, щоб не збити налаштування. Після цього треба обов'язково перевірити правильність регулювання клапана за допомогою щупа: він повинен входити в зазор, але не вільно, а з деяким зусиллям. Якщо так і є, то це означає, що регулювання конкретного клапана конкретного циліндра зроблено правильно, і потрібно зробити всю описану вище процедуру для всіх клапанів і циліндрів, що залишилися.
Слід зазначити, що регулювання клапанів двигунів внутрішнього згоряння - процедура дуже копітка, вимагає акуратності, не терпить поспіху. Найкраще не виробляти її самостійно, а звернутися на станцію технічного обслуговування та довірити цю роботу професіоналам, які мають відповідний досвід та необхідні навички.
Читайте також: Що таке ГБЦ в автомобілі
