Основные типы механизмов газораспределения

случае направление витков пружин делается различным, чтобы при поломке одной из пружин ее витки не попадали между витками другой и не нарушалась безотказная работа клапанного механизма.

На впускных клапанах под  опорные шайбы или в верхней части направляющих втулок (у двигателей ЗИЛ, КамАЗ, ЗМЗ) устанавливают резиновые манжеты или колпачки, которые при открытии клапанов плотно прижимаются к его стержню и к направляющей втулке, вследствие чего устраняется возможная утечка (подсос) масла в цилиндры через зазор между втулкой и стержнем клапана (при такте впуска). В двигателях ЗИЛ-130 и ЗМЗ-53-11 для лучшего отвода тепла от выпускных клапанов введено натриевое охлаждение. С этой целью клапан делают полым и его полость заполняют на ³/₄ объема металлическим натрием. Натрий имеет высокую теплопроводность и плавится при температуре 98 °С. Во время работы двигателя расплавленный натрий омывает внутреннюю полость клапана, при этом теплота от его головки передается к стержню и через направляющую втулку и головку цилиндров отводится к охлаждающей жидкости.

В клапанном приводе двигателей ЗМЗ кроме сухариков и тарелки имеется коническая втулка, плотно охватывающая сухарики и соприкасающаяся с тарелкой узким кольцевым пояском. Вследствие этого уменьшается трение в этом соединении и клапан может проворачиваться под действием усилия, передаваемого через коромысло. Последнее способствует снятию нагара с головки и седла клапана и предотвращает их обгорание.

У двигателей автомобилей  семейства «Москвич» (с приводом на задние колеса) при верхнем расположении распределительного вала тепловой зазор устанавливают между наконечником, регулировочного болта и торцом стержня клапана.

                      

 

В непрогретых двигателях ЗИЛ-130, ЯМЗ-238 и ЗМЗ-53-11 зазор впускных и выпускных клапанов должен быть 0,25—0,30 мм, на дизелях КамАЗ зазор у впускных клапанов составляет 0,25—0,30 мм, а у выпускных — 0,35—0,40 мм.

В этих двигателях для  регулировки зазора в клапанах (рис. 4.4.1) служит регулировочный винт 3 с контргайкой 2, ввернутый в коромысло 1.

5 Фазы газораспределения

Под фазами газораспределения  понимают моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала. Фазы газораспределения изображаются круговыми диаграммами, их подбирают экспериментальным путем в зависимости от частоты вращения коленчатого вала при максимальной мощности двигателя и конструкции его впускных и выпускных газопроводов.

При рассмотрении рабочих  процессов двигателей в первом приближении было принято, что открытие и закрытие клапанов происходят в мертвых точках. Однако в действительности открытие и закрытие клапанов не совпадают с положением поршней в мертвых точках. Это связано с тем, что время, приходящееся на такты впуска и выпуска, очень мало, и при максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя оно составляет тысячные доли секунды. Поэтому если открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов будут происходить точно в мертвых точках, то наполнение цилиндров горю-

 

чей смесью и очистка их от продуктов сгорания будут недостаточными. В связи с этим моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях происходят с определенным опережением или запаздыванием относительно положения поршней в в. м. т. и н.   Из общей круговой диаграммы фаз газораспределения (рис. 5.1, а) видно, что при такте впуска впускной клапан / (см. рис. 5.1, г) начинает открываться с опережением, т. е. до подхода поршня в в.м.т. Угол а опережения открытия впускного клапана для двигателей различных моделей находится в пределах 10—32°. Закрывается впускной клапан с запаздыванием после прохождения поршнем н.м.т. (во время такта сжатия). Угол Р запаздывания закрытия впускного клапана в зависимости от модели двигателя составляет 40—85°.

Выпускной клапан 2 (см. рис. 5.1, г) начинает открываться до подхода поршня к н.м.т. (во время так"та рабочего хода). Угол v опережения открытия выпускного клапана для различных двигателей колеблется в пределах 40—70°. Закрывается выпускной клапан после прохождения поршнем в.м.т. (во время такта впуска). Угол б запаздывания закрытия выпускного клапана равен 10—50°.

Углы опережения и запаздывания, а следовательно, и время открытия клапанов делают тем больше, чем выше частота вращения коленчатого вала, при которой развивается максимальная мощность двигателя. Правильность установки газораспределения определяется точным зацеплением зубчатых колес по имеющимся на них меткам или расположением метки на ведущей звездочке (двигатели ВАЗ) против специального прилива на блоке цилиндров.

Общая круговая диаграмма  показывает, что в определенный период времени одновременно открыты впускной и выпускной клапаны. Угловой интервал а + б вращения коленчатого вала, при котором оба клапана открыты, называется перекрытием клапанов, которое необходимо для своевременной и качественной очистки цилиндров от продуктов сгорания.

         Из диаграммы фаз газораспределения двигателя ЗИЛ-130 (рис.5.1, б) видно, что впускной клапан открывается за 31° до прихода поршня в в.м.т., а выпускной клапан закрывается при угле 47° поворота коленчатого вала после в.м.т., следовательно, угол перекрытия клапанов составляет 78°. Открытие выпускного клапана происходит с опережением на 67° до н.м.т., а закрытие впускного клапана — с запаздыванием на 83° после н.м.т. Таким образом, общая продолжительность открытия каждого клапана составляет 294° по углу поворота коленчатого вала двигателя. Рассмотренные фазы газораспределения двигателя ЗИЛ-130 получены при зазоре в обоих клапанах 0,3 мм (между носком коромысла и торцом стержня клапана). При уменьшении зазора продолжительность открытия впускного и выпускного клапанов возрастает, а при увеличении зазора уменьшается.

 

6 Диагностика ГРМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Газораспределительный механизм должен обеспечивать необходимый коэффициент наполнения цилиндров, лучшую очистку цилиндров двигателя и необходимую герметичность камеры сгорания.

Эти требования могут  быть выполнены только при условии  нормального теплового зазора между  кулачками распределительного вала и рычагами привода клапанов, герметичности  сопряжения фаска клапана — седло клапана (при полностью закрытом клапане) и при правильной установке фаз газораспределения.

Эксплуатировать автомобиль, у которого «застучали» клапаны, не следует, так как тепловые зазоры будут увеличиваться, что приведет к ухудшению наполнения цилиндров и их очистки от продуктов сгорания. Кроме того, возрастают ударные нагрузки. 

Примечание: Самая опасная ошибка при регулировке зазоров в клапанах — полное отсутствие зазора.

В этом случае клапаны  не будут плотно закрываться, что  приведет к быстрому обгоранию их рабочих фасок.

Определение плотности  посадки клапанов производится следующими способами.      

• В цилиндр с пониженной компрессией заливается 20–25 см³ чистого моторного масла и замеряется компрессия. Если показания компрессометра не изменяются, то причиной пониженной компрессии может быть неплотное прилегание клапанов к седлам.      
• Поршень проверяемого цилиндра устанавливается в верхней мертвой точке. Включается высшая передача, автомобиль затормаживается ручным тормозом. В отверстие для свечи подается сжатый воздух под давлением 200–300 кПа. Утечка воздуха через карбюратор указывает на неплотность впускного клапана. Утечка воздуха через глушитель сигнализирует о неплотности выпускного клапана.

 

      Внимание: Если возникла неплотность хотя бы одного клапана, то необходимы ремонтные работы.

         При замене распределительного вала необходимо слить масло из картера двигателя, произвести промывку системы смазки, заменить масляный фильтр и залить в картер свежее масло. Если этого не сделать, то из-за оставшихся в масле частиц металла — продуктов износа кулачков и рычагов — будет быстрее изнашиваться новый распределительный вал и другие детали двигателя.

7 Ремонт ГРМ

Стук рычагов привода клапанов. Характерный стук с равномерными интервалами, частота его меньше любого другого стука в двигателе. Заклинивание двигателя с обрывом одного или нескольких клапанов. Сопровождается деформацией боковин рабочей части рычагов, растрескиванием юбок тарелок клапанов (возможно разрушение тарелки), подрезанием упорных буртов сухарей со стороны тыльной части. Возможно столкновение выхлопных клапанов с днищами поршней. Обязательна осадка сухарей в тарелках клапанов

а) Самоотворачивание регулировочных болтов. Не выдержан момент затяжки  контргаек, перетяжка контргаек.

Отрегулировать клапаны. При перетяжке заменить регулировочные болты.

б) Самоотворачивание  регулировочных болтов вследствие превышения максимально допустимых оборотов двигателя.

Последствия устранить за счет виновных.

в) Износ  кулачков распредвала. Работа пары "кулачок-рычаг" без зазора. Некачественная регулировка зазора.

С обратной стороны изношенного кулачка  имеется радиальное засветление  по всей длине обратной части. Заменить распредвал.

г) Износ  кулачков распредвала, засветления  с обратной стороны кулачка отсутствуют, возможна узкая полоса засветления у края противоположной части кулачка - след работы рычага с перекосом.

Заменить  распредвал, рычаги.

д) Кулачки  не изношены. Многократной регулировкой стук не устраняется. Отклонение геометрии  кулачка распредвала.

Заменить  распредвал, рычаги.

Снижение  мощности двигателя, низкая компрессия одного или нескольких цилиндров

а) Выкрашивание наплавленного слоя тарелки клапана ("прогар" клапана).

Заменить  клапаны. Способствующими возникновению  дефекта факторами являются отсутствие зазора "распредвал - рычаг" у данного клапана и повышенный температурный режим двигателя.

Стук  газораспределительного механизма

а) Завышен  зазор "регулировочная шайба - кулачок  распредвала".

Произвести регулировку подбором шайбы нужного размера.

б) Завышен зазор "наружный диаметр  регулировочной шайбы - диаметр гнезда в толкателе под шайбу".

Заменить шайбу, толкатель.

в) Износ кулачков распредвала и  регулировочных шайб.

Заменить распредвал и регулировочные шайбы.

г) Завышен зазор "опорная шейка  распредвала - подшипник". 

Заменить головку блока.

д) Разнотолщинность регулировочной шайбы по кругу контакта с кулачком (неравномерный износ).

Заменить дефектную шайбу.

е) Огранка (некруглость) толкателей по наружному диаметру, эллипсность.

Заменить толкатели.

ж) Недозатяжка, ослабление крепления  звездочки привода распредвала. Деформация шпонки звездочки крепления распредвала, шпоночных пазов звездочки и распредвала.

з) Взаимное касание пружин при  рабочем ходе клапанов. Заменить пружины. и) Износ направляющей втулки клапана. Заменить втулки. Обрыв клапанов а) Дефект сварки стержня выхлопного клапана, посторонние включения  в материале стержня впускного  клапана. Заменить поврежденные детали. б) Заклинивание, разрушение подшипника водяного насоса. Срез зубьев или сбрасывание ремня привода распредвала со шкивов, рассогласование фаз газораспределения, столкновение клапанов с поршнями. Заменить поврежденные детали. в) Обрыв ремня привода распредвала. Заменить поврежденные детали.

Заменить дефектные детали.

 

8 Диагностика по выхлопным газам

 
     Если двигатель начал дымить, значит, что-то неисправно и ему срочно требуется диагностика.

     Если дым черный, то это сигнал неполного сгорания масла, недостатка воздуха или высокого содержания углеродов. Необходимо проверить распылители форсунок. Возможно, нарушена их герметичность, и топливо сгорает не полностью.

      Причиной также может являться загрязнение воздушного фильтра и неверный угол опережения впрыска.

      Кроме того, возможно, загрязнен продуктами сгорания и маслами впускной коллектор. Если это явилось причиной дымности, то впускной коллектор следует снять и очистить.

      Черный дым появляется и в случае недостаточной компрессии на двигателе — при низкой степени сжатия топливо сгорает не полностью. Обычным результатом является повышенный расход топлива. И если у вашего автомобиля вдруг обнаружился повышенный аппетит, обратите внимание на дым — это вполне надежная диагностика.

        Повышенная дымность — это не только черный дым. Он вполне может быть и белым. В этом случае следует провести диагностику «на нюх», то есть принюхаться к выхлопной трубе. Если пахнет сладким, то вполне вероятно, что охлаждающая жидкость попала в камеру сгорания. Это происходит по следующим причинам:

• прогорела прокладка головки блока цилиндров вследствие перегрева двигателя или неправильной установки прокладки после ремонта;
• «повело» головку блока цилиндров из-за перегрева двигателя;
• возникла трещина в рубашке охлаждения блока цилиндров из-за перегрева двигателя.

        Чтобы убедиться в попадании охлаждающей жидкости в камеру сгорания, не обязательно обнюхивать выхлопную трубу. Достаточно, если белый цвет дыма сопровождается постоянным снижением уровня охлаждающей жидкости.Но белый дым не всегда является признаком неисправности.

      Вниманиие:   Если белый дым и выделение капель жидкости из выпускной трубы возникают сразу после «холодного старта», то беспокоиться не стоит — с автомобилем все в порядке.

         В отработавших газах присутствует большой процент паров воды. Пар же, соприкасаясь с холодными стенками выпускной системы, конденсируется и выбрасывается в виде водяных капель. По мере прогрева двигателя выброс прекращается.

         Если масло попадает в камеру сгорания, то дым становится синего цвета. Причиной этого могут быть:

• «задубевшие» маслосъемные колпачки (из-за перегрева двигателя или длительной стоянки автомобиля без заводки);
• износ стержней клапанов или направляющих стержней клапанов из-за использования некачественного масла (или при длительной эксплуатации автомобиля без замены масла);
• попадание пыли в камеру сгорания из-за неплотностей во впускном коллекторе и порванном воздушном фильтре;
• износ маслосъемных колец вследствие старения, использования некачественного масла, а также установка не оригинальных маслосъемных колец во время ремонта двигателя (не оригинальный, дешевый комплект колец выдерживает 4–7 тыс. км пробега автомобиля).