Тепловой зазор: Тепловой зазор: что это и для чего служит – Тепловой зазор

Что такое тепловой зазор

Тепловой зазор клапанов

Как известно, нагретый металл имеет свойство расширяться. Детали газораспределительного механизма – клапаны, детали клапанного привода, распредвал – все это сделано из разных металлических сплавов, и по мере прогрева мотора увеличивается в размерах. Именно поэтому между распредвалом и толкателем клапана (или между коромыслом и клапаном) существует небольшой зазор – его называют тепловым.

Для того, чтобы нагляднее понять важность наличия теплового зазора, пойдет от обратного: представим себе, что теплового зазора нет. Тогда в холодном состоянии в приводе клапанов детали будут прилегать друг к другу плотно. Разогревшись, шток клапана удлинится. Сверху у него никакого зазора нет – значит удлиняться он будет книзу. Это приведет к тому, что тарелка горячего клапана будет неплотно прилегать к седлу (ССЫЛКА) в закрытом состоянии. Зазор появится в ненужном месте, и через него из цилиндра будет «утекать» топливовоздушная смесь, ухудшая эффективность работы мотора. Логичное решение проблемы – наличие небольшого зазора сверху.  При комфортной плюсовой температуре на улице «услышать» наличие этого зазора сложно – и холодный, и горячий мотор будут работать примерно одинаково на слух. На сильном же морозе, когда зазор становится больше, запущенный мотор будет работать жестко, с характерным стуком. Это звук, с которым привод ударно воздействует на клапаны. Эти симптомы должны быстро проходить. Если мотор постоянно работает, как холодный, то скорее всего со временем тепловой зазор в нем увеличился до ненормативного. Вообще по мере износа деталей газораспределительного механизма зазор может как увеличиваться, так и уменьшаться – тут все зависит от конкретных конструктивных особенностей мотора и качества металлов, из которых сделаны детали. Увеличению зазора способствует износ кулачков распредвала, торцов клапана и деталей привода.  Уменьшению зазора – износ седел и тарелок клапанов (ССЫЛКА) и, как следствие, более глубокая посадка. Говоря упрощенно, если распредвал и привод подвержен износу сильнее, чем седло и тарелки, то зазор увеличится. Если наоборот, то уменьшится. Так или иначе, периодически тепловой зазор нужно измерять и, при необходимости, регулировать.  Если зазор будет слишком большой, то возрастут ударные нагрузки на клапаны (и ускорится их износ!), а кроме того, клапаны будут не до конца открываться, что ухудшит наполняемость цилиндров, снизит мощность. От слишком малого зазора тоже мало хорошего. В щели между седлами и неплотно закрытыми клапанами будет утекать топливовоздушная смесь (т.е. будет снижаться степень сжатия и мощность мотора), но хуже того: в каналы хлынут раскаленные выхлопные газы и будут оказывать свое пагубное воздействие на клапаны. Седла отводят от клапанов избыточное тепло, так что отсутствие контакта с ними чревато перегревом и деформацией.

В клапанном приводе двигателей есть регулировочный механизм, который позволяет регулировать величину зазора. Он отличается от мотора к мотору, поэтому в рамках этой статьи дать исчерпывающее описание процесса регулировки не представляется возможным. Кроме того, это довольно трудная процедура, требующая опыта и наличия инструмента, так что лучше доверить ее проверенному мастеру.

В качестве иллюстрации приведем двигатель ВАЗ-2110, где величина теплового зазора регулируется при помощи шайбы необходимой толщины, устанавливаемой между толкателем клапана и кулачком распредвала.

Дополнительно стоит сказать, что на многих моторах регулировка теплового зазора происходит автоматически – с помощью гидравлических компенсаторов, о которых подробно рассказано в отдельной статье (ССЫЛКА).

KnowCar — понятная энциклопедия по устройству автомобилей, где сложное описано простым языком, с иллюстрациями и видео, а статьи рассортированы по разделам. Энциклопедия в процессе наполнения. Если есть вопросы или предложения, свяжитесь с командой. Все контактные данные — внизу сайта.

knowcar.ru

Регулировка теплового зазора клапанов

Рейтинг:  4 / 5

Эта тема поможет Вам понять для чего это необходимо, последствия несвоевременной регулировки, периодичность и как определить необходимость, самостоятельно выставить тепловые зазоры клапанов. Многие понимают важность этого мероприятия и своевременно проводят регулировку собственными силами или же доверяют эту работу специалистам автосервисов.

В процессе работы двигателя трущиеся детали изнашиваются, установленные зазоры изменяются. В клапанном механизме важную роль имеет тепловой зазор клапанов. Для нормальной работы двигателя, важно соблюдать время открытия, закрытия клапанов и сохранить герметичность в закрытом состоянии.

Когда двигатель еще не прогрет между торцом клапана и коромыслом, или толкателем и распределительным валом должен быть определенный заводом зазор. Рассчитан он исходя из температурного расширения металла, то есть когда двигатель прогрет до рабочей температуры многие детали газораспределительного механизма нагреваются и по закону физики имеют свойство расширяться, удлиняться, увеличиваться в размере. Разные металлы имеют разное тепловое расширение, разная длинна и форма деталей, поэтому на разных двигателях будет различаться рекомендуемые тепловые зазоры.

Тепловой зазор впускных и выпускных клапанов отличается по причине разной температурной загруженности и отличающихся свойств металлов, из которых изготовлены клапаны.

Если зазоры выставлены правильно, после прогрева они уменьшаются до минимальных значений обеспечивая своевременное регулирование фаз газораспределения и продолжительный срок службы деталей. Пока двигатель холодный можно заметить повышенный шум, не следует прогревать двигатель на больших оборотах, чтобы избежать ударных нагрузок на торец клапана.

В процессе работы, клапаны и седла постепенно расклепываются, увеличивается глубина посадки клапана в седле, это приводит к уменьшению теплового зазора. Более подробно о седле клапана на сайте есть статья. Изнашиваются кулачки распределительного вала, коромысла, плоскость толкателей и торцы клапанов, что приводит к увеличению зазора. Мощность двигателя падает из-за нарушения фаз газораспределения, увеличивается износ многих сопутствующих деталей, в результате чего запускается цепная реакция, приходят в негодность целые детали, они в свою очередь влияют на следующие.

Если зазор больше рекомендуемого производителем, постоянная ударная нагрузка на клапаны уменьшает их срок службы, расклепывает, скалывает торец постепенно увеличивая зазор, повышается шумность. Уменьшается мощность из-за нарушения фаз газораспределения, так как ухудшается наполняемость цилиндров топливовоздушной смесью и эффективность сгорания.

Если тепловой зазор меньше, после прогрева, клапаны не герметично закрывают камеру сгорания, уменьшается компрессия, часть поступившей топливовоздушной смеси выбрасывается через щели между клапаном и седлом при такте сжатия. Во время рабочего хода раскалённые отработанные газы так же прорываются и приводят к прогару клапанов. Тарелки клапанов не касаются седел нарушается теплоотдача, отсюда следует нагрев клапана до температур при которых увеличивается износ (окисление, коррозия) вероятность заклинить в направляющей втулке или подвергнуть ее быстрому износу, обрыв тарелки, повышенная нагрузка на ремень ГРМ.

· Впускные клапаны в большей степени охлаждаются свежей поступающей топливовоздушной смесью и имеют лучшее охлаждение.

· Выпускные основную часть тепла передают на седло клапана. В случае зависания или зажатия (отсутствия теплового зазора) высокая температура разрушает клапан и направляющую втулку.

Определить необходимость регулировки в первую очередь следует по графику ТО и ТР установленного производителем, ознакомьтесь с примером ниже. Данную информацию можно получить из мануалов по конкретному автомобилю, двигателю.

Операции технического обслуживания: П = Проверка и исправление.

З = Замена.

Так же потребуется регулировка при внеплановом ремонте двигателя или при любом удобном случае.

Следует проверить тепловой зазор при наблюдении некоторых характерных симптомов: снизилась мощность, посторонний шум (шелест, звон) низкая компрессия, увеличенный расход топлива, масла, прострелы в глушитель или впускной коллектор, по сигналу Check богатая бедная смесь, по состоянию свечей зажигания. Любая из перечисленных неисправностей как в единичном случае, так и несколько одновременно, может говорить о неисправной работе газораспределительного механизма, возможно и других узлов.

Самостоятельная регулировка теплового зазора клапанов.

Перед началом работы необходимо подготовиться, для этого следует разобраться с типом клапанного механизма, какие потребуются инструменты и приспособления, возможно запасные части.

Подходящий инструмент зависти от необходимости разбирать сам клапанный механизм. Самый главный конечно набор щупов, которым будем проводить замер, могут потребоваться специальные плашки в виде звездочек или шестигранников, головки и отвертки для того, чтобы снять крышку и вообще добраться до механизма газораспределения. На некоторых двигателях снимается впускной коллектор, дроссельная заслонка, интеркуллер и др., при этом возникает необходимость заменить уплотнительные прокладки (после демонтажа часто портятся) сливать охлаждающую жидкость. Настоятельно рекомендую ознакомиться с инструкцией по вашей модели, благо в интернете можно найти.

Позаботьтесь о запасных частях заранее, прокладки, уплотнительные резинки, герметик могут вам пригодятся, когда придет время собирать все обратно. Незабываем обезжиривать места нанесения герметика, ацетон лучшее средство. Старые прокладки удаляйте правильно, без повреждения поверхности рекомендую использовать средство для удаления прокладок экономит ваше время и терпение, перед покупкой не забываем читать инструкцию на баллончике.

Процесс регулировки производится на холодном двигателе 20-30 градусов и начинается с выставления распределительных валов по меткам и положения поршня в верхней мертвой точке такта сжатия. В таком случае на проверяемых цилиндрах клапаны будут полностью закрыты и с помощью щупа, располагаемого между кулачком и толкателем или в ином случае коромыслом и торцом клапана, определяется размер. Записываем все показания на бумагу, удобно схематично изобразить головку и расположение клапанов, под каждым записать значение измерений. Это поможет наглядно увидеть всю картину и оценить общее состояние, определиться с расчетом регулировочных шайб если таковые применяются. После завершения измерений приступайте к регулировке, подкручиванием винтов или заменой шайб.

Оцените состояние деталей механизма, размер кулачков, задиры и сколы на распределительных валах недопустимы. По возможности измерьте усилие клапанных пружин. Черный нагар на внутренней стороне клапанной крышке в районе расположения клапанов говорит о плохом состоянии маслосъемных колпачков.

В случае, когда зазор совсем маленький или вообще нет и в механизме предусмотрены регулировочные шайбы, некоторые идут другим путем, не подбирая подходящие шайбы. Для этого шлифуется торец клапана под необходимый размер. Никому не рекомендую делать это самостоятельно, тем более без специального оборудования способного отшлифовать правильную плоскость. Не стоит забывать о технологии производства клапанов, что иногда подразумевает, как нанесение специальных покрытий, так и создания особой структуры в металле, которые можно нарушить.

Еще небольшой совет, если вы проводите полный ремонт головки, проточили фаски седел клапанов или выполнили притирку, сделайте тепловые зазоры максимально большими по допуску. Это позволит избежать поджатия клапанов после приработки, так как клапан и седло немного расклепаются и размер изменится в меньшую сторону.

Дефектовка клапанов, основные требования

enginepower.pro

Тепловой зазор клапана и его регулировка

В любых ДВС для организации нормального газораспределения применяются клапанные механизмы. На привод коленвала забирается небольшая часть крутящего момента. В процессе нагрева металл имеет свойства расширяться. Следовательно, меняются размеры деталей мотора. Изменяются и размеры элементов ГРМ. Если в приводе ГРМ не предусмотрен тепловой зазор клапана, то при нагревании двигателя до его оптимальных рабочих температур клапаны не будут плотно закрываться. Как следствие, они не будут обеспечивать требуемой герметичности.По этой причине рабочие характеристики двигателя могут ухудшиться. Но это не все. Снижается ресурс клапанов – очень часто подгорают кромки тарелок. В процессе работы клапана поверхность его изнашивается, а тепловые зазоры увеличиваются. Это ведет к более шумной работе мотора. Чтобы этого не возникало, а двигатель всегда работал ровно и тихо, необходимо периодически регулировать тепловой зазор клапана. Для этого инженеры предусмотрели специальный механизм или же шайбы для регулировки.

После запуска мотор и все его элементы разогреваются и, как следует еще из школьного курса физики, расширяются. Также трущиеся элементы изнашиваются по естественным причинам. Этим обуславливается необходимость наличия точного зазора между элементами системы ГРМ. И расстояние, которое имеется между кулачком на распредвале и клапаном, – это один из самых важных факторов. Когда тепловой зазор клапана меньше, чем нужно, мотор не сможет максимально реализовать заложенный в него производителем потенциал. Это обязательно скажется на динамике и скоростных характеристиках машины. Вместе с этим будут перегреваться впускные клапаны. Их края оплавляются.

Если зазор увеличенный, автовладелец будет слышать стук клапанов. Он будет пропадать по мере прогрева двигателя. При больших расстояниях кулачок распределительного вала стучит по рокеру клапанного стержня, вместо того чтобы давить на него.

О том, что тепловой зазор клапана выставлен неверно, скажут некоторые признаки. Так, первый симптом – это характерные звенящие звуки в районе крышке ГБЦ. Еще один признак – сниженная отдача мотора, а вместе с этим и высокий расход топлива.

Также настройка зазоров необходима, если выполнялся какой-либо ремонт газораспределительного механизма. Необходимо обязательно выполнить настройку, если последний раз зазоры выставляли более 20 тысяч километров назад. Существуют и другие признаки. Это повышенный расход масла, выстрелы в глушитель или впускной коллектор, ошибка по богатой или слишком бедной смеси. О неверных тепловых зазорах скажет и состояние свечей зажигания. На них будет налет.

Как часто нужно регулировать?

На автомобилях ВАЗ тепловые зазоры клапанов по регламенту производителя необходимо регулировать через каждые 45 тысяч километров. Но часто нужда в настройке появляется значительно раньше. Специалисты рекомендуют настраивать элементы ГРМ не реже, чем через 20 тысяч километров. А если двигатель работает в условиях максимальных нагрузок, то и 15. Этот показатель обуславливается и качеством запчастей для отечественных автомобилей, которые быстро изнашиваются даже при идеальных условиях эксплуатации.

Измерение тепловых зазоров

Убедиться в необходимости настройки можно и при помощи измерений. Проверку тепловых зазоров клапанов осуществляют всегда на холодном моторе. Для проведения операции будет нужен измерительный щуп и набор инструментов. Что войдет в данный набор, зависит от типа толкателя клапана. Если зазоры регулируются посредством винта, то нужен накидной, рожковый ключ и молоток. Если настройка клапанов в двигателе осуществляется при помощи шайб, то следует приобрести набор шайб. Последние должны быть разных размеров. Также понадобится микрометр, съемник, инструмент для замены шайб и пинцет.

Для настройки зазора коленвал следует провернуть так, чтобы кулачок на распределительном вале для выбранного клапана смотрел в другую сторону по отношению к толкателю. По последнему наносят легкие удары молотком. Затем пальцами раскачивают клапан. Далее при помощи щупа следует измерить зазор. Делать это нужно между толкателем и клапаном. Значения измерения сверяют с номинальными размерами. Их можно найти в инструкции к автомобилю. Если величина отличается, тогда ее следует отрегулировать. Как изменить тепловые зазоры на моторе, где регулировка осуществляется при помощи шайб? Коленчатый вал следует провернуть так, чтобы кулачок на распредвале смотрел вверх по отношению к толкателю. Далее при помощи набора щупов производится измерение зазора. Значения сравниваются с номинальными и при необходимости корректируются.

Технология настройки

Давайте рассмотрим, как отрегулировать тепловой зазор клапанов на примере двигателей ВАЗа. Самое первое, что нужно сделать, – это выставить поршень первого цилиндра в положение верхней мертвой точки. Делается это очень просто. Ключом проворачивают коленвал до момента совпадения меток на звезде распределительного вала со шкивом коленчатого и на блоке цилиндров. После этого можно приступать к регулировке. Схема настройки тепловых зазоров клапанов на дизелях аналогична этой. Измерительный щуп вставляют между рабочими поверхностями кулачка и рычага на соответствующем клапане. Если щуп идет с небольшими затруднениями, то зазор в порядке. Если он не идет или входит слишком туго, то расстояние необходимо регулировать. Для этого ключом на 13 удерживают головку на регулировочном болте. При этом ключом на 17 отпускают контргайку и проворачивают болт в необходимую сторону. Крутят до тех пор, пока не получится нужный зазор. Затем необходимо проверить параметр, после чего затянуть гайку. В каком порядке следует регулировать клапаны? Технологию настройки рассмотрим ниже.

Порядок регулировки тепловых зазоров клапанов

Первым следует настраивать восьмой клапан, расположенный на четвертом цилиндре. После него – шестой клапан третьего цилиндра. Зазоры регулируются парами. Для каждой коленвал двигателя проворачивают на 180 градусов. При каждом из последующих поворотов регулируют четвертый и седьмой клапан, первый и третий, пятый и второй соответственно.

Контрольный замер

Даже профессионалам не всегда удается настроить зазоры правильно с первого раза. Поэтому обязательно выполняются контрольные замеры тепловых зазоров в приводе клапанов. Если есть несоответствие, то нужно настраивать еще раз. После такой регулировки двигатель заработает значительно тише, стабильнее и будет радовать своего владельца.

Итак, мы выяснили, что такое тепловой зазор, и как его правильно настроить своими руками.

fb.ru

Регулировка теплового зазора

Чтобы обеспечить плотное прилегание головки клапана к седлу, необходим определенный тепловой зазор между стержнем клапана и носком (влитом) коромысла или болтом толкателя.

Тепловые зазоры в клапанах изменяются в следствии их нагрева, изнашивания и нарушения регулировок. Когда зазор в клапанах увеличен, они открываются не полностью, в результате чего ухудшается наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгорания, также повышаются ударные нагрузки на детали клапанного механизма.

При недостаточном зазоре они плотно садятся на седла, вследствие чего происходят утечки газов, образование нагара с обгаранием рабочих поверхностей седла и клапана. Из — за неплотной посадки клапанов, при такте сжатия рабочая смесь может попадать в выпускной газопровод, а в процессе такта расширения газы имеющие высокую температуру, могут прорываться во впускной газопровод, вследствие чего в этих газопроводах возможны хлопки или вспышки, что является признаком неплотной посадки клапанов. Для плотного прилегания головки клапана к седлу тепловой зазор устанавливают между носком коромысла (рис 3,1) и торцом стержня клапана 2 при нижнем распределительном валу. Для регулировки зазора в клапанах (рис 3,7) служит регулировочный винт 3 с контрогайкой, ввернутый в коромысло 1.

Фазы газораспределения

Под фазами газораспределения понимают моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала. Из общей групповой диаграммы фаз газораспределения (рис 3,8 а) видно что при такте впуска выпускной клапан 1 (рис 3,8 г) начинает открываться с опережением, т.е. до подхода поршня в верхнюю мертвую точку. Угол «а» опережения открытия впускного клапана для двигателей различных моделей находится в пределах 10- 32о. Закрывается впускной клапан с запозданием после прохождения поршнем нижней мертвой точки (во время такта сжатия). Угол запаздывания закрытия впускного клапана в зависимости от модели двигателя составляет 40 — 85о.

Выпускной клапан 2 (рис 3,8) начинает открываться до подхода поршня к нижней мертвой точке (во время такта рабочего хода) Угол Y опережения открытия выпускного клапана для различных двигателей колеблется в пределах 40 — 70о. Закрывается выпускной клапан после прохождения поршнем верхней мертвой точки (во время такта впуска). Угол запаздывания закрытия выпускного клапана равен 10 — 50о. 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.

Техническое обслуживание

Существует четыре вида ТО: ЕО — ежедневное обслуживание, ТО-1 — техническое обслуживание 1, ТО-2 — техническое обслуживание 2 и СО — сезонное обслуживание. При ТО-1 проверяют посадку клапанов в седлах, нет ли изгиба стержня, клапана, трещины тарелки клапана, состояние пружины. Если стержень клапана изогнут, то его правят под прессом, при трещине тарелки клапан заменяют, при слабом действии пружины она также подлежит замене. При ТО-2 проделывают выше перечисленные процедуры и плюс к этому проверяют распределительный вал — нет ли изгиба; износ опорных шеек и кулачков. Если есть изгиб, то его правят под прессом, а изношенные шейки и кулачки шлифуют до одного из ремонтных размеров. Определяют нет ли изгиба штанги, износ толкателя. При изгибе штанги ее правят, а толкатель растачивают до одного из ремонтных размеров. Проверяют состояние коромысел.

После всех вышеприведенных операций выполняют регулировочные работы. Проверяют и регулируют тепловые зазоры между толкателями и носиками коромысел. Зазоры регулируют пластинчатым щупом при полностью закрытых клапанах на холодном двигателе. Регулировку зазоров в клапанах выполняют начиная с первого цилиндра в последовательности соответствующей порядку работы цилиндров двигателя.

Зазор регулируют до нужной величины, вращая регулировочный винт толкателя или винт коромысла, отпустив контргайку. Зазор должен соответствовать заводским данным. Например, для двигателей ЗАЗ-53, ЗИЛ-130, ЯМЗ-236 зазор должен быть равен 0,25 — 0,30 мм.

Для установки поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке при также сжатия используют установочные метки двигателя.

Цилиндр, головка цилиндра, штанга и другие механизма привода клапанов нагреваются по мере прогрева двигателя до 80 — 150 оС, а клапаны до 300 — 600 оС. При этом тепловой зазор между деталями уменьшается, что не гарантирует плотной посадки клапана на седло при температурных деформациях деталей.

Например, при работе двигателя с чрезмерно малым тепловым зазором выпускного клапана происходит перегрев тарелки, на ней появляются трещины, размягчается седло клапана и ускоряется его износ вследствие прорывов газов. С другой стороны, если тепловой зазор больше необходимого, появляется сильный стук при работе клапанов, возникает интенсивный износ деталей механизма газораспределения.

На практике тепловой зазор обычно определяют с помощью стального щупа при 20 — 25 оС (рис 2,6). Если температура стальных деталей привода клапана и алюминиевых деталей, в которых они установлены, отличается от указанной, то необходимо вводить поправку, так как при уменьшении температуры деталей измеренный зазор будет меньше, а при увеличении — больше. Следует также учитывать, что при износе контактных поверхностей фактический зазор будет больше измеренного щупом из — за не учета канавок 4, которые оказываются под нижней полостью щупа (рис 2,6 а). Поэтому лучше пользоваться индикатором для изменения хода рычага привода в зоне его контакта с клапаном.

Ремонт

Основными дефектами распределительного вала являются изгиб, износ опорных шеек и шейки под распределительную шестерню, износ кулачков. Биение промежуточных опорных шеек проверяют при установке вала в призмы на крайние опорные шейки. Допустимое биение определено техническими условиями. Если биение превышает допустимое значение, то вал правят под прессом. Изношенные шейки шлифуют под меньший диаметр до одного из ремонтных размеров. После шлифования шейки полируют абразивной лентой или пастой ГОИ. При этом осуществляют замену изношенных опорных стоек на новые. Внутренние диаметры новых запрессованных втулок обрабатывают разверткой или расточкой резцом под размер перешлифованных шеек распределительного вала. Опорные шейки вала, вышедшие из ремонтных размеров можно восстанавливать хромированием или осталиванием под номинальный или ремонтный размер.

Небольшой износ кулачков устраняют шлифованием на шлифовальном станке. При значительном износе вершину кулачка можно восстановить наплавкой сормайтом №1 с последующим предварительным шлифованием на электро — шлифовальной установке и окончательной обработкой на шлифовальном станке.

Наиболее часто встречающимися дефектами клапанов являются износ и обгарание рабочей фаски, деформации тарелки, износ и изгиб стержня. Клапаны с небольшим износом рабочей фаски восстанавливают притиркой к седлу. При значительном износе или наличии глубоких раковин и рисок осуществляют шлифование и притирку. После шлифования фаски высота цилиндрической части головки клапана должна быть не менее установленной техническими условиями. Все клапаны притирают одновременно на специальном станке.

Допускаемое биение стержня клапана и рабочей фаски предусмотрено техническими условиями. При большом биении стержень клапана правят. Изношенный стержень клапана можно восстановить хромированием или осталиванием с последующим шлифованием до номинального размера. Изношенный торец стержня клапана шлифуют до получения гладкой поверхности.

У толкателей клапанов изнашиваются сферические и цилиндрические поверхности. Стержень восстанавливают шлифованием до ремонтного размере или хромированием. При этом отверстие у направляющих толкателей обрабатывают разверткой под размер устанавливаемых стержней или для запрессовки втулки. Втулки изготавливают из серого чугуна и запрессовывают с натягом 0,02 — 0,03 мм. После запрессовки внутренний диаметр втулок обрабатывают разверткой, обеспечивая необходимый зазор в соединении. Износ сферической поверхности стержня устраняют шлифованием по шаблону, выдерживаю установленную техническими условиями высоту.

В коромыслах клапанов изнашиваются втулки, которые заменяют на новые и растачивают отверстие в них до номинального или ремонтного размера. В новой втулке сверлят масляные отверстия. Изношенную сферическую поверхность носка коромысла обрабатывают шлифованием. Износ и раковины на фасках седел клапанов устраняют шлифованием или осуществляют замену седла. Производят притирку седла с клапаном или зенкование с последующим шлифованием и притиркой. При зенковании (рис 11,6) применяют комплект из четырех зенковок, имеющих углы наклона режущих кромок 30 или 45, 75 и 15о. Зенковки с углами 75 и 15о вспомогательные — их применяют для получения необходимой рабочей фаски.

Рабочие фаски седел клапанов шлифуют абразивными кругами под соответствующий угол. При больших износах седла клапана, когда утопание калибра превышает допустимое значение, указанное в тех условиях, седло клапана заменяют новым. Для этого изношенное клапанное седло растачивают, а затем запрессовывают вставное седло клапана, расчеканивая с помощью специальной оправки. Далее шлифуют и зенкуют рабочую фаску до получения требуемого размера. Затем осуществляют притирку с рабочей поверхностью клапана.

Притирку выполняют на специальных станках, которые полностью механизируют процесс и позволяют выполнять обработку всех клапанов одновременно. Для притирки применяют притирочную пасту или пасту ГОИ. Рекомендуется вначале притирку проводить более грубой пастой. Тонкая паста применяется для получения окончательной чистовой поверхности. Притирка должна обеспечивать плотное, герметичное соединение рабочих фасок клапана и седла, исключающее возможность проникновения газов. Притертые клапан и седло должны иметь по всей окружности фаски ровную матовую полоску «а» определенной ширины (рис 11,7). Качество притирки проверяют прибором (рис 11,8) с помощью которого создают над клапаном избыточное давление воздуха 0,07 МПа. Давление устанавливают по манометру, и оно не должно заметно снижаться в течение одной минуты.

При ослаблении посадки седла клапана в гнезде его выпрессовывают, а отверстие растачивают для установки седла ремонтного размера. При выпрессовке применяют различные съемники (рис 11,9)

studfiles.net

«Питер — АТ»
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Для чего предусмотрены тепловые зазоры в грм

Тепловой зазор в ГРМ

Детали механизма газораспределения образуют сопрягаемую цепочку, которая начинается распределительным валом и заканчивается клапанами, открывающими и закрывающими вход в цилиндр и выход из него в строго отведенные моменты рабочих циклов двигателя.
Казалось бы, между всеми деталями привода ГРМ и клапанной группы не должно быть никаких зазоров – только в этом случае малейшее усилие со стороны кулачка распредвала найдет отклик в движении клапана и даст начало потоку свежего заряда или отработавшей смеси раскаленных газов. И это утверждение абсолютно верно.

Но почему же тогда в лексиконе заядлых автомехаников популярны выражения – «отрегулировать клапана», «регулировка зазора в клапанах» и подобные? Ведь в соответствии с приведенными выше рассуждениями никаких зазоров там быть не должно, иначе невозможно составить строгое расписание работы клапанов.
Тем не менее – зазор в клапанной группе – необходимый элемент, обеспечивающий правильную работу газораспределительного механизма и двигателя в целом.
И вот почему.

После прогрева двигателя все его детали в той или иной степени подвержены тепловому расширению, которое зависит от степени нагрева, размеров деталей и коэффициента температурного расширения материала, из которого эти детали изготовлены. Металлы, применяемые при изготовлении большинства деталей двигателя, при нагреве расширяются достаточно сильно, т. е. имеют высокий температурный коэффициент линейной деформации.
Если к отмеченному выше вспомнить, что многие из этих деталей во время работы испытывают мощные тепловые нагрузки, то можно понять, что выдержать строгие интервалы и зазоры (точнее – их отсутствие) между сопрягаемыми поверхностями взаимодействующих деталей в условиях переменных температур не представляется возможным.

Теперь рассмотрим внимательнее цепочку деталей газораспределительного механизма.
Все сопрягаемые детали ГРМ образуют жесткую связь, при которой изменение линейных размеров каждого звена влечет изменение относительного положения сопрягаемых деталей. Исключение составляет только сопряжение заключительной пары деталей — «клапан-седло», прижимаемых друг к другу пружиной клапана, и при линейном расширении каждого «члена взаимодействия» относительное перемещение доступно лишь клапану. Седло является неподвижной деталью ГРМ, «намертво» закрепленной в головке блока цилиндров, поэтому температурные деформации деталей влияют только на положение клапана, перемещая его относительно седла.

Логичным будет вывод, что при нагреве (или охлаждении) всех деталей механизма газораспределения тепловые деформации отдельных его элементов складываются и, воздействуя на стержень клапана, преодолевая силу упругости пружины, приподнимают головку клапана над седлом, открывая отверстие для потока газов.
Цилиндр теряет требуемую герметичность.
А это уже катастрофа с точки зрения показателей мощности и КПД двигателя, его динамичности, равномерности и бесшумности работы, а также других качественных и количественных показателей. В общих словах – двигатель теряет очень многое из того, чего мог бы достичь при нормальных условиях работы.

Рассмотренный сценарий возможен в том случае, если между деталями, образующими цепочку механизма ГРМ, нет никаких зазоров и промежутков. Очевидно, что для нормального функционирования системы подачи и отвода газов такой зазор должен быть предусмотрен заранее, когда двигатель и его детали холодные. Тогда при нагреве детали механизма газораспределения расширятся, выберут предустановленный зазор, и будут работать в жесткой связке.

Величину этого зазора подсчитать несложно, если знать линейные размеры каждой детали механизма газораспределения, величину коэффициента теплового расширения для материалов, из которых эти детали изготовлены, и рабочую температуру каждой детали ГРМ. Ведь большую часть времени детали двигателя работают при установившейся температуре, поддерживаемой естественным теплообменом, системами охлаждения и смазки. При этом детали клапанной группы (особенно, седла и клапаны) нагреваются сильнее, а удаленные от цилиндра детали – меньше.

Учитывая эти факторы, можно определить требуемую величину суммарного зазора между всеми деталями, образующими цепочку механизма газораспределения, когда они имеют температуру окружающей среды (т. е. при холодном двигателе). Этот зазор называют тепловым зазором, а выражение «отрегулировать клапана» означает отрегулировать величину зазора между сопрягаемыми деталями холодного механизма газораспределения на холодном двигателе.

Технологически, конструктивно и практически зазор удобнее всего регулировать между торцом стержня клапана, который нагревается быстрее и сильнее других подвижных деталей ГРМ, и деталью, воздействующей на стержень клапана для его перемещения.

В механизмах с нижним расположением распределительного вала тепловые зазоры регулируются при помощи щупа требуемой толщины, устанавливаемого между носком коромысла и стержнем клапана (рис. 1).
В механизмах с верхним расположением распредвала зазор устанавливают между тыльной стороной кулачка распределительного вала и рабочей поверхностью рычага (см. рис. 2, б, в, г) или между кулачком и клапаном (см. рис. 2, а).

Величина тепловых зазоров составляет 0,08…0,45 мм и нормируется для каждого двигателя заводом-изготовителем.
Очевидно, что зазор впускного клапана для данного двигателя должен быть меньше зазора выпускного клапана, поскольку последний нагревается значительно сильнее.

Тепловые зазоры в механизме газораспределения необходимо строго соблюдать и периодически контролировать в процессе эксплуатации двигателя. Увеличенный зазор приводит к повышенному шуму и наличию ударных нагрузок между деталями (стук клапанов), а слишком малый – к неплотному прилеганию клапана к седлу, прогоранию фасок, потерям мощности, «выстрелам» в глушитель или впускной канал (карбюратор и воздушный фильтр). В любом случае двигатель начинает работать с перебоями и долговечность его деталей резко снижается.

Следует отметить, что некоторые динамические перегрузки ударного характера, которые присутствуют в двигателе при его запуске и разогреве до рабочих температур являются меньшим из обозначенных зол, вызываемых предустановленным тепловым зазором.

Неужели невозможно избавиться от этой неприятной обязанности – систематически проверять и регулировать тепловой зазор в ГРМ, чтобы обеспечить нормальную и надежную работу двигателя?
Оказывается, возможно.
Многие современные автомобильные двигатели оснащены усовершенствованной системой слежения и реагирования на тепловое расширение деталей ГРМ – гидравлическими толкателями или, как их еще называют – гидрокомпенсаторами, позволяющими поддерживать нормальные (без зазоров) сопряжения деталей механизма газораспределения при любой температуре двигателя.
Об этом — на следующей старнице.

По мере разогрева двигателя в процессе его работы происходит различное удлинение деталей привода и клапанной группы. В результате может нарушиться плотная посадка клапана в седле, что отрицательно повлияет на показатели двигателя и техническое состояние клапана. Поэтому для нормальной работы двигателя между деталями клапанной группы в холодном состоянии предусматривают тепловой зазор, значение которого зависит от температурного режима работы двигателя, конструкции ГРМ и материалов деталей привода и двигателя. В связи с этим для каждого конкретного двигателя тепловые зазоры устанавливают, исходя из опытных данных.

Тепловой зазор Л?_к, мм, можно оценить соотношением

где h_T — максимальный подъем толкателя, мм.

Тепловые зазоры между коромыслом и клапаном (впускным и выпускным) на холодном двигателе у автомобилей ГАЗ и ЗИЛ должны быть в пределах 0,25—0,30 мм, у КамАЗ — 0,3—0,4 мм, а у автомобиля ВАЗ-21213 между кулачком и рычагом привода клапана — 0,15 мм (для впускных клапанов) и 0,20 мм (для выпускных). Регулировку зазора проводят при установке поршня в каждом цилиндре в в.м.т.

Ускоренная регулировка. Чтобы отрегулировать зазоры в клапанном механизме восьмицилиндрового V-образного двигателя автомобиля ЗИЛ-431410, поршень первого цилиндра в конце такта сжатия нужно установить в в.м.т. При этом отверстие на шкиве коленчатого вала должно находиться под меткой в.м.т. на датчике ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала.

В этом положении регулируют зазоры следующих клапанов: впускного и выпускного у первого цилиндра; выпускного у четвертого, второго и пятого цилиндров; впускного у третьего, седьмого и восьмого цилиндров. У остальных клапанов зазоры регулируют после поворота коленчатого вала на угол 360°. Для двигателей с порядком работы цилиндров 1—3—4—2 (Д-245) после установки поршня первого цилиндра в в.м.т. регулируют зазоры клапанов в этом цилиндре, затем после поворота коленчатого вала на 180° регулируют клапаны в третьем цилиндре, а затем через 180° поворота коленчатого вала регулируют клапаны в четвертом и еще через 180° — во втором цилиндре.

Все регулировки выполняют на холодном двигателе с помощью болта, расположенного в коротком плече коромысла (в автомобилях ГАЗ, ЗИЛ).

Зазор между рычагами привода и кулачками распределительного вала двигателя автомобиля ВАЗ-21213 регулируют следующим образом. Сначала на холодном двигателе регулируют натяжение цепи. Далее регулируют зазор выпускного клапана четвертого цилиндра (восьмой кулачок) и впускного клапана третьего цилиндра (шестой кулачок), для чего выполняют следующее:

• 1) поворачивают коленчатый вал по ходу часовой стрелки до совпадения метки на звездочке распределительного вала с меткой на корпусе подшипников, что будет соответствовать концу такта сжатия в четвертом цилиндре;
• 2) ослабляют гайку регулировочного болта в коротком плече коромысла;
• 3) вставляют между рычагом и кулачком распределительного вала плоский щуп А.95111 толщиной 0,15 мм и гаечным ключом завертывают или отвертывают болт с последующим затягиванием контргайки; при затянутой контргайке щуп будет входить с легким защемлением.

Затем последовательно поворачивают коленчатый вал на угол 180° и регулируют зазоры других клапанов, соблюдая очередность, указанную в табл. 5.2.

Последовательность регулировки зазоров в клапанном механизме

Угол поворота коленчатого вала, град

Номер цилиндра, в котором завершается такт сжатия

Газораспределительный механизм (сокращенно ГРМ) – механизм, служащий для обеспечения своевременного впуска горючей смеси в цилиндры двигателя и выпуска отработавших газов. Кратко говоря, ГРМ – система управления газовыми потоками в цилиндрах ДВС с изменяемыми фазами газораспределения. Работу этих функций обеспечивают своевременное открытие или закрытие клапанов механизма.

Самыми распространенными являются системы газораспределения с верхним расположение клапанов. Все механизмы газораспределения можно классифицировать по следующим категориям:
• По расположению распределительного вала – верхнее или нижнее
• По количеству распределительных валов – один или два
• По количеству клапанов
• По конфигурации привода распределительного вала – цепная, зубчато-ременная, шестеренчатая

Автомобильные двигателя могут быть снабжены системами управления газовыми потоками разного типа, что делает их вариативными и упрощает конструкцию.

Основными функциями ГРМ являются, подача в цилиндр топливно-воздушной смеси и удаление отработавших газов после ее воспламенения.

Клапаны

Механизм газораспределения образуется из клапанов и приводом и распредвал. Клапаны предназначены для открытия и закрытия выпускных и впускных каналов. Каждый из цилиндров имеет n-нное количество клапанов (зависит от особенностей конструкции головки блока цилиндра). В зависимости от сложности ГРМ, существуют несколько схем расположения клапанов и их количества в головке блока, а именно:
• Двухклапанная (один на впуск, один на выпуск)
• Трехклапанная (два на впуск, один на выпуск)
• Пятиклапанная (три на впуск, два на выпуск)
Клапан состоит из стержня и тарелки, а место, которым он соприкасается в головке блока цилиндров, называется седлом.

Седло клапана

Седло клапана представляет собой кольцо небольшого размера со скосом по внутренней поверхности. Сёдла устанавливаются в специальные отверстия головки блока цилиндров и обеспечивают герметичность камеры сгорания, передают избыток тепла к ГБЦ и обеспечивают проход воздуха, когда клапан открыт или закрыт.

Основную работу газораспределительного механизма выполняет головка блока цилиндров. Изготавливается она из легкого металла, а точнее из алюминиевого сплава и крепится к блоку специальными болтами. ГБЦ имеет камеру сгорания, отверстия и каналы под охлаждающую жидкость, отверстия для установки свечей зажигания или форсунок, каналы для поступления смазки и набор клапанов. Размещение приводов распредвала и самого распределительного вала обусловлено особенностями конструкции – в основном это полость в передней части ГБЦ.

Клапана имеют тарельчатую форму у своего основания. Любой клапан открывается или закрывается под действием механизма, что имеет эксцентричный кулачок, работа которого синхронизирована с периодом вращения коленчатого вала и положением поршня в цилиндре. Впускной клапан всегда больше, а выпускной изготавливается из металла, более стойкого к температурным нагрузкам, чем впускной.

При закрытом положении клапана на месте его удерживает сила натяжения пружины. Тарелка клапана расположена в седле (направляющая втулка образует соосность между рабочей фаской клапана и седлом, обеспечивая герметичность), а верхняя поверхность при помощи опорной тарелки пружины удерживается замком – сухарями, что плотно становятся в специальный паз, расположенный на конце клапана.

Пружина предназначена для закрытия и удержания клапана и возврата его в исходное положение, после прохода распределительного вала. Пружины клапанов можно поделить на следующие виды:
• Симметрическая пружина с разным шагом витков
• Ассиметричная пружина клапанов
• Сдвоенные клапанные пружины

В симметрической пружине расстояние между витками чередуется (большое расстояние, потом малое), ассиметричная клапанная пружина имеет малое расстояние между витками с одного конца и постепенно увеличивающимся расстоянием с другого. Сдвоенные пружины состоят из двух пружин – внутренней и наружной.

Под действием силы прижима пружины тарелка клапана плотно прижимается к седлу, обеспечивая герметичность камеры сгорания и правильную работу газораспределительного механизма.

Сухари

Сухари клапанов служат замком, соединяющим наружную тарелку пружины и клапан так, чтобы пружина возвращала клапан в исходное требуемое положение.

Изготавливают клапана из жаростойкой, в подавляющем большинстве случаев хромистой стали, которая выдерживает температурную нагрузку порядка 800-900Сº.
Тарелки клапанов также используют высококачественную сталь или сплавы более легких и прочных металлов, таких как титан.

Клапаны двигателя открываются в последовательности порядка работы двигателя. Само открытие клапана происходит в момент передачи усилия распределительного вала при помощи привода.

Приводы клапанов

В современных двигателях внутреннего сгорания существует несколько схем приводов клапанов:
• Гидравлические толкатели
• Роликовые рычаги
• Коромысла

Гидротолкатели или гидрокомпенсаторы

Гидротолкатели или гидрокомпенсаторы зазора находятся в направляющих отверстиях ГБЦ, на одной оси отверстий клапанов. При работе двигателя, гидравлические толкатели устраняют шумы, а сам механизм газораспределения работает более плавно и мягко. При наличии гидрокомпенсаторов не нужно регулировать зазоры в клапанном механизме. Толкатель выполнен из корпуса, цилиндра, плунжера, пружины и обратного клапана.

Рокер

Роликовый рычаг, он же рокер передает усилие от кулачка распределительного вала на стержень клапана при вращении – рокер принимает на себя поступательное усилие штанги толкателя и передает это движение на стержень клапана.

Коромысло

Коромысло являет собой двуплечный рычаг – на одном конце сделан закаленный боёк которым нажимается клапан, на другом винт для регулировки теплового зазора.

В конструкции ГРМ, где установлены роликовые рычаги, есть ряд преимуществ – уменьшается трение между деталями, масса всего агрегата меньше и его габариты соответственно.

Тепловые зазоры клапанов

При работе двигателя, все его части изнашиваются. Клапана, проходя цикл своей работы, нагреваются за счет силы трения, что приводит их в негодность. Для того, чтобы клапана служили долго, стоит контролировать тепловой зазор – если его не соблюдать, то будет нарушена герметичность камеры сгорания, что приведет к некоторым проблемам, например, появления ударной нагрузки на клапана и уменьшением компрессии в цилиндрах.
Чтобы такого не возникало, следует установить нужный тепловой зазор между клапаном и толкающей плоскостью ГРМ. При нагревании мотора до рабочей температуры, все его части нагреваются, расширяются и немного деформируются.

Распределительный вал

Распределительный вал – управляет открытием и закрытием клапанов и синхронизацией тактов двигателя.
Рапредвал имеет на себе привод, соединяющий его с коленвалом цепью или ремнем. Сам вал представляет собой многокулачковый вал, индивидуально сделанный под отдельный клапан.

Коленчатый вал

Коленчатый вал – предназначенный для передачи поступательных движений шатунов в вращательное движение маховика. Он соединен с распределительным валом, чтобы синхронизировать такты работы двигателя.

Цепная передача

Преимуществами являются габариты, отсутствие проскальзывания, высокий кпд.
Недостатки – быстрый износ, высокий шум, необходимость регулировки.

Ременная передача

Преимущества – плавность, тихая работа, нет необходимости в смазке.
Недостатки – недолговечность, большие размеры, проскальзывание.

Зубчатая передача

Преимущества – габариты, высокий кпд, постоянство передаточного числа.
Недостатки – шум, жесткость приводящая к выходу из строя.

105 фото, таблицы, схемы допустимых норм и контроль состояния теплового зазора

Двигатель автомобиля — система довольно сложная и требует постоянной проверки, ремонта и ухода. Особенно важно следить за работой поршневой системы, которая наиболее часто подвержена поломкам. Один из таких случаев — изменение зазора между поршнем и цилиндром, которое может привести к поломке.

Чтобы избежать серьезных проблем с двигателем нужно постоянно следить за его работой. Понять, изменился ли зазор между поршнем и цилиндром можно по наличию или отсутствию стука до прогрева системы, а увидеть неисправный вид такого явления легко на фото в сети.

Если стук появился, то пора проверять зазор, а как это сделать и многие друге вопросы по этой теме мы сейчас и рассмотрим.

Содержимое обзора: