Клапан двигателя

Бесперебойная работа двигателя внутреннего сгорания предполагает периодическое проведение регулировки его клапанов. Они находятся в головке блока цилиндров и относятся к газораспределительному механизму. Мы расскажем, как отрегулировать клапаны самостоятельно.

Подготовка к регулировке клапанов двигателя

Операция по регулировке зазоров клапанов входит в техническое обслуживание вашего авто. На отечественных автомобилях она проводится каждые 15 тыс. км, для иномарок — каждые 30 тыс. или 45 тыс. км. Дело в том, что при изменении просветов сдвигаются фазы газораспределения.

Двигатель в этом случае начинает работать с перебоями из-за недостатка или избытка топлива. В наиболее запущенных случаях пропадёт компрессия (мотор просто не заведётся) или клапаны встретятся с поршнями (потребуется капитальный ремонт устройства).

Последнее справедливо как для бензиновых, так и для дизельных двигателей.

Как определить, требуется ли регулировка

Профессионалы выделяют следующие симптомы неправильно отрегулированных зазоров:

Двигатель троит, компрессия в цилиндрах заметно различается или полностью отсутствует. При слишком маленьких просветах клапаны до конца не закрываются, поэтому нарушается герметичность камеры сгорания.
Наблюдается посторонний стук в верхней части двигателя. Это может быть вызвано как слишком большими (стук толкателей по клапанам), так и слишком маленькими (клапаны упираются в поршни) зазорами.

Если присутствует какой-либо из перечисленных симптомов, необходимо проверить промежутки в клапанном механизме.

Регулировка зазоров всегда проводится на холодном двигателе. При этом головка блока цилиндров с распредвалом установлены и плотно затянуты. Зависимость величины просветов от температуры приведена в таблице.

Таблица: зависимость величины зазоров от температуры

Из таблицы следует, что оптимальная температура для регулировки — 20 градусов.

Это интересно: Задний или передний привод: извечный спор, что лучше

В обязательном порядке регулировка зазоров требуется:

после переборки двигателя;
после снятия и установки головки блока цилиндров.

При замене оборудования на газобаллонное регулировать клапаны необязательно.

Регулировка клапанов на отечественных автомобилях

Наиболее просто регулировка осуществляется на отечественных автомобилях семейства ВАЗ.

Видео: как регулировать зазоры клапанов на ВАЗ 2106

Регулировка просветов производится с помощью плоского щупа. Сначала следует выставить поршень первого цилиндра в верхнюю мёртвую точку (ВМТ). Затем регулируем зазоры согласно таблице.

Таблица: последовательность регулировки зазоров клапанов

Процесс регулировки различается в зависимости от модели ВАЗ. Так, на ВАЗ 2106 зазоры в клапанном механизме регулируются с помощью винта с контргайкой.

Клапан двигателя На ВАЗ 2106 зазоры в клапанном механизме регулируются с помощью винта с контргайкой

На ВАЗ 2108–09 для этого используются регулировочные шайбы, а величина просвета определяется с помощью плоских щупов.

Клапан двигателя На ВАЗ 2108–09 величина зазора определяется с помощью плоских щупов

Раньше, во времена СССР, для точной настойки зазоров клапанов использовалась специальная рейка с индикатором.

Клапан двигателя Раньше для контроля зазора клапанов использовалась рейка с индикатором

Регулировка зазоров двигателя ВАЗ 2106 выполняется сразу, без промежуточных измерений. На ВАЗ 2108–09 следует использовать набор регулировочных шайб. После измерения просвета старая шайба вытаскивается, а на её место, с учётом проведённых измерений, подбирается новая.

Клапан двигателя На ВАЗ 2108–09 для нсстройки зазоров клапанов используются регулировочные шайбы

Для замены шайб нужен специальный съёмник.

Клапан двигателя Для замены регулировочных шайб на ВАЗ 2108–09 требуется специальный съемник

При регулировке зазоров сначала снимается клапанная крышка, а затем устанавливается съёмник.

Клапан двигателя Замена регулировочных шайб с помощью специального съёмника

При регулировке зазоров клапанов тип двигателя (бензиновый, дизельный или газовый) абсолютно не важен. Значение имеет лишь конструкция узла «клапан — толкатель — распредвал». Изменяя зазоры, можно на несколько градусов сдвинуть фазы газораспределения (моменты открытия и закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала).

Клапан двигателя Меняя зазоры клапанов, можно сдвинуть фазы газораспределения

Сдвиг фаз происходит при смещении распредвала относительно коленчатого вала путём перестановки цепи или ремня ГРМ. Обычно такая регулировка нужна только при форсировании двигателей или чип-тюнинге, поэтому здесь мы её рассматривать не будем.

В современных двигателях часто используются гидрокомпенсаторы. С их помощью происходит регулировка клапанов под действием пружины и подача масла из системы смазки двигателя. Другими словами, гидрокомпенсаторы автоматически регулируют зазоры на работающем двигателе.

Как отрегулировать клапанные зазоры на иномарках

Прежде всего, с помощью инструкции по ремонту и обслуживанию вашего авто определяем тип двигателя. Дело в том, что на некоторых иномарках может быть до десяти видов моторов на одной модели автомобиля.

Там же указан инструмент, необходимый для регулировки и установки меток ГРМ. Однако, в большинстве случаев достаточно набора гаечных ключей и плоских щупов. Рассмотрим особенности регулировки зазоров на Mitsubishu ASX 1.

6 с бензиновым и дизельным двигателем.

Это интересно: Ремонт покрышек

Бензиновый двигатель

Клапан двигателя Так выглядит двигатель Mitsubishu ASX 1.6 с бензиновым двигателем

Для этого следует выполнить следующие действия:

Снимаем пластмассовый кожух двигателя (держится на резиновых защёлках).
Демонтируем катушки зажигания и клапанную крышку.
Выставляем по меткам оба распредвала (здесь же указаны номинальные зазоры впускных и выпускных клапанов).
Выставляем метки распредвала двигателя
Измеряем с помощью щупов зазоры «Второй и четвёртый цилиндр — впускные клапаны», «Первый и третий цилиндр — выпускные клапаны». Записываем результаты измерения.
Проворачиваем коленчатый вал на 360 градусов. Затем совмещаем метки на распредвалах и замеряем зазоры других клапанов.
Проверяем величину клапанных просветов двигателя
Снимаем оба распредвала, вытаскиваем регулировочные стаканчики и по приведённой формуле высчитываем размер новых стаканчиков.
Регулируем зазоры клапанов
Устанавливаем новые стаканчики и устанавливаем распредвалы в головку блока цилиндров.
В указанные места наносим герметик и закручиваем клапанную крышку.
Наносим герметик и закручиваем клапанную крышку двигателя

Дизельный двигатель

Иногда Mitsubishu ASX 1.6 может быть укомплектован дизельным двигателем. В этом случае регулировка клапанов осуществляется с помощью болтов в толкателях.

Так регулируются зазоры клапанов на Mitsubishu ASX 1.6 с дизельным мотором

Основные признаки неправильно проведённых работ

Если зазоры клапанов установлены правильно, двигатель будет работать тихо и ровно. При увеличенных промежутках он будет издавать посторонние стуки и шумы, при уменьшенных — будет работать неравномерно. Дальнейшая эксплуатация такого автомобиля невозможна, необходимо выполнить ремонт самостоятельно или обратиться в сервисный центр. В противном случае вы можете лишиться автомобиля.

Беспроблемная эксплуатация вашего автомобиля во многом определяется регулярными операциями по настройке зазоров клапанного механизма. Периодичность этих операций устанавливается производителем, а технология регулировки довольно проста и не требует специальных знаний и умений. Удачи на дорогах!

Источник: https://auto-gl.ru/regulirovka-klapanov-dvigatelya-sovremennogo-avtomobilya/

Для чего нужно делать регулировку клапанов в двигателе

Автомобиль в ходе эксплуатации испытывает большие нагрузки на самые разные узлы, поэтому периодически требуется их обслуживание – регулировка или ремонт, иногда и замена. Двигатель – сердце любой машины, постоянно работает в экстремальных условиях, и каждая деталь в нём должны быть отрегулирована с большой точностью, иначе возникнут серьёзные неполадки.

Клапан двигателя

Клапана двигателя – один из его важнейших элементов, непосредственно находящиеся в камерах сгорания. Их положение и движение должно быть настроено с большой точностью – буквально до микрон. Но и они со временем изнашиваются, а работа двигателя нарушается, поэтому через определенное время регулировку надо повторять.

Для чего нужно регулировать клапана

В каждом цилиндре двигателя есть впускные и выпускные клапана. Первые открывают доступ воздушно-топливной смеси в бензиновых двигателях, или воздуха в дизельных, после чего возвращаются в исходное положение и надёжно герметизируют камеру сгорания. Вторые открываются, чтобы выпустить отработанные газы – в момент впрыска они также плотно прилегают к «седлу» головки блока.

Выпускной клапан двигателя

Своевременное открытие клапана осуществляется распределительным валом, который толкает шток в нужный момент, выдвигая его из «седла». Назад он возвращается пружиной. Между штоком и собственно кулачком распредвала находится толкатель. И регулируется именно зазор между этим толкателем и кулачком.

Что даёт своевременная регулировка клапанов? Обеспечивается нормальная работа двигателя в горячем состоянии, когда металл расширяется. Зазоры влияют на работу клапанов – они должны обеспечивать плотное их прилегание при горячем двигателе. Они так и называются – тепловые зазоры, и составляют десятые доли миллиметра.

Регулировка клапанов нужна для того, чтобы двигатель обеспечивал положенную мощность и служил долго.

С какой периодичностью производится регулировка

Конечно, регулировка клапанов делается, когда накопился определенный пробег, но для разных автомобилей он тоже разный. Эту информацию можно узнать в инструкции. Но опытные автолюбители советуют заезжать на СТО после каждых 20-45 тысячах километров для отечественных авто, и 60-100 тысяч для иномарок.

Но если вы знаете, как влияет зазор клапанов на работу двигателя, то сможете и самостоятельно вовремя определить неполадки.

Если при открытом капоте двигатель издаёт шум, как будто там швейная машинка, то надо срочно отправляться на СТО. Второй признак – падение мощности – машина «не тянет», как раньше.

В такой ситуации не надо ждать, пока машина отъездит положенный пробег, нужно принимать меры как можно быстрее.

Клапан двигателя

Сама работа по регулировке стоит очень недорого и занимает около часа – надо ждать, пока остынет двигатель.

На некоторых автомобилях регулировка вообще не производится – если используются специальные гидрокомпенсаторы. Они сами обеспечивают оптимальные режимы, и может понадобиться только их замена, но это бывает редко. Гидрокомпенсаторы можно установить на большинство автомобилей, и навсегда забыть о такой регулировке.

Как будут работать клапана при неправильно выставленном зазоре

Двигатель работает в жёстком температурном режиме, от высокой температуры металл расширяется. Поэтому, если толкатель плотно прижимается к кулачку распредвала, происходит следующее:

При нагреве впускной клапан не сможет герметично прилегать на своё место, и часть воспламенившейся смеси будет выброшена через эту щель.
Из-за неплотного прилегания широкой части клапана к блоку нарушается его охлаждение, и он быстрее разрушается. Особенно это касается выпускных клапанов, работающих в более жестких температурных условиях. Впускные охлаждаются поступающей смесью.
Нарушается компрессия, мощность заметно падает, износ деталей сильно ускоряется.

То же самое произойдет, если неплотно закрываются выпускные клапана.

Клапан двигателя

Уменьшится зазор может из-за износа фаски на широкой части клапана – «тарелке», да и его «седло» также изнашивается из-за постоянных ударов и высокой температуры. Поэтому «тарелка» постепенно утопает в «седле» немного глубже, а толкатель приближается к кулачку. Конечно, эти величины очень малы – микроны, но всё-таки постепенно начинают сказываться на работе двигателя.

Случается и обратная ситуация, когда зазор слишком велик. Например, неизбежно происходит износ кулачков распредвала и поверхности толкателя. Зазор между ними увеличивается.

В итоге нарушается работа двигателя – впускные клапана открываются чуть позже, и смесь не успевает попасть в камеру сгорания в достаточном количестве. От этого мощность двигателя падает, и работает он с шумом – из-за стука распредвала по толкателям.

Ситуация усугубляется и более поздним открытием выпускных клапанов, отчего отработанные газы удаляются из цилиндра не полностью.

В любом случае, как только двигатель стал хуже «тянуть», тем более еще и работать с большим шумом, пора отправляться на СТО. Иначе однажды поездка закончится вызовом эвакуатора, а затем заменой некоторых узлов двигателя. Так экономия нескольких сотен рублей и часа времени приводит к длительному и дорогостоящему ремонту.

Источник: https://drivertip.ru/zhizn/zachem-nuzhna-regulirovka-klapanov-dvigatelya-mashiny.html

Персональный сайт — Как работают клапана двигателя

Как работают клапана двигателя

Клапанный
механизм
Механизм
газораспределения предназначен для впуска в цилиндры двигателя свежей горючей
смеси (в бензиновых) или воздуха ( в дизелях) и для выпуска отработавших газов.

Клапанный механизм должен
обеспечивать четкое открытие и закрытие клапанов в соответствии с тактами
работы двигателя, при этом должно быть выполнено обязательное условие
герметичности камеры сгорания и длительное сопротивление износу и высоким
температурным нагрузкам.

В современных
автомобильных и тракторных двигателях применяют, клапанные механизмы
газораспределения, характеризующиеся простотой конструкцией, малой стоимостью
изготовления и ремонта, совершенством уплотнения и главное надежностью работы.
Все детали клапанного механизма могут быть либо отремонтированы ( седла
клапанов, клапана) , либо заменены на новые детали ( распредвал, втулки клапанов,
толкатели, пружины и т.д.).

Конструктивные
варианты размещения привода клапанов.

Привод клапанов с помощью штанги при нижнем расположении распределительного вала.
Привод клапанов рычажным толкателем.
Привод клапанов двумя коромыслами от одного кулачка верхнего распределительного вала.
Непосредственный привод от распределительного вала через толкатель при верхнем расположении клапанов в двигателе.

Широко распространены
следующие схемы клапанного механизма:
Верхнее расположение
клапанов, приводимых
цилиндрическими
толкателем:
от распределительного вала толкатель
перемещается в головке возвратно-поступательно и воспринимает поперечное усилие
со стороны кулачка с одновременной передачей усилия на стержень клапана с одновременной
передачей усилия на стержень клапана.
Верхнее расположение
распределительного вала с

приводом клапанов при
помощи рычажного толкателя:

здесь силы при подъеме
кулачка воспринимаются и передаются установленным
в головке блока качающимся рычажным толкателем, который перемещается между
кулачком и клапаном. Кроме функции передачи усилий, толкатель, может изменить
величину подъема клапана.

Привод двух коромысел от кулачков
верхнего распределительного вала:

Ось каждого коромысла располагается между
распределительным валом и клапаном. Коромысло обычно конструируется так, что бы
оно увеличивало перемещение клапана.

В современной
мировой практике для уточнения типа клапанного механизма применяются следующие
сокращения:

OHV ( Over Head Valves) означает верхнее расположение клапанов в двигателе. Никакой информации о расположении распределительного вала в этом сокращении не содержится.
OHC ( Over Head Camshaft) означает верхнее расположение распредвала (распредвалов) и не содержит никакой информации об их количестве, и о их способе воздействия на клапан.

Аббревиатура SOHC и DOHC обозначает количество распределительных валов в
двигателе.

SOHC ( Single Over Head Camshaft) — обозначает один распределительный вал верхнего расположения.
DOHC ( Double Over Head Camshaft) — конструкция газораспределительного механизма с двумя распределительными валами расположенными сверху.

 Существует еще одно
распространенное сокращение СVH ( Compound Valve angle Hemispherical
chamber ). В свободном переводе, это двигатель: «…с разными углами
наклона клапанов и сферической камерой сгорания ».

В принципе, это верхнее расположение одного
распредвала и клапанов приводимых с помощью «качалок» ( вид коромысел клапанов
).
Отличительной особенностью
является разные углы наклона для впускных и выпускных клапанов, как в
продольных, так и в поперечных плоскостях относительно распредвала.
Газораспределительный механизм
включает в себя:

Распределительный вал (один или два).
Клапана впускные и выпускные.
Вал (ось) крепления коромысел клапанов.
Толкатели клапанов (гидравлические или механические).
Коромысла клапана.
Штанги толкателей.
Седла клапанов.
Направляющие втулки клапанов.
Пружины клапанов.
Сухари клапанов.
Упорные верхние шайбы.
Нижние тарелки клапанных пружин.

Параметры клапана
.
Мощность
двигателя, при прочих равных условиях, прямо пропорциональна количеству горючей
смеси или воздуха и топлива, поступающего в его цилиндры через впускные клапана
и качества очищения цилиндра от отработанных газов через выпускные клапана.

Для улучшения
наполнения двигателя диаметр впускного клапана выполняется обычно большим, чем
выпускного. Так как при выпуске скорость потока отработанной смеси выше, чем
свежей впускной, за счет выталкивания отработанных газов поршнем на такте выпуска.

При много клапанной системе диаметр выпускной тарелки клапана больше чем у
впускных, но устанавливается 3 впускных клапана и 2 выпускных, таким образом,
общая площадь впускных клапанов все равно больше.

Уменьшение диаметра выпускных
клапанов позволяет снизить их температуру и уменьшить величину движущихся масс,
приходящихся на один клапан.

Таким образом, величина
впускного отверстия определяется диаметром впускного клапана.

Диаметр впускного
клапана ограничивается возможностями размещения его в головке блока, а высота
подъема клапана – силами инерции клапанного механизма, которые не должны быть
излишне большими во избежание установки слишком сильных клапанных пружин и
вызванного этим слишком большого износа кулачков.

Клапан двигателя

Основными элементами клапана являются
головка (тарелка) и стержень (шток). С целью уменьшения гидравлических потерь
на впуске и выпуске переход от головки клапана к стержню делается, возможно,
более плавным.

Клапана, особенно выпускные, работают
высокой тепловой напряженности, температура тарелки впускного клапана достигает
при полной нагрузке двигателя 350-500ºС, а выпускного 700-900ºС.

Столь высокая
тепловая напряженность выпускных клапанов обусловливается главным образом их
очень сильным нагревом во время процесса выпуска. Клапана подвергаются так же
коррозирующему действию газов.

Материал клапанов вследствие этого должен
обладать стойкостью против коррозии и хорошо сопротивляться износу, поскольку
условия смазки клапана не удовлетворительны.

Для
повышения износостойкости и продления срока службы клапаны проходят
дополнительную обработку, путем наваривания специального сплава (стеллита) на
рабочую фаску клапана.
Для улучшения антифрикционных
свойств и повышения износостойкости стержня клапана его часто азотируют или
хромируют.

Выпускные
клапана форсированных двигателей иногда выполняют полыми.

Заполняющее на 50-60%
полость клапана легкоплавкое вещество (натрий или специальные соли) во время
работы двигателя плавится и энергично взбалтывается, что обеспечивает лучший
отвод тепла от головки к стержню клапана и тем самым устраняет его перегрев.
Таким образом, можно понизить температуру тарелки клапана на 80 –150 °C.

Полые выпускные
клапаны применяются преимущественно с целью понижения температуры в особо
опасной области галтели (закруглённого перехода).
Для уменьшения массы, в современном моторостроении находят применение полые,
незаполненные впускные клапана.

Впускные и выпускные
клапана разделяются на :

Цельнометаллический (монометаллический)
клапан.

Эти клапаны производятся только из
одного материала. При этом выбирается такой материал, который подходит к
предъявляемым требованиям, это высокая теплостойкость и антифрикционные
свойства.

Биметаллический клапан

Биметаллические клапана
это соединение двух металлов: материала тарелки клапана с высокой
теплостойкостью и материала штока клапана, который закалён со стороны конца
стержня клапана, и при этом обладающего высокими антифрикционными свойствами
для скольжения внутри направляющей втулки клапана. Соединение этих двух
материалов выполняется при помощи сварки трением.

Клапан двигателя

ПРОДОЛЖЕНИЕ

Источник: http://doc-suvorov.narod.ru/index/kak_rabotajut_klapana_dvigatelja/0-148

Двигатели, в которых могут загнуться клапана: Зачем они нужны

Клапан двигателя

Вы знаете, что такое «интерференционный двигатель»? Нет? Но тогда вы наверняка слышали, что существуют двигатели, в которых клапана могут встретиться с поршнями, в результате чего силовой агрегат серьезно выйдет из строя. Такие моторы и называют интерференционными. На самом деле многие читатели представляют, что это за двигатели.

Особенно те, кому приходится часто менять ремень ГРМ, чтобы предотвратить его обрыв, который в интерференционных двигателях приводит к встрече клапанов с поршнями. Но почему при обрыве ремня или цепи ГРМ во многих автомобилях происходит подобное? И зачем нужны двигатели с большим риском повреждения в случае несвоевременного технического обслуживания? Давайте разбираться.

Вы наверняка знаете, что в двигателях внутреннего сгорания главную работу превращения кинетической энергии в механическую выполняют поршни блока цилиндров, которые под воздействием энергии, получаемой при сгорании топлива, начинают двигаться внутри блока силового агрегата, передавая энергию на коленвал.

Но помимо поршней не менее важную работу выполняют клапана, которые движутся в головке блока двигателя вверх и вниз, открывая и закрывая впускные и выпускные порты блока цилиндров.

Основная работа клапанов заключается в подаче топлива и кислорода в цилиндры двигателя, где топливо и воздух сжимаются поршнями, прежде чем топливная смесь воспламеняется, приводя в движение внутренние компоненты двигателя, благодаря чему ваша машина двигается.

Вот очень красивая и странно успокаивающая анимация поршней и клапанов двигателя в действии. С помощью этого ролика вы поймете, как работает двигатель внутреннего сгорания:

Как вы видели, движение клапанов осуществляется с помощью распределительного вала – распредвала (или валов/распредвалов). Распредвал приводится в движение за счет ремня или цепи (или нескольких ремней или цепей). Ремень или цепь соединяется с коленчатым валом (коленвалом) двигателя.

Эти ремни или цепи называются ремни/цепи газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя, поскольку именно они приводят в движение распредвал. На распредвале есть кулачки, которые, двигаясь, контролируют время открытия и закрытия клапанов двигателя. Это объяснение простыми словами.

Конечно, на самом деле все немного сложнее.

Источник: http://www.1gai.ru/baza-znaniy/520329-dvigateli-v-kotoryh-mogut-zagnutsya-klapana-zachem-oni-nuzhny.html

Доработка системы вентиляции картера двигателей LADA (клапан PCV)

20 апрель 2017 LadaOnline 92 430 Клапан двигателя

Если в ходе эксплуатации автомобиля LADA замечаете, что во время нагрузки (при работе кондиционера, включенном подогреве и т.д.) в пробке двигатель начинает работать неустойчиво (троит, плохо тянет и т.д.), возможно, причина кроется в системе вентиляции картера. В статье предлагается решить проблему путем установки клапана PCV от иномарки.

Схема штатной системы вентиляции картерных газов

Система вентиляции картерных газов двигателей ВАЗ состоит из двух контуров, которые работают на разных режимах нагрузки и оборотах:

Малый контур вентиляции подключен к клапанной крышке и впускному коллектору (в за дроссельном пространстве). Данная схема подключения обеспечивает интенсивную вентиляцию картера за счет разряжения, возникающего во впускном коллекторе, при закрытом дросселе. Чтобы не возникало такого эффекта, как гипервентиляция, сечение малого контура ограничивается жиклером в корпусе тросового дросселя, диаметром 1,7 миллиметров. Данный контур работает в районе 800-1500 оборотов.
Большой контур вентиляции подключен к клапанной крышке и воздушному патрубку (в пред дроссельном пространстве). Такая схема обеспечивает интенсивную вентиляцию картера на повышенных оборотах. Сечение большого контура 16-18 миллиметров

Примеры, демонстрирующие недостатки штатной системы вентиляции картерных газов:

Автомобиль спускается с горки с включенной передачей. В таком режим двигатель работает на повышенных оборотах при сниженной нагрузке. В картере создается высокое разряжение, и подключается большой контур вентиляции, в котором нет никаких регулирующих клапанов. Так как оба контура подключены в один объем маслоуловителя, то сильное разряжение в картере затянет свежую порцию воздуха в обход дросселя. ДМРВ покажет увеличенный расход воздуха, а ЭБУ попытается прикрыть дроссель. Поняв, что это не возможно (он и так закрыт), последует коррекция обедненной смеси увеличением подачи топлива (увеличится расход топлива). В результате весь внутренний объем двигателя будет работать, как параллельный ресивер, весьма значительного объема, подключенный к впуску в обход дросселя. Именно этот объем и будет мешать качественному смеси образованию.
Автомобиль в пробке едет в натяг с дополнительными потребителями (например, включенном кондиционере). Муфта компрессора подключается, нагрузка возрастает скачкообразно. Воздуха двигателю не хватает, он его начинает тянуть из картера в обход дросселя. Но ЭБУ, также в курсе включения муфты и также подает больше воздуха, открывая дроссель. Разряжение резко падает, вакуумному усилителю тормозов (ВУТ) не хватает сил удержать машину. Рывок вперед. ЭБУ видит увеличение кислорода, перекрывают дроссель. Резкий рост разряжения, ВУТ схватывает. Машина дергается, удар по трансмиссии. И так до бесконечности.

В результате в обоих случаях при работе двигателя происходят скачки оборотов, мотор захлебывается от нагрузки. Возможны рывки и вибрация на МКПП, АКПП и АМТ. Для устранения этих недостатков предлагается доработать конструкцию по одной из представленных схем.

Схемы модернизаций системы вентиляции картерных газов

Схемы доработки системы вентиляции картерных газов, а также описание предоставлены IgorRV.
Для автомобилей LADA с МКПП и АМТ («робот») подойдет схема №1 «Схема вентиляции картерных газов с PCV клапаном для Е-ГАЗ и тросовым дросселем»:

Необходимо установить клапан PCV (артикул 94580183, цена около 400 рублей) от иномарки в малый контур вентиляции картера. При подключении клапана PCV в малый контур на Е-ГАЗе используйте новый шланг (бензомаслостойкий 8 мм без тканевой армировки). На тросовом дросселе подключайте в ресивер, не в дроссель.

В результате клапан будут перекрывать контуры в переходных режимах, что позволит:

Принимать нагрузку без рывков и просадки оборотов двигателя (например, при работающем компрессоре, обогреве стекол, сидений и т.д.).
Уменьшить вибронагрузку на холостом ходу
Увеличить тягу с низов (отмечено владельцами АКПП с двигателем ВАЗ-21126, МКПП с ВАЗ-21227, 21126 и 11186 и АМТ с ВАЗ-21127).
Получить более резкую реакцию на педаль газа и более быстрые переключения (на АМТ). Возможно из-за того, что клапан не дает двигателю сбрасывать обороты поддерживая более оптимальный алгоритм переключений.
Снизить расход масла через вентиляцию.

Срок замены клапана — 40 000 км пробега.

Для автомобилей LADA с АКПП (Jatco) и АМТ («робот») подойдет схема №2:

Описание схемы №2: Редукционный клапан подключается последовательно в большой круг вентиляции. Тем самым он регулирует поток картерных газов на повышенных оборотах и в переходных процессах. Это позволяет:

Осуществлять полный контроль за потоками картерных газов между малым и большим контуром.
Улучшить режим работы двигателя.
Снизить вибронагруженность.
Снизить выброс масла в вентиляцию.

Для автомобилей LADA с АКПП (Jatco) и АМТ («робот») подойдет схема №3:

Описание схемы №3: Для улучшения работы тормозной системы, облегчения процесса удержания машины на тормозах в режиме «D», применен «Эжекционный насос».

За счет потока картерных газов, от малого контура, происходит усиление разряжения в трубке идущей к вакуумному усилителю. Происходит это на малых оборотах, что очень помогает при езде по пробкам.

Постоянно держать ногу на тормозе не очень легко, а этот насос задачу облегчает.

Избавление от вибраций, провалов, трансмиссионных ударов.
Двигатель начинает работать более спокойно, мягко.
Усилие на педали тормоза становится меньше.
Кондиционер включается почти незаметно.

Потребуется:

эжекционный насос (артикул 10793 VIKA, цена 546 рублей);
редукционный клапан (артикул 1117701500 JP GROUP, 422 рубля);
клапан PCV (артикул 94580183 GENERAL MOTORS, 400 рублей);
хомуты (около 10 штук, 600 рублей);
тонкий, бензостойкий 8 мм шланг 50 см (100 рублей);
стандартный патрубок вентиляции.

Пример установки на видео:

Кстати, есть и другие способы доработать систему вентиляции картера. А вы готовы к таким модернизациям? Напомним, среди владельцев автомобилей ЛАДА также распространена доработка системы зажигания (установка в жгут катушек зажигания конденсаторов).

8 0

Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter..

Автомобильный двигатель без распределительного вала

В схеме газораспределительного механизма Архангельского имеется центробежный регулятор, сдвигающий моменты открытия и закрытия клапанов в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

Клапан Архангельского открывается при срабатывании электромагнита и закрывается возвратной пружиной.

Использование для перемещения клапана двух электромагнитов позволяет избавиться от возвратных пружин.

В новой конструкции газораспределительного механизма привод расположен сбоку от блока цилиндров. Применение длинных соленоидов увеличивает ход клапанов, позволяет его регулировать в широких пределах.

‹

›

Исторически сложилось так, что отечественное автомобилестроение развивалось в попытках догнать западных коллег. По-настоящему оригинальные модели (к ним относится, скажем, “Победа”) можно пересчитать по пальцам. И все же интересные разработки, внедрение которых позволило бы нашим автомобилестроителям успешно конкурировать с зарубежными, появляются.

Предлагаем вниманию читателей рассказ о необычном механизме, предложенном доцентом кафедры “Электротехника и электрооборудование” Московского автомобильно-дорожного института (Государственного технического университета) Д. А. Сосниным.

Устройство позволяет отказаться от применения в двигателе привычного распределительного вала и в то же время гибко управлять фазами газораспределения и величиной хода клапанов.

ТАМ, ГДЕ ЭЛЕКТРОНИКА ПАСУЕТ
КЛАПАН АРХАНГЕЛЬСКОГО
ОДИН ХОРОШО, А ДВА ЛУЧШЕ
КОНКУРЕНТОСПОСОБНАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Любой автомобилестроитель стремится к тому, чтобы двигатели внутреннего сгорания (ДВС) на его машинах работали в оптимальном режиме: обеспечивали максимальную мощность, равномерность крутящего момента, минимальный расход топлива, наименьшую токсичность выхлопных газов. Однако пока этого никому не удалось добиться в полной мере, поскольку улучшение одних характеристик приводит к ухудшению других. В последнее время, правда, достигнут существенный прогресс благодаря применению автоматизированного управления работой двигателя с широким использованием электроники. При составлении программы для системы управления двигатель на специальном испытательном стенде вводят в устойчивый режим работы и последовательно корректируют все параметры так, чтобы для данного режима они обеспечивали наилучшие выходные характеристики. То же проделывают при других режимах. Результаты записывают в постоянную память электронного блока в виде многомерной диаграммы, с помощью которой в дальнейшем формируются управляющие сигналы по каждому из параметров. Например, в комплексной электронной системе “Motronic” (ФРГ), которая управляет впрыском топлива и зажиганием, пять таких диаграмм: для корректировки угла опережения зажигания, времени впрыска топлива, положения клапана рециркуляции (устройства, возвращающего часть выхлопных газов в цилиндр для лучшего дожигания топлива), времени накопления энергии в катушке зажигания и положения дроссельной заслонки. В качестве входных параметров в этой системе используются частота вращения коленчатого вала, крутящий момент и температура двигателя, а также напряжение аккумуляторной батареи. На выходе контролируют соответствие оборотов двигателя крутящему моменту и содержание окиси углерода в выхлопных газах. К сожалению, в автомобиле есть система, которая не поддается регулированию даже самой изощренной автомобильной электроникой. Это газораспределительный механизм с жесткой кинематической связью между коленчатым и распределительным валами. Специалисты считают, что классический двигатель достаточно совершенен и если иногда плохо работает, то лишь потому, что “задыхается от собственного выхлопа”; стоит дать двигателю побольше кислорода, позволить “дышать полной грудью”, и ему не будет альтернативы. Помочь двигателю можно, если бы удалось сдвигать моменты открытия и закрытия клапанов, в первую очередь впускных. Вспоминается, как еще в начале 70-х годов прошлого века автогонщики прибалтийских республик выигрывали состязания, добиваясь частоты вращения коленчатого вала до 3000 об/мин на холостом ходу и до 8000 об/мин на полном газу. Впоследствии выяснилось, что они раздобыли шаблон распределительного вала, наплавляли кулачки и затем вручную доводили их форму. С такими распредвалами двигатели выдавали высокие характеристики (мощность и крутящий момент), но только на больших оборотах. Для спортивных машин это хорошо, но для “частных” — неприемлемо. Тем не менее такой факт говорит о заметной роли запаздывания или опережения фазы клапанов. Как же заставить клапан открываться и закрываться в тот момент, который соответствует оптимальной работе двигателя? Ясно, что нужно управлять фазами газораспределения в зависимости от частоты вращения, положения и нагрузки коленчатого вала. Традиционный кулачковый распредвал не позволяет решить эту задачу. В небольших пределах соотношение фаз газораспределения можно регулировать с помощью механических, электромеханических, гидравлических, пневматических приводов клапанов. Но наиболее перспективным считается электромагнитный привод, управляемый электроникой. С его помощью можно не только оптимизировать работу двигателя, но и расширить его функциональные возможности. Так, четырехцилиндровый двигатель при изменении порядка срабатывания клапанов можно заставить действовать как двух- или трехцилиндровый; он более равномерно работает при переменных нагрузках, потребляет меньше топлива на максимальных оборотах при заданной мощности. Не будет у такого двигателя проблем с изменением направления вращения коленчатого вала. На первый взгляд все выглядит очень просто, но почему-то на автомобилях электромагнитные клапана пока встречаются только в экспериментальных разработках. Попытку реализовать идею электромагнитного клапана с гибким управлением предпринял в середине XX века профессор МАДИ В. М. Архангельский. Включение и выключение электромагнитов происходило при замыкании и размыкании контактов, связанных с кулачками распределительного вала. На место клапан возвращался пружиной. В схеме Архангельского был предусмотрен центробежный регулятор на распределительном валу. При изменении частоты вращения он смещал положение кулачков и вызывал опережение открывания и закрывания клапанов. Таким образом, регулятор играл роль обратной связи. Это позволяло обходиться без программного управления, которого, кстати, тогда и не могло быть. К сожалению, несмотря на изящество схемы, работоспособную конструкцию создать не удалось. Дело в том, что клапан должен быстро срабатывать и надежно закрываться, а поэтому требуется возвратная пружина с большой жесткостью. Соответственно нужен мощный электромагнит, который потребляет значительный ток из бортовой сети автомобиля. В те времена не было мощных полупроводниковых вентилей и металлические контакты при коммутации больших токов быстро выгорали. Наконец, при закрытии клапана возвратной пружиной происходил сильный удар головки клапана о гнездо, что вызывало шум при работе газораспределительного механизма и вело к частым поломкам клапанов. Избавиться от многих недостатков, присущих клапану Архангельского, можно, если вместо одного электромагнита поставить два — открывающий и закрывающий. Подобная схема была разработана одним из студентов Тольяттинского государственного университета в дипломном проекте под руководством доктора технических наук профессора В. В. Ивашина. В данном варианте конструкции пружины не нужны, и поэтому электромагниты могут быть меньших размеров и мощности — ведь большой ток потребляется лишь при закрывании и открывании клапанов, а для их удержания достаточна сила тока в десять раз меньше. Но главное, теперь можно обойтись совсем без распределительного вала, поскольку задавать время срабатывания и силу тока через обмотку электромагнита может программируемый контроллер — электронное устройство, обычно на микропроцессоре, управляющее работой двигателя и других систем автомобиля. В НАМИ под руководством кандидата технических наук А. Н. Терехина начали проводить исследовательские и конструкторские разработки газораспределительного механизма с электромагнитным приводом клапанов на базе двигателя М-412. В результате был создан действующий макет газораспределительного механизма с двухсторонними электромагнитами на восьми клапанах. Но с начала 1990-х годов финансирование прекратилось, и перспективная разработка затерялась в архивах. Несколько лет назад работы над новым газораспределительным механизмом были возобновлены на Волжском автозаводе под руководством главного конструктора АвтоВАЗа П. М. Прусова. Так, среди тем Всероссийского конкурса “Русский автомобиль” (см. “Наука и жизнь” № 12, 2002 г.) была объявлена “Разработка системы электромагнитного привода газораспределительных клапанов для 16-клапанного двигателя ВАЗ”. На конкурс были представлены два проекта, но оба совсем “не по делу”, и их даже не стали рассматривать. Тем временем над усовершенствованием электромагнитного привода клапанов начали работать японские, американские и (с наибольшим успехом) немецкие автомобилестроители. Уже в 2002 году компания БМВ приступила к испытаниям на реальном 16-клапанном двигателе газораспределительного механизма с электромагнитным приводом всех клапанов. Тогда же к разработке электромагнитных газораспределительных клапанов приступили на кафедре “Электротехника и электрооборудование” МАДИ (ГТУ). Хотя на Западе нас не признавали конкурентами: мол, “отстали на 10 миль” (на жаргоне автогонщиков так говорят об отставших на два круга, что означает — слабаки), однако автором запатентована конструкция, которая решает большинство проблем, присущих электромагнитным приводам. В ней вместо громоздких электромагнитов, установленных над клапанами, применены длинные соленоиды. Торможение сердечника в длинном соленоиде реализуется не жесткими упорами, а краевыми магнитными полями, и работа привода становится бесшумной. Кроме того, ход клапана может быть сколь угодно большим и регулируемым. Возвратно-поступательное движение от электромагнита к клапану передается через штангу и качающееся коромысло. Благодаря этому привод можно устанавливать не над блоком цилиндров, а на его боковой поверхности. В результате значительно уменьшается высота двигателя, а для охлаждения и смазки деталей привода используются штатные системы автомобиля. Теперь дело за моторостроителями. Если удастся воплотить идею в металле, в России появится приемистый и экономичный автомобиль, который к тому же будет удовлетворять самым жестким требованиям по чистоте выхлопа.

Источник: https://www.nkj.ru/archive/articles/11831/

Как работают клапана в двигателе. Клапанный механизм. Когда неисправен клапан

Хорошо, когда машина новая — двигатель работает тихо, его не слышно даже на разгоне с полным «газом». Но идет время — и однажды вы замечаете, что от былой «тишины» не осталось и следа, а, открыв капот, видите некоего грохочущего зверя, который вместе привычного пения издает явно оскорбляющие слух звуки.

Шумность работы двигателя чаще всего связана с газораспределительным механизмом — большие зазоры и стук всегда соседствуют друг с другом. Первое, что приходит в голову — отрегулировать зазоры в приводе клапанов. Часто это помогает, но иногда после регулировки кажется, что стук стал даже сильнее: один или несколько клапанов продолжают стучать.

И совершенно непонятно почему: ведь зазоры в норме, да и распределительный вал с виду хороший. Причина, похоже, не лежит на поверхности, она где-то внутри, но где? Надо бы разобраться, да некогда. А стук становится все громче. То, что клапан — деталь ответственная, никому объяснять не надо.

И то, что неисправности клапанов — штука не только серьезная, но и опасная, многим известно не понаслышке. Возникают подобные неисправности по разным причинам. И встречаются среди них совершенно неочевидные, так что при ремонте не удается ограничиться только заменой неисправной детали.

Кстати, в любом случае перед тем, как что-либо ремонтировать или менять, полезно найти причину конкретной неисправности. Иначе та же участь в скором будущем может постигнуть и совсем новую, только что установленную деталь. А чтобы этого не случилось, желательно знать, в каких условиях она работает.

Как работает клапан

Основная задача клапанов — управление потоками топливовоздушной смеси и продуктов сгорания, поступающих в цилиндр или вытекающих из него. Следовательно, клапан при его открытии должен свободно пропускать смесь или газы, то есть обладать минимальным гидравлическим сопротивлением. В то же время закрытый клапан должен обеспечивать герметичность и полностью отделять полость цилиндра от впускной или выпускной системы двигателя. Клапаны работают в условиях сильного нагрева от горячих газов, обтекающих их тарелки. И если впускной клапан при открывании периодически охлаждается поступающей в цилиндр топливовоздушной смесью, то выпускной работает в гораздо более жестких условиях. Открываясь на такте выпуска, он еще больше нагревается горячими выхлопными газами, и температура его тарелки достигает 850-900 град. С. Для того чтобы клапаны могли противостоять таким тепловым нагрузкам, их приходится изготавливать из специальных жаростойких сталей и сплавов с большим содержанием хрома, никеля, молибдена и даже вольфрама. Эти материалы весьма недешевы, из-за чего нередко выпускные клапаны изготавливают из разнородных материалов: тарелку — из жаростойкого сплава, а стержень — из легированной стали. Кстати, впускные и выпускные клапаны самых разных моторов очень легко отличить: тарелки выпускных клапанов не обладают магнитными свойствами. Чтобы снизить износ фаски при высоких рабочих температурах, на нее нередко наплавляют специальный твердый материал-стеллит. Реже применяют натриевое охлаждение клапана: натрий, перемещающийся во внутренней полости клапана при его открытии и закрытии, переносит тепло от горячей тарелки к более холодному стержню. Практика показывает, что даже самый жаростойкий клапан все равно прогорит, если не будут выполнены и некоторые другие условия, главное из которых — плотная посадка тарелки в седле. Дело в том, что только хороший контакт клапана с седлом позволяет надежно отвести тепло от нагретой тарелки. Ведь седло довольно холодное, оно запрессовано в тело головки блока охлаждаемой жидкостью. Через седло отводится до 75 % всего тепла, поступающего к тарелке, — весьма и весьма значительная часть. Естественно, если контакт с седлом нарушен, тарелка сразу начинает перегреваться. Значит, до прогара жить клапану остается недолго. Выглядит это как цепная реакция. Небольшая неплотность в сопряжении тарелки и седла приводит к прорыву газов. Отвод тепла от тарелки в этом месте отсутствует, и тарелка перегревается. Неплотность увеличивается, а вместе с ней растет и температура тарелки. В конце концов материал начинает разрушаться, туда устремляется еще больше горячих газов, и дефект тарелки быстро распространяется до тех пор, пока цилиндр полностью не выключается из работы из-за отсутствия компрессии. Как видим, хорошее сопряжение тарелки с седлом «убивает» сразу «двух зайцев»: снимает температуру клапана до приемлемого уровня и обеспечивает герметичность. И трудно сказать, что важнее. По крайней мере для работоспособности самого клапана важно первое, а для двигателя в целом — второе (имеются в виду хорошие пусковые свойства, мощностные характеристики, экономичность). Кроме указанных условий, работа клапана (открытие и закрытие) должна быть достаточно «мягкой» и не вызывать излишнего шума. Шум или, точнее, стук клапанов — верный признак неисправности, а возникающие при стуке ударные нагрузки нередко сами по себе вызывают еще более серьезные неисправности и даже поломки клапанов.

Откуда берется стук?

Причин несколько. Самая простая уже упомянута — большой зазор в приводе. Кулачок распредвала из-за этого набегает на толкатель (рычаг или коромысло) не плавно, а с ударом, который тем сильнее, чем больше зазор.

Что страдает в данном случае в первую очередь? То, что воспринимает ударную нагрузку: рабочие поверхности кулачка распредвала и толкателя, а также опорная поверхность толкателя и торец стержня клапана.

На них нередко образуются повреждения в виде точечных раковин, которые в дальнейшем расширяются и углубляются. Но этим дело не ограничивается. Клапан не только с ударом открывается, но также резко, со стуком, закрывается.

А это значит, что ударная нагрузка при закрытии приходится на уплотнительную фаску клапана и седло. Кроме того, в момент удара при посадке на седло на стержень клапана действует большая растягивающая нагрузка от пружины.

Длительная работа в таких условиях весьма опасна: тарелка может просто оторваться от стержня либо стержень разрушится по другому слабому месту — канавке для сухарей.

Но допустим, что зазоры в приводе клапанов нормальные, а стук все равно прослушивается. Чаще всего причина такого стука кроется в большом зазоре между стержнем клапана и направляющей втулкой. Ситуация эта наиболее характерна для старых, изрядно походивших, моторов. Иногда стук клапана связан с неконцентричностью седла и отверстия направляющей втулки, что является следствием перегрева головки блока или неправильно выполненного ремонта. При этом клапан садится на седло сначала одним краем тарелки, и только затем, перекатываясь во втулке в пределах зазора, полностью. Из-за этого, кстати, износ направляющей втулки быстро прогрессирует.

Быстрый износ направляющей втулки и стук клапана возникают и по другим, более сложным, причинам. Например, когда гнездо цилиндрического толкателя клапана несоосно, либо имеет перекос по отношению ко втулке.

Подобный дефект иногда встречается на отечественных моторах.

Стук возможен также, из-за повышенных зазоров в деталях привода — в осях коромысел, в гнездах цилиндрических толкателей, а также в подшипниках распределительного вала.

Все эти стуки на слух достаточно похожи, и поэтому часто выделить конкретную причину без разборки и внимательной ревизии состояния деталей не удается. Но в любом случае нужно иметь в виду, что раз есть стук, значит нагрузки в местах контакта деталей носят ударный характер. Как правило, такой стук быстро прогрессирует, что грозит не только износом клапанов и сопряженных с ними деталей, но и их поломкой.

Почему сломался клапан?

Сам по себе стук может и не вызвать поломку. Но в любом случае важно понять, почему клапан начал стучать? А причин, спровоцировавших появление стука, оказывается, немало…

Самая распространенная — неграмотная эксплуатация, неквалифицированное и несвоевременное обслуживание двигателя. Очевидно, регулировка зазоров в приводе клапанов от случая к случаю — верный способ ускорить износы, вызвать стуки, а затем и поломки.

Очень опасно при регулировке устанавливать слишком малые зазоры: при работе двигателя клапаны нагреются, их длина увеличится, и, когда зазор выберется полностью, клапаны «повиснут». А тогда неплотная посадка на седло приведет к перегреву тарелок и прогару.

Довольно распространенная причина прогара выпускных клапанов — слишком позднее зажигание. Особенно если двигатель длительное время работает на больших частотах вращения и нагрузках.