Для чего нужны клапаны дизельного двигателя (3 видео)

Содержание

Для чего нужен клапан ЕГР (РВГ) на дизеле и нужен ли он вообще?
Устройство, принцип работы и регулировка клапанного механизма двигателя
Устройство клапанного механизма
Особенности работы
Количество клапанов
Устройство привода
Стук при работе
Регулировка зазора
🎬 Видео

Видео:Зачем и нужно ли - РЕГУЛИРОВАТЬ КЛАПАНА? Знать ОБЯЗАТЕЛЬНО!Скачать

Для чего нужен клапан ЕГР (РВГ) на дизеле и нужен ли он вообще?

Ну вот мы и добрались до этого чудесного изобретения человечества. Венца высоких технологий, созданного в неравной борьбе корпораций за экологию за твои деньги, но в прочем.

САБЖ — страшная хреновина с трубочками, а то и с проводочками, внедрённая в твой дизель, то ли по воле завода и изготовителя, то ли Управления по борьбе с вредоносными выбросами США .

Сталкиваясь каждый день с владельцами дизельных машин, и механиками которые многозначительно рассуждают на тему необходимости клапана ЕГР в дизеле, что без него движок будет долго прогреваться, что программа управления в двигателе не рассчитана на работу без клапаночка и что совсем уж грустно автомобиль просто перестанет ехать без клапана ЕГР. Я решил написать эту статью, чтобы развеять некоторые заблуждения по этому вопросу.

Когда то знакомясь с системами современных автомобилей и получая информацию от тех же механиков и автовладельцев, я то же уверовал в непоколебимость клапана ЕГР, и его участие в тайных алгоритмах работы дизеля и его бесспорную необходимость в движке. Но шло время, менялись источники информации, появился опыт работы с системами современных автомобилей и эта непоколебимая вера пошатнулась, а за тем пропала вовсе. Так давайте начнём по порядку.

Так как же появился клапан ЕГР и зачем он нужен.
Первые серийные автомобили оснащённые клапаном ЕГР появились на дорогах в 70х годах прошлого века. Что же делает этот клапан на самом деле и как выглядел его первый вариант? Ответ простой. Главная задача системы EGR ( Exhaust gas recirculation — ЕГР), а по нашему системы рециркуляции выхлопных газов, заставить топливо гореть при более низких температурах за счёт уменьшения количества кислорода в воздухе поступающем в цилиндры путём подмешивания в этот воздух выхлопных газов. А за чем это нужно? спросите вы. А ответ будет такой: NOx — окислы азота. Группа вредных веществ образующихся в результате горения чего либо в атмосфере. Считается, что повышение максимальной температуры в зоне горения свыше 1850 К (около 1576 градусов Цельсия) приводит к недопустимо высоким выбросам NOx. Ты уже догадался зачем оно надо? ? .

Первые клапаны ЕГР собственно не были клапанами, это были простые отверстия соединяющие выпуск со впуском, но при таком подходе появлялись проблемы с холостыми оборотами и значительными потерями в мощности двигателя. Для того чтобы исключить это негативное влияние отверстие превратилось в клапан и не просто клапан, а клапан управляемый, на первых порах механически и вакуумом а в последствии электроприводами или тем же вакуумом но с электронным регулированием. За частую современные клапана ЕГР оснащают обратной связью (всякими датчиками положения) для контроля работоспособности системы.

Так давай посмотрим на известные положительные и отрицательные эффекты использования систем рециркуляции отработавших газов. В бензиновых двигателях есть как те, так и другие, в дизелях же кроме снижения до 50% выбросов NOx один вред. В бензиновых двигателях существует эффект потерь энергии на дросселирование (насосные потери), клапан ЕГР снижает этот эффект на малых и частичных нагрузках и позволяет повысить топливную экономичность и эффективность ДВС. В дизелях этого эффекта нет. Описанный выше эффект является наверное единственным значимым поводом использования клапана ЕГР помимо его экологического назначения. В остальном понижение температуры горения смеси приводит к увеличению выброса CO для бензиновых двигателей и сажи в дизелях.
В общем существует некий компромисс между уменьшением выброса окислов азота и вредными последствиями снижения температуры горения в цилиндрах ДВС. Кстати появление сажевых фильтров на дизельных двигателях отчасти связано с использованием клапана ЕГР.
А теперь как говориться все «прелести». При не полном закрытии (неисправности) клапана значительное снижение мощности дизеля. Увеличенное образование сажи, нагара на впускных системах, вихревых заслонках, клапанах, коллекторах, вплоть до уменьшения сечения впускного коллектора до критических размеров (можно выгребать ложкой).

Читайте также: Ваз 2110 зазоры клапанов 8кл инжектор

Снижение мощности двигателя, увеличение расхода топлива. Уменьшение срока службы масла, за счёт запредельного содержания сажи. Уменьшение общей надёжности ДВС из за сложности систем рециркуляции. В общем получается достаточно печальная картина.

В нашем техцентре, да и в других автосервисах существует такая услуга как заглушить клапан ЕГР на дизельном двигателе. С помощью этой процедуры перекрывается канал клапана ЕГР, а его электрическая часть (обратная связь) остаётся в рабочем состоянии для избежания возникновения кодов неисправности в ЭБУ ДВС, т.е. глушение клапана возможно только при исправной электрической части. Если клапан ЕГР вышел из строя, не исправна электрическая составляющая, возникает вариант ставить новый клапан ЕГР и глушить канал, либо переходить к программному удалению. Метод программного отключения системы рециркуляции отработавших газов на дизеле (изменение программы управления двигателем) , при котором клапан всегда остаётся в закрытом положении и не играет роль его функциональность, т.е. для ЭБУ его не существует и он не мешает мотору работать. Рекомендовать эти процедуры пожалуй стоит, но выбор всегда за владельцем автомобиля: что загрязнять? — окружающую среду или свой движок. ? Стоимость работы по блокировке клапана ЕГР, при исправном клапане, самая бюджетная. Стоимость блокировки клапана при неисправной электрической составляющей (установка нового клапана с блокировкой канала) соразмерна с удалением клапана на программном уровне. Мнение РСВ Сервис основывается на практике, большое количество ремонтов двигателей связано именно с неисправностью системы ЕГР и эта поломка не зависит от владельца автомобиля или водителя, если они самостоятельно не занимались улучшательством. Если система ЕГР перестает правильно работать, как задумали инженеры на заводе, наступает момент для принятия решением владельцем автомобиля, если оставить неисправную систему, следом за ней выйдет из строя двигатель, а это дорогой ремонт. Если ремонтировать, то как именно, вариантов несколько, установка исправной БУ запчасти, установка новой запчасти, устранение системы на электронном уровне. Решение принимает владелец автомобиля, наша задача реализовать принятое решение на практике.

Существует способ удаление ЕГР на программном уровне из ЭБУ двигателя. Звоните в РСВ Сервис, уточняйте детали удаления ЕГР: для стандарта Евро 4, для стандарта Евро 5.

Последнее поступления в нашу копилку знаний из практики ремонта автомобиля Мицубиси Паджеро 4, 2010 года выпуска, двигатель 4M41 3.2D Di-DC. Клиент обратился с просьбой разобраться с загоревшейся лампой неисправности двигателя.

Картина «маслом»! 250 тысяч километров пробега — это просто отлично! Клапан ЕГР не заглушен, результат на лицо. Заменили форсунку топливную, заглушили клапан «егорку», отправили клиента до новых встреч на плановом техническом обслуживании.

Всем добра! С уважением РСВ Сервис! Удачи на дороге!

Видео:Клапан ЕГР! Принцип работы. Глушить или нет?!Скачать

Устройство, принцип работы и регулировка клапанного механизма двигателя

Клапанный механизм является непосредственно исполнительным устройством ГРМ, который осуществляет своевременную подачу топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя и дальнейший выпуск отработавших газов. Ключевыми элементами системы являются клапаны, которые также обеспечивают герметичность камеры сгорания. Они испытывают большие нагрузки, поэтому к их работе предъявляются особые требования.

Видео:Система ЕГР (EGR) / Система рециркуляции отработавших газов – ОСНОВЫ в 3D анимацииСкачать

Устройство клапанного механизма

Для работы обычного двигателя необходимо минимум два клапана на каждый цилиндр. Один впускной и один выпускной. Сам клапан состоит из стержня и тарелки (головка). Место соприкосновения тарелки с ГБЦ называю седлом. Впускные клапаны имеют больший диаметр тарелки, чем выпускные. Это обеспечивает лучшее наполнение камеры сгорания топливовоздушной смесью.

Устройство клапанного механизма

Весь клапанный механизм состоит из следующих основных элементов:

впускной и выпускной клапаны;
направляющие втулки (обеспечивают точное направление движения клапанов);
пружина (возвращает клапан в исходное положение);
седло клапана (место соприкосновения тарелки с корпусом);
сухари (два сухаря обеспечивают опорную поверхность для пружины и фиксируют всю конструкцию);
маслосъемные колпачки или маслоотражательные кольца (не дает маслу попасть в цилиндр);
толкатель (передает нажимное усилие от кулачка распредвала).

Читайте также: Гипертрофия миокарда при недостаточности митрального клапана

Кулачки на распределительном вале нажимают на клапаны. Их возврат в исходное положение обеспечивается за счет пружины. Пружина крепится на стержне с помощью сухарей и тарелки пружины. Для гашения резонансных колебаний на стержне могут устанавливаться не одна, а две пружины с разносторонней навивкой.

Направляющие втулки клапанов

Направляющая втулка представляет собой деталь цилиндрической формы. Она снижает трение и обеспечивает ровный и правильный ход стержня. В работе эти детали также подвергаются нагрузкам и воздействию температуры. Поэтому для ее изготовления применяются износостойкие и жаростойкие сплавы. Втулки выпускного и впускного клапанов несколько отличаются друг от друга в связи с разницей в нагрузках.

Видео:Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля?Скачать

Особенности работы

Клапаны постоянно подвержены воздействиям высокой температуры и давления. Это требует особого внимания к конструкции и материалам данных деталей. Особенно это касается выпускной группы, так как через них выходят горячие газы. Тарелка выпускного клапана в бензиновых двигателях может разогреваться до 800˚С – 900 ˚С, а в дизельных 500˚С – 700˚С. Нагрузка на тарелку впускного в несколько раз ниже, но и она достигает 300˚С, что также немало.

Именно поэтому в их производстве применяются жаропрочные сплавы металлов, содержащие легирующие присадки. Также выпускные клапаны часто имеют полый стержень с натриевым наполнителем. Это делается для лучшей терморегуляции и охлаждения тарелки. Натрий внутри стержня плавится, течет и забирает часть тепла с тарелки и переносит его на стержень. Так можно избежать перегрева детали.

Клапанный механизм двигателя

На седле в процессе работы может образоваться нагар. Чтобы избежать этого, применяют конструкции, которые вращают клапан. Седло представляет собой кольцо из высокопрочных стальных сплавов, которое напрессовывается непосредственно на головку цилиндров для более плотного контакта.

Также для правильной работы механизма должен соблюдаться регламентированный тепловой зазор. От высоких температур детали расширяются, что может привести к неправильной работе клапана. Зазор выставляется между кулачками распредвала и толкателями путем подбора специальных металлических шайб определенной толщины или самих толкателей (стаканов). Если в двигателе применяются гидрокомпенсаторы, то зазор регулируется автоматически.

Слишком большой тепловой зазор, будет препятствовать полному открытию клапана, а следовательно, цилиндры будут менее эффективно наполняться свежим зарядом. Маленький зазор (или его отсутствие) не позволит клапанам закрыться до конца, что приведет к их прогару и снижению компрессии в двигателе.

Видео:Регулировка клапанов дизельного двигателя с воздушным охлаждением по ТНВД.Скачать

Количество клапанов

В классическом варианте четырехтактному двигателю для работы достаточно иметь по два клапана на каждый цилиндр. Но к современным моторам предъявляются все большие требования по мощности, расходу топлива и экологичности, поэтому для них этого уже становится недостаточно. Поскольку чем больше клапанов, тем более эффективно происходит наполнение цилиндра свежим зарядом. В разное время на двигателях пробовались следующие схемы:

трехклапанные (впуск – 2, выпуск – 1);
четырехклапанные (впуск – 2, выпуск – 2);
пятиклапанные (впуск – 3, выпуск – 2).

Лучшее наполнение цилиндров и их очистка обеспечиваются при использовании большего числа клапанов на один цилиндр. Но при этом усложняется конструкция двигателя.

На сегодняшний день наиболее популярными являются моторы с 4 клапанами на цилиндр. Первые такие двигатели появились еще в 1912 году на автомобиле Peugeot Gran Prix. Тогда широкого применения данное решение не получило, но начиная с 1970 года начали активно выпускаться серийные автомобили с таким количеством клапанов.

Видео:Принцип работы клапана вестгейта на примере турбонаддува двигателя Mercedes OM 651Скачать

Устройство привода

За правильную и своевременную работу клапанного механизма отвечает распределительный вал и привод ГРМ. Конструкция и количество распредвалов для каждого типа двигателя выбирается индивидуально. Деталь представляет собой вал, на котором выполнены кулачки определенной формы. Проворачиваясь, они оказывают давление на толкатели, гидрокомпенсаторы или коромысла и открывают клапана. Тип схемы зависит от конкретного двигателя.

Газораспределительный механизм

Распредвал находится непосредственно в головке блока цилиндров. Привод к нему идет от коленчатого вала. Это может быть цепная, ременная или зубчатая передача. Наиболее надежной является цепная, но она требует дополнительных конструктивных решений. Например, успокоитель для гашения вибрации цепи и натяжитель. Скорость вращения распределительного вала в два раза ниже, чем скорость вращения коленчатого вала. Так обеспечивается согласование их работы.

Читайте также: Что за клапан для квартир

От количества клапанов зависит количество распределительных валов. Существует две основных схемы:

При наличии только двух клапанов достаточно одного распредвала. Вращаясь, он обеспечивает попеременное открытие впускного и выпускного клапанов. В наиболее распространенных четырехклапанных двигателях устанавливаются два распредвала. Один обеспечивает работу впускных, а другой выпускных клапанов. В двигателях с V-образных расположением цилиндров устанавливается четыре распредвала. По два на каждую сторону.

Кулачки распредвала не толкают стержень клапана напрямую. Существует несколько типов “посредников”:

роликовые рычаги (коромысло);
механические толкатели (стаканы);
гидравлические толкатели.

Роликовые рычаги имеют более предпочтительную конструкцию. На гидротолкатель давят так называемые коромысла, которые качаются на вставных осях. Чтобы снизить трение на рычаге предусмотрен ролик, который контактирует непосредственно с кулачком.

В другой схеме используются гидравлические толкатели (компенсаторы зазора), которые расположены непосредственно на стержне. Гидрокомпенсаторы автоматически регулируют тепловой зазор и обеспечивают мягкую и менее шумную работу механизма. Это небольшая деталь состоит из цилиндра с поршнем и пружиной, каналов для масла и обратного клапана. Для работы гидротолкателя используется масло, которое подается из системы смазки двигателя. Более подробно про гидрокомпенсаторы можно прочитать в отдельной статье на нашем сайте.

Снятие стакана клапана магнитом

Механические толкатели (стаканы) представляют собой втулку, закрытую с одной стороны. Они устанавливаются в корпус ГБЦ и непосредственно передают усилие на стержень клапана. Основные их недостатки заключаются в необходимости периодической регулировки зазоров и стуке при работе на непрогретом двигателе.

Видео:Почему гнет клапана двигателя, на каких двигателях гнет клапанаСкачать

Стук при работе

Основной неисправностью клапанов (не считая прогара) считается появляющийся стук на холодном или горячем двигателе. Стук на холодном двигателе исчезает после набора температуры. Когда они разогреваются и расширяются, тепловой зазор закрывается. Также причиной может стать вязкость масла, которое не поступает в нужном объеме в гидрокомпенсаторы. Загрязнение масляных каналов компенсатора также может вызывать характерный стук.

На горячем двигателе клапана могут стучать из-за низкого давления масла в системе смазки, загрязнения масляного фильтра или неправильного теплового зазора. Также следует учитывать естественный износ деталей. Неисправности могут быть в самом клапанном механизме (износ пружины, направляющей втулки, гидротолкателей и т.д.).

Видео:Клапан рециркуляции картерных газов, устройство и принцип работыСкачать

Регулировка зазора

Регулировку проводят только на холодном двигателе. Текущий тепловой зазор определяется специальными металлическими плоскими щупами разной толщины. Для изменения зазора на коромыслах имеется специальный регулировочный винт, который проворачивается. В системах с толкателями или регулировочными шайбами регулировка происходит путем подбора деталей нужной толщины.

Регулировка клапанов для механизма с коромыслами

Рассмотрим пошаговый процесс регулировки клапанов для двигателей с толкателями (стаканами) или шайбами:

Снимите клапанную крышку двигателя.
Проверните коленчатый вал так, чтобы поршень 1-го цилиндра находился в ВМТ. Если это сложно сделать по меткам, то можно выкрутить свечу и вставить в колодец отвертку. Ее максимальное перемещение вверх покажет мертвую точку.
С помощью набора плоских щупов измерьте зазор в приводе клапанов под теми кулачками, которые не нажимают на толкатели. Щуп должен иметь плотный, но не слишком свободный ход. Запишите номер клапана и величину зазора.
Проверните коленчатый вал на один оборот (360°) так, чтобы поршень 4-го цилиндра находился в ВМТ. Измерьте зазор под оставшимися клапанами. Запишите данные.
Проверьте, в каких клапанах зазор не попадает в допуск. Если такие имеются, то подберите толкатели нужной толщины, снимите распредвалы и установите новые стаканы. На этом процедура закончена.

Проверку зазора рекомендуется проводить каждые 50-80 тысяч километров пробега. Данные о стандартных зазорах можно найти в руководстве по ремонту автомобиля.

Величина допускаемого зазора для впускных и выпускных клапанов иногда может отличаться.

Правильно настроенный и отрегулированный газораспределительный механизм обеспечит ровную и плавную работу ДВС. Также это положительно скажется на ресурсе мотора и комфорте водителя.