Как работает двигатель с неотрегулированными клапанами (7 видео)

У водителей со стажем систематическая регулировка клапанов входит в привычку — настолько сильно сказывается эта процедура на эффективность работы двигателя. Именно клапаны мотора играют ведущую роль:

в четкой регуляции подачи воздушно-топливной смеси;
в своевременной и полной эвакуации из цилиндров отработанных газов.

Малейший диссонанс в указанных процессах со всей неизбежностью влечет сбои в работе узловых систем транспорта и их дорогостоящий ремонт. Кроме очевидной потери мощности, увеличения расхода топлива и токсичности выхлопных газов автолюбитель может столкнуться с полной утратой функциональности двигателя!

Вот почему своевременная и грамотная проверка состояния работоспособности клапанов — главный способ избежать их кардинального разрушения, влекущего неустранимый износ двигателя и его систем.

Содержание

Принципы функционирования
Как работает распределительный вал
Цели изменения работы клапанов ДВС
Негативные последствия продвинутого тюнинга
Как работают клапаны
Что такое зазоры и зачем они нужны
Последствия неправильного теплового зазора
Регулировка клапанов
Преимущества профессиональной услуги
Регулировка клапанов: что это, зачем нужно, и что будет, если ее не делать
🌟 Видео

Видео:Влияние неправильной регулировки клапанов на работу двигателяСкачать

Принципы функционирования

Чтобы понять, зачем нужна регулировка клапанов двигателя, придется неглубоко вникнуть в работу клапанов двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Первое, о чем нужно знать — клапанов в моторе всегда два типа:

Второе: стандартный, полный рабочий цикл двигателя состоит из 4 последовательных движений:

Впуск воздушно-топливной смеси в цилиндр;
Сжатие смеси и ее воспламенение;
Рабочий ход, выполняемый силой давления;
Выпуск отработанной смеси из цилиндров.

При этом в каждой отдельной фазе (такте) клапаны занимают строго определенное положение:

на впуске (1 движение) открывается впускной клапан;
на сжатии (2 движение) впускной и выпускной клапаны закрыты;
рабочий ход (3 движение) аналогично производится при закрытых клапанах;
на выходе (4 движение) выпускной клапан открывается.

Третье: работа клапанов возможна благодаря вращению распределительного вала: его модификация (главным образом, конструкции «кулачков») конструктивно определяет продолжительность и полноту фаз (их последовательность всегда одна и та же!) газораспределения в цилиндрах.

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

Как работает распределительный вал

Если сравнивать работу распредвала со скоростью автомата Калашникова, то скорость выстрелов последнего будет в 10 раз меньше. В минуту коленвал производит от 6 000 и более оборотов, при этом один рабочий цикл состоит из двух оборотов, обеспечивающих впуск воздушно-топливной смеси и ее выпуск.

Таким образом, частота открытия и закрытия каждого клапана (впускного и выпускного) за одну минуту составляет не менее 3000 раз. При этом частота так называемых «мертвых точек» клапанов (т.е. когда они занимают в цилиндрах свои крайние положения) составляет еще большее число раз — 6 000.

При любых манипуляциях с коленвалом, клапанами и цилиндрами необходимо учитывать даже сотые доли секунды работы двигателя, существенно влияющие на его эксплуатационные возможности и долговечность.

Видео:так стучат клапана ВАЗСкачать

Цели изменения работы клапанов ДВС

Современный, спортивный или премиум класса, автомобиль уже оснащен двигателем, полностью соответствующем рекомендуемым производителем:

скоростному режиму;
нагрузкам;
иным условиям эксплуатации авто.

В марках авто попроще, или «старичках», а также моделях, предназначенных для гонок эксплуатационные возможности двигателя в части изменения фаз газораспределения, модернизируются единственно возможным способом — сменой распредвала.

Видео:Эксперимент: работа двигателя при больших зазорах клапановСкачать

Негативные последствия продвинутого тюнинга

Усиление мощности авто за счет монтажа нового, с расширенными характеристиками, распределительного вала не только преображает фазы газораспределения, но пропорционально возросшей мощности снижает экономичность расходования топлива, и даже увеличивает скорость износа мотора!

Вот почему кардинальная смена распредвала — удел тех транспортных средств, для которых можно, ради скорости, поступиться экологичностью, экономичностью и продолжительностью эксплуатации.

Видео:Когда регулировать клапана? Советы автомастеровСкачать

Как работают клапаны

Чтобы понимать порядок регулировки клапанов, необходимо иметь общее представление об особенностях их работы. Здесь можно условно выделить три принципиальных момента.

Первое: на стержень клапана распредвал может воздействовать 2 способами:

непосредственно;
посредством коромысла.

Во втором случае опосредованное воздействие минимизирует перепад профиля при максимально возможном перемещении открываемого клапана.

Второе. Непосредственное воздействие на стержень из-за возникающих на него боковых нагрузок влечет ускорение износа стержня. Чтобы избежать разрушения стержня, его торец защищают т.н. стаканом, двигающемся в собственном направляющем гнезде. Принимая на себя почти на 100% воздействие боковой силы, стакан пролонгирует срок службы клапана.

Читайте также: Клапан адсорбера киа рио 3 признаки неисправности

Третье. Для улучшения эксплуатационных характеристик в конструкции часто используются регулировочные:

шайбы (устанавливаются между кулачком распредвала и стаканом);
винты (устанавливаются на коромысла, фиксируются контргайками).

Видео:НИКОГДА НЕ РЕГУЛИРУЕТЕ КЛАПАНА ?Скачать

Что такое зазоры и зачем они нужны

Современные модификации двигателей предусматривают наличие в их цилиндре более 2 клапанов, оснащенных зазорами с гидравлическими компенсаторами такая конструкция не требует вмешательства. Если же гидравлических компенсаторов клапанов нет, необходима их систематическая регулировка (каждое ТО!).

Дело в том, что полное закрытие клапана во время расширения газа логично ведет к тому, что стальной цилиндр не выдержит давления и разорвется! Причина фатального разрушения не только в мега Паскалях, воздействующих на стенку цилиндра, но и в его критическом разогреве, доходящем до 900 градусов Цельсия.

Для препятствия глухому закрытию цилиндра клапаном, толкатель и профиль кулачка распредвала разделяются небольшой щелью — зазором. Его размер обязательно соотносится с увеличением при нагреве длины стержня клапана и некоторыми другими показателями.

Видео:Эксперимент: что будет если зазоры клапанов слишком маленькие или вообще нет зазора.Скачать

Последствия неправильного теплового зазора

Бывает, что в особо холодный день при работе непрогретого мотора появляются посторонние шумы: негромкое пощелкивание металла. В норме звук постепенно прекращается по мере прогревания двигателя.

Если пощелкивание продолжается и в таком состоянии, это сигнал того, что тепловой зазор одного или сразу всех клапанов слишком велик. Такой дефект чреват не только неприятным звуком! Клапаны вынужденно находятся слишком короткое время открытыми, что приводит:

к перебоям в работе двигателя;
к снижению КПД;
к проблемам с запуском двигателя.

В худшем случае детонационное сгорание может разрушить мотор.

Зазор, меньший, чем необходимо, — еще большое «зло» для двигателя! Разогрев цилиндра до рабочей температуры (600-900 градусов Цельсия!) расширяет металл, сводя на нет слишком небольшой зазор.

Как следствие, падает КПД, повышается потребление топлива, и на клапанах/седлах начинают сгорать конические фаски.

Видео:ПРИЗНАКИ ПРОГАРА КЛАПАНА.Как определить прогар клапана!Клапана или поршневая. Самый точный диагнозСкачать

Регулировка клапанов

Грамотная регулировка зазоров клапанов — процесс, требующий мастерства, специфических инструментов (щуп, пинцет и т.д.) и полного остывания мотора. Величины зазоров впускного и выпускного клапанов, угол поворота коленчатого вала и другие конструктивные особенности мотора, а также последовательность его сборки/разборки определяются в соответствии с руководством к конкретной марке авто.

Отрегулированные зазоры проверяются дважды, с допустимыми отклонениями, не превышающими 0,05 мм.

Видео:Регулировка клапанов Киа Рио и Солярис. Как часто нужно делать?Скачать

Преимущества профессиональной услуги

Двигатель — ключевой динамический узел автомобиля, сигнализирующий о поломках ухудшением либо полным прекращением функционирования. Зачастую, в стремлении сэкономить время и деньги, автолюбитель не спешит обращаться в СТО за диагностикой и пытается самостоятельно, наобум, справиться с возникающими неисправностями:

падение мощности;
«троение» двигателя;
хлопки и т.д.

Понять без специального оборудования источник проблем и что именно нужно — регулировка клапанов своими руками или замена свечей зажигания — очень сложно! При этом самостоятельное вмешательство в узловой элемент авто может только ухудшить положение дел.

К тому же, даже у знающего у автолюбителя может не оказаться нужных инструментов, а «подручные» средства не всегда удобны и допустимы.

Зачем испытывать свой двигатель на прочность и экспериментировать с его самостоятельным ремонтом? Эта процедура может быть гораздо более оперативной и безопасной для «сердца» авто, если диагностику и регулировку клапанов доверять профессионалам нашего сервиса!

Инновационное оборудование и квалифицированные мастера сервиса «Дизель-Мастер» не упустят ни одной детали ни в диагностике, ни в ремонте, гарантируя на 100% положительный результат.

Не дожидайтесь планового ТО, попробуйте, насколько неожиданно эффективным могут быть профессиональные услуги в «Дизель-Мастер», сберегающие нервы, время и деньги автовладельца!

Видео:Стук двигателя 1,6 8кл. 11183 и его устранениеСкачать

Регулировка клапанов: что это, зачем нужно, и что будет, если ее не делать

Если вы становились свидетелем сцены, когда опытный автомобилист деловито открывал капот машины (вашей или своей), некоторое время вслушивался в звук работающего мотора, а потом многозначительно произносил фразу «клапаны надо отрегулировать», но при этом для вас его слова были не понятнее звука двигателя, который он слушал, то сегодня мы попробуем этот пробел восполнить. Что такое регулировка клапанов, зачем она нужна, когда ее нужно делать, и что будет, если ее не делать совсем? И почему на многих машинах регулировка клапанов вообще не нужна? Давайте разберемся.

Читайте также: Замена главного цилиндра сцепления ларгус 16 клапанов

Р абота обычного поршневого двигателя предполагает подачу в цилиндры топливовоздушной смеси и отвод из них отработавших газов. Обе функции выполняют клапаны – соответственно, впускные и выпускные, попеременно открываясь в нужное время для наполнения и опорожнения цилиндра. Управляет их работой распределительный вал, имеющий специальные кулачки, которые воздействуют на верхнюю часть клапана, открывая его в цилиндр. Конструкций приводного механизма существует несколько – распредвал может воздействовать на клапаны почти непосредственно, надавливая кулачком на толкатели, или, к примеру, через специальные коромысла, толкая один их конец, в то время как другой давит на клапан. Но в любом из случаев в конструкции есть интересующая нас особенность: тепловой зазор между кулачком распредвала и деталью клапанного механизма, которая открывает клапан. Ведь рабочая температура деталей двигателя, особенно клапанного механизма и собственно клапанов, очень высока, а при нагревании металл имеет свойство расширяться, что приводит, в частности, к удлинению клапана. Именно для компенсации этого расширения нужен тепловой зазор, а регулировка этого зазора и называется «регулировкой клапанов»

Да, с логической точки зрения формулировка «регулировка клапанов» не совсем верна. Клапан при нормальных условиях, когда на него не давит кулачок распредвала, закрыт: тарелка клапана плотно прижата пружиной к седлу в головке блока цилиндров, а должная герметичность обеспечивается фасками на обоих элементах. Соответственно, никакая регулировка клапану здесь не требуется – а вот тепловой зазор должен быть правильным. То есть, более корректно говорить не «регулировка клапанов», а «регулировка теплового зазора привода клапанов».

Если представить себе комбинацию «клапан – толкатель – распредвал» без теплового зазора – то есть, плотно прилегающими друг к другу при неработающем двигателе, то несложно понять, что при выходе на рабочую температуру на удлинившийся клапан, «вытягиваемый пружиной из цилиндра» в сторону распредвала, из-за температурного расширения начнет постоянно давить этот самый распредвал, приводя к небольшому сжатию пружины и неплотному закрытию клапана. То есть, при достижении рабочей температуры клапан фактически перестанет полноценно выполнять одну из своих функций: плотно закрываться для герметизации камеры сгорания и ее изоляции от впускного или выпускного тракта.

Подобное может произойти, к примеру, из-за износа седел и тарелок клапанов. Соответственно, в этом случае регулировка клапанов нужна, чтобы обеспечить нужный тепловой зазор для обеспечения полного закрытия клапанов.

Второй вариант – увеличение теплового зазора: например, из-за износа поверхностей кулачков распредвала и элементов привода клапанов. В этом случае даже после достижения двигателем рабочей температуры между распредвалом и клапанным механизмом будет оставаться зазор, а касаться они будут ударно и только в момент воздействия кулачка. Это уже пагубно влияет на ресурс клапанного механизма, но есть и другие последствия: клапан будет открываться чуть позже и не полностью – а значит, ухудшится наполняемость цилиндра топливовоздушной смесью.

Если не регулировать клапаны своевременно, это приведет к изменению теплового зазора. При этом и увеличение, и уменьшение теплового зазора, как мы уже поняли, негативно влияет на ресурс и работу двигателя. Уменьшение зазора означает неполное закрытие клапанов, которое приводит к ряду последствий. Негерметичность камеры сгорания из-за приоткрытого клапана приводит к падению компрессии и прорыву раскаленных газов во впускной или выпускной тракт (в зависимости от того, впускной или выпускной клапан приоткрыт).

Кроме того, стоит отметить значительно увеличивающуюся тепловую нагрузку на клапаны. Ведь плотный контакт закрытого клапана с седлом – это одно из важных условий его охлаждения, а если клапан неплотно прилегает к седлу, охлаждение ощутимо ухудшается. Особенно это касается выпускных клапанов: впускные дополнительно охлаждаются поступающей в цилиндры топливовоздушной смесью, а вот выпускные обеспечивают выход отработавших газов крайне высокой температуры, и для них охлаждение в зоне контакта с седлом имеет критическую важность. В крайнем случае плохое охлаждение клапана из-за малого теплового зазора может привести к его перегреву и разрушению – так называемому прогару. Кроме того, прорыв горящей топливовоздушной смеси в выпускной тракт повышает нагрузку на катализатор (а при его разрушении абразивная пыль может повредить и цилиндры).

Читайте также: Электромагнитный клапан для топлива 220 вольт

Последствия увеличения теплового зазора несколько иные. Как было сказано выше, оно приводит к ударному воздействию распредвала на клапанный механизм, что негативно сказывается на его ресурсе, а также к несвоевременному и неполному открытию клапана. Ухудшение наполнения цилиндра топливовоздушной смесью при этом означает нарушение фаз газораспределения и снижение отдачи мотора: то есть, он будет хуже тянуть.

Величина теплового зазора определяется производителем для конкретного двигателя: если конструкция мотора предусматривает регулировку клапанов, показатели обычно указываются в руководстве по эксплуатации. — Kolesa.Ru (@Kolesa_Ru) 3 июня 2019 г.

В целом величина теплового зазора, разумеется, очень невелика, это десятые доли миллиметра – примерно 0,1-0,4 мм. При этом ее обычно определяют с помощью набора щупов с шагом в 0,05 мм и менее – то есть, соблюдается точность до сотых. Стоит отметить, что тепловой зазор для впускных и выпускных клапанов различается: как мы уже знаем, выпускные клапаны нагреваются сильнее – а следовательно, сильнее увеличиваются в размерах и требуют большего теплового зазора.

На практике знать конкретные значения теплового зазора нужно только для регулировки – то есть, если вы не занимаетесь ей самостоятельно, эти цифры вам не слишком пригодятся.

Периодичность регулировки клапанов, если она предусмотрена конструкцией мотора, указывается в руководстве по эксплуатации автомобиля. В целом эта процедура выполняется не так часто – обычно это каждые 50-80 тысяч километров. Однако и более частая проверка не повредит – особенно если машина оснащена газобаллонным оборудованием, так как газовое топливо повышает тепловую нагрузку на мотор.

Второй способ узнать о необходимости регулировки клапанов – это характерный звук: стук или цоканье при работе мотора, не проходящее по мере его прогрева.

Ну а если автомобиль приобретен не новым, и его пробег уже немаленький, то регулировка теплового зазора точно не будет лишней – нужно лишь выяснить, предусмотрена ли она конструкцией.

Существует несколько конструктивных вариантов регулировки теплового зазора. К примеру, один из вариантов – это подбор шайб нужной толщины, которые вставляются между толкателем клапана и кулачком распредвала. Для регулировки зазора он сначала замеряется с имеющейся шайбой, а потом шайба при необходимости заменяется на другую, большей или меньшей толщины. Альтернативный вариант при схожей конструкции – подборка не регулировочных шайб нужной толщины, а самих толкателей с необходимыми параметрами.

Еще одна вариация — это регулировка теплового зазора с помощью винтового механизма. В этом случае ничего подбирать не нужно: зазор измеряется щупом и затем при необходимости настраивается вкручиванием или выкручиванием регулировочного болта, который затем фиксируется контргайками — Kolesa.Ru (@Kolesa_Ru) 3 июня 2019 г.

Такой метод регулировки мы наглядно показывали в отдельном материале на примере Renault Logan.

Неоднократное уточнение о том, что регулировка клапанов должна быть предусмотрена конструкцией мотора, весьма важно: ведь многие двигатели этой процедуры не требуют. Зависит это от того, оснащен ли мотор гидрокомпенсаторами: это устройства, предназначенные для автоматической регулировки теплового зазора. Они работают за счет масла, поступающего в них из двигателя (поэтому, собственно, и называются « гидро компенсаторами») и полностью исключают необходимость периодической ручной регулировки клапанов. Сами они, конечно же, тоже не вечны – о необходимости их проверки и замены говорит все тот же цокающий стук, не исчезающий вскоре после запуска, а порой даже после прогрева двигателя. Однако главное, что нужно знать в контексте этого материала – это то, что моторам, оснащенным гидрокомпенсаторами, регулировка клапанов не нужна.