Принцип работы клапанов

Маслосъемные колпачки

Маслосъемные колпачки фактически представляют собой сальник, который одевается на направляющую клапана и располагается внутри клапанных пружин, под тарелкой пружины клапана. Маслосъемные колпачки предотвращают попадание масла в цилиндр по направляющим клапана. Особенно это актуально для всасывающего клапана. Вышедшие из строя колпачки, наряду с изношенными поршневыми кольцами, являются источником дымления двигателя и образования нагара на свечах.

При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкатель который, поднимаясь, перемещает вверх штангу. Штанга поднимает одно пле­чо коромысла, при этом другое его плечо нажимает клапан и открывает его. После то­го как кулачок прекратит воздействовать на толкатель, пружина закроет клапан и воз­вратит детали его привода в первоначальное положение.
При установке шестерен необходимо совмещать метки на их зубьях. От осевого смещения распределительный вал удерживает фланец, который крепят двумя болтами к передней стенке блока цилиндров.
В отверстия коромысел запрессованы бронзовые втулки. Коромыс­ла устанавливают на пустотелую ось, закрепленную в стойках на го­ловке цилиндров.
Цилиндрические пружины, установленные на оси между коромыс­лами, ограничивают их продольное перемещение. В одно плечо коро­мысла ввернут винт с контргайкой.
Клапан, состоящий из головки и стержня, закрывает впускной или выпускной канал головки цилиндров. Диаметр головки впускного клапана больше диаметра головки выпускного, что улучшает напол­нение цилиндра свежей горючей смесью. У двигателя ГАЗ-24 для этой цели впускные клапаны имеют тюльпанообразную головку. Фас­ка головки клапана, скошенная под углом 45 или 30°, плотно прилега­ет к фаске седла.
Седла клапанов изготовляют в виде колец из жаропрочной стали и запрессовывают в головку блока цилиндров.
Впускной клапан изготавливают из хромистой стали, а вы­пускной — из жаропрочной (сильхромовой) стали. Для увеличения срока службы впускных клапанов некоторых двигателей, в том числе ЗИЛ-130, делают жаропрочную наплавку посадочной фаски. Чтобы лучше отводить теплоту, стержни выпускных клапанов двигателей ЗМЗ-53 и ЗИЛ-130 изготовлены пустотелыми и наполнены натрием.
Клапаны меньше изнашиваются, если они во время работы пово­рачиваются вокруг собственной оси. В двигателях ЗМЗ-53 и ГАЗ-24 вращение клапанов достигается установкой между упорной шайбой и сухарями закаленной конической втулки, наружный конус которой не полностью совпадает с внутренним конусом упорной шайбы, а вы­пускные клапаны двигателя ЗИЛ-130 имеют даже механизм прину­дительного вращения, помещенный между нижней упорной шайбой пружины клапана и поверхностью головки цилиндров.
Направляющие втулки стержней клапанов делают чугунными или металлокерамическими и запрессовывают в головку цилиндров. Сто­порное кольцо или буртик на верхнем конце втулок препятствует их смещению в осевом направлении.
Пружина, изготовленная из специальной стальной проволоки, обеспечивает плотную посадку клапана в седло. Пружина упирается одним концом в шайбу на головке цилиндров, а другим концом в упор­ную шайбу, которую удерживают два конических сухаря, входящие в выточку на стержне клапана. На стержни впускных клапанов уста­навливают резиновые колпачки, уменьшающие возможность попада­ния масла в цилиндры.
Для обеспечения плотной посадки клапана в седло во время рабо­ты, когда стержень удлиняется, между клапаном и толкателем или коромыслом должен быть тепловой зазор, который контроли­руют на холодном двигателе.

Фазы газораспределения.
Чтобы получить максимальную мощность двигателя, необходимо обеспечивать хорошее наполнение цилиндров свежей горючей смесью и очистку их от отработавших газов. Этого достигают, открывая и закрывая клапаны с некоторым опережением или запаздыванием относительно мертвых точек. Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в углах поворота коленчатого ва­ла, называют фазами газораспределения (см. цветной рис. IV),
В карбюраторных двигателях впускной клапан начинает откры­ваться, когда кривошип не дошел 10°...25° до ВМТ (в конце такта вы­пуска), а закрывается после того, как кривошип вала прошел НМТ на 50... 75грудусов(в начале такта сжатия).
Продолжительность открытия впускного клапана составляет 240...280° угла поворота коленчатого вала.
Выпускной клапан открывается в конце рабочего хода с опереже­нием 50...70° до НМТ, а закрывается в начале такта впуска с запазды­ванием 20...50° после ВМТ. Продолжительность открытия выпускного клапана равна 250...280°.
Моменты, когда оба клапана одновременно открыты, называют пе­рекрытием клапанов. В это время происходит продувка цилиндров от отработавших газов свежей горючей смесью.
Работа многоцилиндровых двигателей. Для обеспечения равномер­ности работы многоцилиндрового двигателя надо, чтобы рабочие ходы происходили в разных цилиндрах через одинаковые углы поворота ко­ленчатого вала.
Порядок работы двигателя — это последовательность совершения одноименных тактов в его цилиндрах. Порядок работы зависит от рас­положения шатунных шеек коленчатого вала и кулачков распредели­тельного вала.
Цилиндры двигателей нумеруют со стороны переднего конца ко­ленчатого вала. Так же нумеруют цилиндры V-образных двигателей, но сначала — ряд, расположенный справа по ходу автомобиля.

Рис. 6. Схема и порядок работы четырехтактных двигателей:
а — рядного четырехцилиндрового;
попарно 1-я с 4-й и 2-я с 3- й под углом 180°

.
Рис. 5. Привод распреде­лительного вала:
1 — шестерня коленчатого вала; 2 — шестерня рас­пределительного вала; 3 — установочные метки.

I.3 - Основные неисправности и способы их устранения

Основными неисправностями клапанов ГРМ являются нарушение тепловых зазоров клапанов, износ масло отражательных колпачков, неплотное закрытие клапанов вследствие изнашивания их головок и сёдел, а так же снижение упругости клапанных пружин.
Нарушение регулировок и износ деталей механизма газораспределения сопровождаются повышенной шумностью и стуками при работе двигателя, потерей их мощности, а также повышенным дымлением и расходом масла (при износе масло отражательных колпачков, когда масло начинает просачиваться в камеру сгорания цилиндров через клапаны). Необходимость ремонта и регулировки ГРМ определяется по результатам проверки его технического состояния на автомобиле.

Проверку технического состояние клапанов можно произвести следующими способами:
По стукам.

Стуки клапанов возникают при увеличенных зазорах в клапанном механизме из-за нарушения регулировки зазоров клапанов, а так же из-за поломки клапанной пружины и износа кулачков распределительного вала. Стуки клапанов хорошо прослушиваются на малых оборотах холостого хода и имеют отчётливый звонкий стук. Стук клапанов происходит обычно с равномерными интервалами с меньшей по сравнению с другими стуками двигателя частотой, поскольку распределительный вал, приводящий в действие клапаны, вращается в два раза медленнее коленчатого вала.
По расходу сжатого воздуха и падении компрессии
Устанавливают нарушение герметичности клапанов вследствие износа посадочных поверхностей их сёдел и головок (при наличии нормальных тепловых зазоров клапанов). Расход сжатого воздуха определяется с помощью прибора К-69М. Поскольку повышенный расход воздуха одновременно характеризуется состояние как КШМ, так и ГРМ, для уточнения конкретной причины повышенного расхода сжатого воздуха производится повторная измерение расхода, после заливки в цилиндр небольшого (25… 30 г) количества моторного масла. Если при этом расход сжатого воздуха восстанавливается до требуемой величины, то детали клапанного механизма находятся в удовлетворительном состоянии, а если нет – то потребуется снять головку цилиндров для ремонта (притирки клапанов, замены изношенных деталей).
По изменению разрежения во впускном трубопроводе
устанавливается как нарушение герметичности клапанов, так и нарушение фаз газораспределения. Измерение разрежения во впускном трубопроводе производят с помощью специального прибора, датчики которого размещают непосредственно во впускном трубопроводе двигателя. При работе двигателя в установившимся режиме измеряется амплитуда, продолжительность и фазовый сдвиг импульсов впуска и выпуска газов относительно ВМТ поршня. Амплитуда пульсации газов характеризует герметичность клапанов, продолжительность импульсов – зазоры в клапанах, а фазовый сдвиг – фазы газораспределения, которые определяются главным образом износом кулачков распределительного вала, а так же зазорами клапанов. По результатам измерений определяется необходимость разборки и ремонта механизма газораспределения.

I.4 –Технологический процесс ремонта, инструменты и приспособления.

Снятие клапанов
Для снятия клапана нужно снять клапанные пружины и тарелку пружины клапана. Для этого необходимо приобрести съемник клапанов (рассухариватель). Универсальный съемник, которым можно снять клапана практически с любого двигателя, представляет собой рычаг с двумя разрезными упорами. Один упор зацепляется за гайку, навернутую на шпильку крепления оси коромысел, а второй давит на тарелку пружины. Итак, ставим головку на ровную поверхность, навинчиваем гайку на шпильку, ближайшую к снимаемому клапану и поддеваем под гайку один упор съемника. Нажимаем на рычаг съемника и давим вторым его упором на тарелку пружины клапана. Клапан открывается и упирается в поверхность, на которой лежит головка. Давим на рычаг дальше. При этом клапан остается на месте, а клапанные пружины продолжают сжиматься. Тарелка пружины опускается по штоку клапана. При этом из углубления тарелки пружины появляются два сухарика, представляющие собой две половинки разрезанного конуса. Сухарики необходимо вынуть круглогубцами или просто отверткой. После этого плавно поднимаем рычаг съемника. При этом незакрепленная тарелка пружины клапана, под действием пружин, поднимается, и шток клапана выходит из тарелки. Теперь клапан без труда можно вынуть. Главное в этом процессе - не потерять сухарики.
Если Вы сняли клапана, обязательно перед их установкой замене маслосъёмные колпачкина новые. Это не займет много времени и денег, но зато Вам не придется лишний раз снимать пружины клапанов для замены колпачков.

Замена маслосъемных колпачков
Для того, чтобы заменить маслосъемные колпачки, надо снять клапанные пружины и тарелку. Это можно делать как на снятой головке, так и не снимая головку с двигателя.
Если Вам нужно заменить маслосъемные колпачки не снимая головки, достаточно демонтировать ось коромысел с коромыслами в сборе. После этого можно снять съемником тарелки пружин клапанов и пружины и получить доступ к маслосъемным колпачкам. Съем тарелок пружин клапанов при этом производится так же, как и при съёме клапанов, с той лишь разницей, что роль ровной поверхности, в которую упирается клапан, когда на его тарелку давит упор съемника, играет поршень. Для этого поршень необходимо установить в верхнее положение. Делается это так. Вывинчиваете свечу, и затыкаете пальцем свечное отверстие. В это время Ваш помощник плавно проворачивает ручкой коленвал. Когда поршень пойдет вверх, вы почувствуете, что из цилиндра через свечное отверстие выходит воздух. Коленвал надо остановить в тот момент, когда поток воздуха прекращается. Дальше следует снять клапанные пружины и тарелку.
Итак, клапанная тарелка с пружинами, а возможно и сам клапан, сняты. Теперь Вам открылся доступ к маслосъемным колпачкам. Снять их можно, поддев отверткой, а установить новые, надавив на них сверху. То есть сама замена колпачков трудности не доставляет - основная работа по снятию пружин с клапанов. Если Вы меняли только колпачки, теперь можно перейти к установке на место клапанных пружин и тарелки, сохраняя верхнее положение поршня.

Притирка клапанов
Если клапан неплотно прилегает к седлу, происходит уменьшение компрессии. Если при этом на рабочей кромке клапана нет чрезмерно сильных раковин, прилегание клапана к седлу можно улучшить притиркой клапана. Притирка клапанов производится на снятой головке блока. Сначала необходимо снять клапан, состояние которого требует притирки, и еще раз его осмотреть, возможно, его необходимо заменить. При этом надо учесть, что новый клапан все равно нуждается в притирке вследствие неизбежной изношенности седла клапана. После того, как вы решите, какой клапан притирать, тот, который у Вас есть, или новый, можно приступать к притирке.
Притирка клапана производится с помощью шлифовальной пасты. Шлифовальная паста наносится на рабочую кромку клапана, затем клапан устанавливается на свое место, и производятся его вращательные движения с одновременным прижатием к седлу. Осуществить этот процесс в гаражных условиях можно таким образом. Надо подобрать резиновую трубку с таким внутренним диаметром, чтобы она с большим натягом налезала на стержень клапана. Затем нужно взять металлический стержень (или просто сверло) того же диаметра, что и стержень клапана, и зажать его в патроне дрели. Теперь натягиваем один конец трубки на сверло, а другой на стержень клапана, предварительно вставленного в свое гнездо. Далее приводим дрель во вращение и создаем необходимый натяг резиновой трубки, чтобы обеспечить плотное прилегание клапана, намазанного шлифовальной пастой, к седлу. Таким методом можно достаточно быстро притереть все восемь клапанов. В принципе можно обойтись и без резиновой трубки, непосредственно зажимая стержень клапана в патроне дрели. Но при этом надо быть очень осторожным, чтобы не разбить боковыми нагрузками металлокерамическую направляющую втулку клапана.
Хорошо притертый клапан должен иметь ровную поверхность, без темных не прошлифованных мест. После притирки необходимо любым методом пометить клапан и гнездо, в которое он ставится - притертые клапаны невзаимозаменяемые. Когда все клапаны притерты, необходимо промыть бензином головку и клапана, чтобы удалить остатки шлифовальной пасты.

Установка клапанов
Клапана устанавливаются так же, как вы их и снимали, только в обратной последовательности. Клапан вставляется в свою направляющую втулку, и головка располагается на ровной поверхности. Снизу под клапан подкладывается упор, который не дает клапану опускаться. На направляющую втулку клапана надевается маслосъёмный колпачок. Затем устанавливаются две клапанные пружины и на шток клапана надевается тарелка. Навинчивается гайка на шпильку крепления оси коромысел, под нее поддевается один упор съёмника, а второй упор давит на тарелку и сжимает пружины. Когда тарелка опускается ниже канавки, которая находится в верхней части штока клапана, в эту канавку устанавливаются два сухарика. Эту операцию лучше выполнять вдвоем. Затем плавно отпускаем рычаг съемника, чтобы сухарики зафиксировали тарелку на штоке клапана. После установки всех клапанов можно приступить к установке головки на блок цилиндров.
Точно так же производится установка клапанных пружин и тарелок в том случае, если вы не снимали клапана, а только меняли маслосъёмные колпачки.

При регулировке клапанов регулируется именно зазор между коромыслом и торцом клапана. Регулировка производится болтом с контргайкой, который расположен с противоположной клапану стороне коромысла. В этот болт и упирается верхняя головка штанги толкателей. Смазываются коромысла под давлением, через масляные каналы, проходящие из блока цилиндров в головку.

Дата добавления: 2015-07-13