Autoparts-remix.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как выглядят клапана на машине

Клапаны

Для работы четырехтактного ДВС требуется как минимум по два клапана на цилиндр — впускной и выпускной. В настоящее время применяются клапаны тарельчатого типа со стержнем. Для улучшения наполнения цилиндра горючей смесью диаметр тарелки впускного клапана делается больше, чем у выпускного. Седла клапанов изготовленные из чугуна или стали, запрессовываются в головку блока цилиндров.
При работе двигателя клапаны подвергаются значительным механическим и тепловым нагрузкам, поэтому для их изготовления применяются специальные сплавы. Иногда для улучшения охлаждения клапанов высокофорсированных двигателей применяют клапаны с полым стержнем, который заполняется натрием. Натрий при рабочих температурах плавится и в расплавленном виде перетекает внутри клапана, перенося тепло от более нагретой тарелки клапана к стержню. Для лучшей очистки рабочей фаски от нагара и равномерной теплопередачи иногда применяются различные механизмы для вращения клапана.
ГРМ могут быть нижнеклапанными и верхнеклапанными, но в современных двигателях используются только верхнеклапанные ГРМ, когда клапаны располагаются в головке цилиндров. Клапан удерживается в закрытом состоянии с помощью пружины, а открывается при нажатии на стержень клапана. Клапанные пружины должны иметь определенную жесткость для гарантированного закрытия клапана при работе, но жесткость пружины не должна быть чрезмерной, чтобы не увеличивать ударной нагрузки на седло клапана. Иногда для уменьшения возможности резонансных колебаний используются пружины уменьшенной жесткости, но на один клапан устанавливается по две пружины.

При использовании двух пружин они должны быть навиты в разные стороны, чтобы не произошло заклинивания клапана в случае поломки одной из пружин и попадания ее витка между витками другой пружины. Для снижения потерь на трение в ГРМ сейчас широко применяются ролики, размещаемые на рычагах и толкателях привода клапанов.

Рис. Замена трения скольжения трением качения путем применения в клапанном механизме роликов дает возможность уменьшить потери на привод клапанов

При открытии (опускании) впускного клапана через кольцевой проход между тарелкой клапана и седлом проходит топливно-воздушная смесь (или воздух) и заполняет цилиндр. Чем больше будет площадь проходного сечения, тем полнее заполнится цилиндр, а следовательно, и выходные показатели этого цилиндра при рабочем ходе будут выше. Для лучшей очистки цилиндров от продуктов сгорания желательно также увеличить диаметр тарелки выпускного клапана. Размеры тарелок клапанов ограничены размером камеры сгорания, выполненной в головке цилиндров. Лучшее наполнение цилиндров и их очистка обеспечиваются при использовании большего, чем два, числа клапанов на один цилиндр. Встречаются трехклапанные (два впускных и один выпуск ной) системы и пятиклапанные (три впускных и два выпускных) системы.

Рис. Четырехклапанная камера сгорания. Применение газораспределительного механизма с четырьмя клапанами на цилиндр в дизельном двигателе

Впервые четыре клапана на цилиндр были использованы еще 1912 г. на двигателе автомобиля Peugeot Gran Prix. Широкое использование такой схемы на серийных легковых автомобилях началось только в 1970-е гг. Сейчас ГРМ с четырьмя клапанами на цилиндр стали практически стандартными для двигателей европейских и японских легковых автомобилей. Некоторые из двигателей Mercedes имеют по три клапана на цилиндр, два впускных и один выпускной, с двумя свечами зажигания (по одной с каждой стороны от выпускного клапана).
Двигатели некоторых автомобилей группы Volksvagen-Audi и ряд японских двигателей используют пять клапанов на цилиндр (три впускных и два выпускных), но при таком числе клапанов значительно усложняется их привод.

Рис. Трехклапанный ГРМ. Компания DaimlerChrysler утверждает, что ГРМ с двумя впускными, одним выпускным и двумя свечами зажигания обеспечивает снижение вредных веществ в отработавших газах

Клапан

Клапан – деталь газораспределительного механизма. Клапанный механизм (механизм привода клапанов) является составной частью газораспределительного механизма (ГРМ).

ГРМ бывает нижнеклапаннымм и верхнеклапаннымм. Современные силовые агрегаты повсеместно имеют верхнее расположение клапанов.

Клапан реализует прямую подачу в цилиндры определенной порции топливно-воздушной смеси или только воздуха, а также осуществляет выпуск отработавших газов. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания для нормальной работы требуется не менее двух клапанов на один цилиндр.

Клапаны бывают двух видов, что зависит от их прямой функции:

  • впускной клапан;
  • выпускной клапан;

Сегодня на современные моторы устанавливаются клапаны тарельчатого типа, которые имеют стержень. Устройство клапана включает в себя так называемую тарелку клапана. Наиболее распространенная конструкция ДВС получила клапаны, которые находятся в головке блока цилиндров (ГБЦ). То место, где клапан контактирует с ГБЦ, получило название седло клапана. Седло клапана ДВС стальное или чугунное, запрессовано в головку блока цилиндров.

Максимально качественное наполнение цилиндра двигателя топливно-воздушной смесью или воздухом требует того, чтобы диаметр тарелки впускного клапана был больше, чем у выпускного клапана. Впускные и выпускные клапаны имеют определенные отличия по этой причине. Впускной клапан зачастую получает больший диаметр своей тарелки. Это сделано для того, чтобы улучшить наполнение цилиндров топливно-воздушной смесью или только воздухом.

Что касается выпускного клапана, в увеличении диаметра его тарелки необходимость также присутствует. Это необходимо для лучшей очистки цилиндров от продуктов сгорания. Отметим, что размер тарелки впускного и выпускного клапанов ограничен размерами самой камеры сгорания, которая изготовлена в ГБЦ. Качественное наполнение цилиндров и очистка реализуются не путем увеличения диаметра тарелки одного клапана, а путем установки большего количества клапанов на один цилиндр.

Повышенное внимание уделяется вопросу охлаждения именно выпускных клапанов, особенно для производительных силовых агрегатов. Выпускные клапана подвержены тепловой нагрузке намного больше впускных. Как уже было сказано, клапаны в таких моторах имеют полый стержень, который внутри наполнен натрием. Такое решение является эффективным способом охлаждения. Указанный натрий при выходе мотора на рабочую температуру плавится внутри полого стержня клапана, а затем в расплавленном виде течет. Так осуществляется перенос избытков тепла от разогретой тарелки клапана к его стержню.

Читать еще:  Как вытащить заклинившие гидрокомпенсаторы

Место прилегания тарелки клапана к блоку называется фаской. Для того чтобы фаска не страдала от скопления нагара, а также было реализовано равномерное распределение тепла, в конструкции клапанного механизма используются решения для вращения (проворачивания) клапана в процессе работы ДВС.

Современное устройство наиболее распространенного двигателя предполагает схему с четырьмя клапанами, что означает наличие двух впускных и двух выпускных клапанов на каждый отдельный цилиндр. В момент открытия (клапан опускается) впускного клапана образуется кольцевой проход. Через этот проход между тарелкой клапана и седлом клапана в цилиндр попадает топливно-воздушная смесь или только воздух. От площади проходного сечения будет зависеть эффективность наполнения цилиндра, что далее влияет на показатели производительности при рабочем ходе поршня.

Могут также встречаться двухклапанные, трехклапанные и пятиклапанные схемы устройства ГРМ. В первом случае используется только один впускной и один выпускной клапан на цилиндр. Для трехклапанных схем характерно наличие двух впускных и одного выпускного клапана. Схема на пять клапанов означает, что стоят три впускных и два выпускных клапана. Количество клапанов на цилиндр зависит от общего размера камеры сгорания конкретного двигателя, реализации привода клапанов, степени форсировки мотора, а также ряда других факторов.

Открытие клапана реализовано при помощи нажатия на клапанный стержень. За открытие отвечает привод клапана. Указанный привод обеспечивает передачу усилия от распределительного вала (распредвала). В современных двигателях используются две базовые схемы привода клапанов: привод посредством гидравлических толкателей клапана и реализация привода при помощи роликовых рычагов.

Закрытие клапана в процессе работы ДВС осуществляется при помощи специальной пружины определенной жесткости. Жесткость такой пружины должна быть ограниченной, чтобы не создавать больших ударных нагрузок на седла клапанов. Сила воздействия пружины заставляет тарелку клапана герметично перекрывать впускной или выпускной канал. Пружина клапана крепится на стержне посредством тарелки клапанной пружины и сухарей. Во время работы мотора, особенно под нагрузкой, могут возникать резонансные колебания на клапанах. Для устранения этого нюанса могут быть установлены сразу две клапанные пружины с разнонаправленными витками.

Жесткость таких пружин меньше по сравнению с решениями, которые получили только по одной пружиной. Использование двух пружин подразумевает то, что они навиты в разные стороны. Это сделано для предотвращения заклинивания клапана в результате поломки одной пружины. Так инженеры исключили риск попадания витков одной пружины клапана между витками другой. Для уменьшения трения клапанный механизм конструктивно имеет вышеупомянутые ролики (роликовый рычаг), которые находятся на толкателях и рычагах привода клапанов.

Как определить прогорел клапан в двигателе?

Многие автолюбители сталкиваются с проблемой прогара клапана, но точно определить без снятия головки не могут. Подскажу самый простой способ определения прогара клапана.

Все начинается с того что двигатель начинает троить но эта болячка может быть связанна с кучей причин, сейчас рассмотрим прогар клапана.

Прежде надо определить какой цилиндр не работает, это можно сделать старым и проверенным способом, запустите двигатель и пусть он работает на холостых оборотах, начинайте сдергивать поочередно колпачки со свечей, если сдернули колпачок со свечи и двигатель изменил свои обороты (стал крутиться медленней или глохнет) значит этот цилиндр работает. Если при сдергивании колпачка со свечи двигатель как крутился так и крутится или слегка изменил свои обороты значит этот цилиндр не работает и надо выяснить причину отказа.

Фото. Прогоревший Жигулевский клапан.

Первая причина когда троит двигатель, отказ свечи, выкрутите свечу и замените ее на другую, а лучше просто поменять местами свечи, с рабочего цилиндра поставить на нерабочий а с нерабочего поставить на рабочий и запустить двигатель. Если двигатель завелся и работает как и раньше то свеча не причем, а если перестал работать другой цилиндр (это также проверяется сдергиванием колпачков со свечей) а нерабочий заработал то вам повезло надо просто заменить испорченную свечу.

Если замена свечи не помогла проверти идет ли искра на нее, оденьте свечу в колпачок положите ее на двигатель и погоняйте стартером двигатель если искра есть значит с трамблером все хорошо, если нет то виновата скорей всего крышка трамблера, бегунок или кулачек, но это тема для другого объяснения.

Так свечи проверили искра есть, значит зажигание работает.

Остаются две причины; прогар клапана, или поломка поршня (залегание поршневых колец, поломка поршневых колец, поломка перегородок поршня).

Сейчас и разберемся какая причина, прогар клапана или поломка поршня.

Обычно многие мотористы начинают замерять компрессию в цилиндрах, и если плохая компрессия в цилиндре дают заключение прогара клапана, ЭТО НЕ ВСЕГДА ВЕРНО. Дело все в том что компрессия в двигателе может падать как из за прогоревшего клапана, так и из за поломки поршневых колец, эту причину можно определить и без замера компрессии в цилиндре.

Признак прогара клапана, свеча сухая без масляного налета, с сапуна идет воздух или слегка заметный дым, плотность дыма зависит от износа поршневой группы.

Читать еще:  Ваз 2112 купе технические характеристики

Признак поломки поршня, свеча в масле, с сапуна идет сизый дым. Но бывает что свеча сухая слегка закопченная, ориентируйтесь по сапуну, если из сапуна валит дым это поломка в поршне поршневых колец, или залегание поршневых колец.

Если с сапуна вылетает масло, и нет дыма это поломка в поршне перегородок между колец.

Отталкиваясь от этих признаков, сможете на 99% определить, прочему троит двигатель, от прогара клапана, или поломки поршня.

Есть еще один очень старый способ определения прогара клапана. Для этого нужен измеритель компрессии в цилиндре, замерьте компрессию в цилиндре. Затем влейте в цилиндр шприц масла, опять замерьте компрессию. Если компрессия поднимется, значит поломка поршня, если компрессия не увеличится значит прогар клапана.

Прогар клапана на ВАЗ

Покажу пример определения прогара клапана на ВАЗ 2105 с двигателем ВАЗ 2103.

На фото ниже показан двигатель, в котором определяю прогар клапана по описанной выше методике.

На движке не работает четвертый цилиндр (определил одергиванием колпаков со свечей).

Обратите внимание фото разделено на два снимка. Верхний снимок, двигатель работает, снят патрубок с сапуна, дыма нет, признак целой поршневой группы. Нижний снимок, патрубок сапуна спущен в низ, а кастрюля воздушного фильтра в месте соединения патрубка заткнута тряпкой, хозяин машины мужичек в возрасте. Конечно, по экологии это не положено, но он специально убрал сапун от воздушного фильтра, чтобы газы что выходят с сапуна не коптили карбюратор, и движок работал только на чистом воздухе.

Фото. Двигателя в котором определяем прогар клапана

Выкручиваю свечу с четвертого цилиндра, цвет контактов свечи говорит что свеча работает, мало того двигатель хорошо настроен, так как коричневый цвет свечи говорит что рабочая смесь в норме, не беднит, не богатит. Даже не стал менять свечу, все ясно, прогар клапана.

Но, такой же признак может быть и в контактном зажигании, все дело в том что контакты по мере износа кулачка могут почти не раскрываться, это тоже даст троение двигателя но обычно в этот момент свеча немного закопченная. Также работая на холостых движок может моментами подхватывать и переставать троить. Поэтому обязательно проверьте есть ли зазор в кантатах трамблера. Также может испортиться подшипник трамблера, признак если покачать контакты они начинают сильно болтаться в стороны, меняйте подшипник трамблера или купите новый трамблер. Поэтому если трот двигатель, первым делом посмотрите как раскрываются контакты в трамблере. Еще признак очень маленького зазора в контактах, двигатель стал плохо заводиться особенно по утрам и троит с разными интервалами. Когда прогорел клапан, двигатель троит в одном ритме.

Фото. Свеча с неработающего цилиндра, но сама свеча рабочая без признаков неисправности.

Ниже на фото прогоревший клапан, его заменил на новый, а все остальные просто притер. Если меняете хоть один клапан, не ленитесь, притрите все остальные, и замените сальники клапанов на новые. Тогда эта головка поработает еще очень долго.

Фото. Прогоревший клапан

Ниже на фото впускной клапан, в нагаре, его желательно убирать, так как нагар будет мешать хорошему наполнению цилиндра рабочей смеси. Показано как можно отколоть нагар с клапана плоскогубцами, или кусачками.

У многих возникает вопрос, менять все клапана на новые, или можно притереть старые. Надо обратить внимание на шляпки клапанов, если они без явных дефектов, можно их притереть. Также обязательно обратите внимание на шток клапана, это место показано стрелкой, так как шток клапана изнашивается и может начать болтаться даже в хорошей направляющей втулки. Способ определения простой, в том месте где указано стрелкой проведите пальцем, почувствуете неровность штока (выработку) клапан надо менять на новый (можно оставить и этот но вероятность лишнего шума и прогара возрастет). На клапане что на фото выработки нет, притер его на том месте, где он стоял.

Совет, рабочие клапана притирайте к тому седлу клапана, где они стояли.

Фото. Нагар на впускном клапане, и способ как его убрать

Последствия прогара клапана

Если прогоревший клапан долго не менять, а ездить, то первое будит большой расход топлива, так как двигатель не выдает свою нормальную мощность, а самое страшное что начнет выгорать седло клапана, седло клапана может выгореть очень сильно, что придется менять головку, или везти головку в специализированную мастерскую по замене седла клапана. Редко, но может быть и так, откалывается кусок клапана и падает в цилиндр, если большой кусок то хана поршню и сильно побьет головку, если маленький кусочек, то побьет головку и поршень. Видел двигатель, когда отлетела полностью шляпа клапана и разбила поршень, головку (это пол беды) но и пробило цилиндр в блоке ВАЗовского двигателя (хана движку) из-за бракованного нового клапана.

Клапана прогорают от разных причин, клапан был зажат, очень бедная смесь топлива (особенно если двигатель работает на газе), большой износ направляющей втулки клапана (клапан сильно болтается в направляющей втулки), или износ самого штока клапана (истирание штока клапана).

Если ездите на газу, то желательно каждые 10тысячь километров регулировать клапана, газ очень сильно жжет клапана, особенно если очень бедно настроена подача газа. Заметил, при регулировке клапанов, те машины что ездят на газу почти всегда выпускные клапана слегка поджаты (еще не зажаты но щуп уже не проходит), и стоит запустить регулировку клапанов как обязательно зажмется клапан и прогорит. А те машины что ездят на бензине, менее подвержены прогару клапана.

Читать еще:  Длина щеток стеклоочистителя лада веста

Не старайтесь обеднять подачу газа пытаясь сэкономить, из за бедной смеси двигатель теряет мощность и наоборот идет перерасход газа так как приходится больше давить на педаль газа, плюс идет выгорание клапанов и седел клапанов. Когда газ настроен правильно то мощность двигателя вырастает и не ощущается разницы при езде на бензине или газе. Но не забывайте чаще регулировать клапана при езде на газе. Обычно приезжают регулировать клапана тогда когда появился шум клапанов, но это подойдет тем кто ездит на бензине, при езде на газе не ждите когда появится шум клапанов, скорей всего он не появится, а клапан зажмется и прогорит.

Притирка клапанов. Как правильно сделать

Притирочная паста

Она в процессе работы наноситься на кромку клапана и служит как мелкая шкурка, которая притирает клапан к его гнезду. Существует множество вариантов притирочной пасты. Например, такие как на рисунке в форме клапанов. Её следует выбирать из своих финансов и предпочитаемого производителя.

Притирочная паста отличается по степени обработки: от крупнозернистой (для первоначальной обработке) до мелкозернистой (для окончательной обработке). Последнюю рекомендуют специалисты по ремонту двигателей, т.к. с ней процесс пойдет быстрее. Все зависит не от самой пасты, а от состояния клапанов и фасок и правильности процесса. Для кого-то обычный тюбик за 100 рублей сойдет, другим подавай только профессиональную.

«Шарошка» для снятия металла

Данный инструмент применяется для восстановления седел клапанов. Она представляет насадку для клапанного гнезда, сделанную по форме посадки клапана. Закрепляется как правило в дрели как сверло и имеет малые размеры.

Нужны ли шарошки? Смотрим на сёдла, которые запрессованы в головке. Если они не повреждены, то можно приступать к притирке, но если повреждены (прогаром), тогда нужно обработать специальными шарошками. В общем, технология такова — сперва лучше поменять направляющие клапанов, далее притирка.

Новые клапана

Они не всегда нужны. Если обнаружили, что клапана несколько изогнуты, то попытка их выпрямить ни к чему не приведет, за исключением потраченных сил и времени. Более правильным будет направиться в магазин и приобрести новый комплект клапанов для двигателя.

При замене клапанов обратите внимание на качество. Высота их должна быть одинаковой, на стержнях, торцах и рабочих уплотняющих фасках не допускается рисок и шероховатостей. Лучше перед установкой отполировать стержни до зеркального блеска. Полировке стоит подвергнуть также плоскость тарелки и «черную» шейку клапана, так он будет меньше нагреваться и обрастать нагаром. Уплотняющую фаску не трогайте, её надо только притереть к седлу.

Инструмент

Можно использовать для этих целей дрель и резиновый шланг. Процесс выглядит следующим образом: одеваем на дрель шланг (можно с помощью сверла, а закрепляем хомутами), а на этот шланг одевается клапан двигателя (крепим с помощью хомутов) с нанесенной притирочной пастой.

Далее вставляем клапан в гнездо и начинаем процесс притирки. Главное не давать максимальных оборотов дрели, процесс должен происходить на малых оборотах (400-500 об/мин). Если больше оборотов, есть риск перегреть седла или пояски клапанов. Также не надо совершать круговые движения, а лучше имитировать работу клапана вперед и назад. Данный способ не очень хороший, и занимает много времени.

Процесс притирки клапанов

У клапанов и седел встречаются два вида дефектов: рабочие фаски покрыты раковинами и налетом нагара, но имеют правильную форму; рабочие фаски покрыты раковинами и нагаром, но их правильная коническая форма нарушена — на них образовалась ступенчатая поверхность, а коническая фаска закруглилась.

В первом случае клапан достаточно притереть, во втором — перед притиркой рабочую фаску протачивают на токарном станке, а седло клапана обрабатывают коническими шарошками. Притирают с помощью дрели, при вращении которой клапан автоматически повертывается в ту и другую сторону и постепенно вращается по окружности. Можно делать ручной дрелью или отверткой, но это займет дольше времени.

На фаску клапана и седла для грубой притирки наносят слой притирочной пасты для клапанов. Клапан вращают на 120° и в противоположную сторону при легком нажатии на головку клапана.

Видео — как сделать своими руками

Методы проверки качества

Чтобы узнать, выполнена притирка или нет — обратите внимание на поверхность клапана – на ней образуется дорожка серого цвета шириной около двух миллиметров. Если таковая имеется, значит, процесс притирки завершен.

Еще одной деталь — использование масла, как финальной пасты. Его нужно нанести, предварительно смыв пасты всех слоев. Данная процедура позволяет определить степень притирки, поскольку все раковины, если они будут, будут видны.

Как бы не притирали клапана, двигатель все равно «доведет его под себя». Можно потратить уйму сил, обеспечить абсолютную герметичность, но через пару часов работы мотора уплотнение клапанов ухудшится. Можно притереть клапаны небрежно, например керосин будет выступать из-под клапана, но не рекой. И через несколько дней работы мотора герметичность улучшится.

Если начать измерять их на протекание, то окажется что в обоих случаях мотор приработал клапаны до оптимального состояния. Поэтому «выделывания» с притиркой разными пастами, финишной доводкой пастой ГОИ можно назвать лишней тратой времени.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector