Как отрегулировать зазор клапанов

В двигателе что-то застучало, мощность падает. Кажется, что автомобиль скоро развалится. Скорее в автосервис? Нет, подождите, может мы и сами можем что-нибудь сделать. В данной статье мы перечислим признаки плохой регулировки зазоров в клапанном механизме двигателя и расскажем как регулировать клапана двигателя.

Для чего нужна регулировка клапанов?

У автомобиля два клапана на цилиндр (или более). Один из них запускает горючую смесь, а другой выпускает отработавшие газы (они так и называются впускной и выпускной). А механизм, который приводит в действие эти клапаны и устанавливает порядок их работы, называется газораспределительный или, как говорят ещё в народе, клапанный.

После нагрева двигателя, его детали расширяются. Следовательно, на холодном двигателе между некоторыми его деталями должны быть строго определенные зазоры.

Если клапаны неправильно отрегулированы, то это может привести к снижению эффективности работы двигателя и даже уменьшению ресурса его деталей. Например, при маленьких зазорах клапаны и их седла будут подгорать. При больших же зазорах, когда клапаны открываются не полностью, мощность двигателя будет заметно падать и Вы услышите металлический стук.

Каждые 20-30 тыс.км нужно проверять и при необходимости регулировать клапана. Данные тепловых зазоров есть в любом руководстве по ремонту и обслуживанию автомобиля. Мы же приведем некоторые тепловые зазоры для отечественных автомобилей ВАЗ. Заметьте, что для впускного и выпускного клапанов, а иногда и для разных цилиндров зазоры РАЗНЫЕ!

Регулировка зазоров клапанов двигателя

Для того, чтобы проверить и отрегулировать зазор, двигатель должен быть холодным. Тепловой зазор проверяют плоским щупом, определенной толщины, регулировка производится поворотом регулировочных винтов коромысел (на автомобилях ВАЗ, кроме -08, -09, "десяток", — головкой регулировочного болта) в требуемую сторону.

Для того, чтобы начать регулировку, установите поршень цилиндра, который Вы собираетесь регулировать, в верхнюю мертвую точку такта сжатия. В этом положении оба клапана данного цилиндра закрыты, а коромысла этих клапанов должны свободно качаться в пределах зазора.

Затем отпускаете контргайку на регулировочном винте или болте. При помощи плоского щупа и регулировочного винта (болта) настройте необходимый зазор, затем затяните контргайку. Будьте внимательны: иногда после затяжки контргайки зазор может измениться, поэтому данную операцию необходимо делать аккуратно.После затяжки проверьте снова зазор. Зазор станет оптимальным тогда, когда щуп будет проходит в него, преодолевая небольшое усилие. Если он проходит слишком легко или слишком тяжело, отрегулируйте зазор точнее.

Затем, поворачивая коленчатый вал на пол-оборота, нужно отрегулировать зазор в клапанах других цилиндров. Здесь необходимо соблюдать порядок работы цилиндров двигателя вашего автомобиля (например, 1-3-4-2). Коленвал следует поворачивать ТОЛЬКО по часовой стрелке и ТОЛЬКО за ручку "кривого стартера" (пусковая рукоятка) или же за болт крепления шкива привода генератора. Можно поворачивать коленвал и за вывешенное ведущее колесо, но здесь необходимо соблюдать осторожность.

Регулировка клапанов на двигателях ВАЗ

Проверка зазора между рычагами и кулачками распределительного вала: 1 — щуп; 2 — регулировочный болт; 3 — контргайка регулировочного болта.

В таких двигателях порядок регулировки клапанов следующий. Проворачиваете коленвал по часовой стрелке так, чтобы метка на звездочке распределительного вала точно совпала с меткой на корпусе подшипников. В это положении зазор регулируется у выпускного клапана 4-го цилиндра и впускного клапана 3-го цилиндра (соответственно, 8-й и 6-й кулачки).

Держите регулировочный болт рычага гаечным ключом, другим ключом ослабьте контргайку. Добейтесь необходимого зазора с помощью регулировочного болта. Затяните контргайку. Щуп должен входит в зазор с легким защемлением.

На автомобилях (а точнее в их двигателях) ВАЗ-2109, -09, -10 и т.д. тепловые зазоры регулируют с помощью регулировочных шайб. Они бывают толщиной от 3 до 4,5 мм.

После того, как Вы отрегулировали зазоры в клапанном механизме, запустите двигатель и послушайте его работу на различных режимах. При регулировке важно и то, чтобы клапаны были правильно притерты. Также клапаны не должны быть разбиты на концах и зазор во втулках не должен превышать нормальный.

Работа любого автомобильного двигателя внутреннего сгорания прямо зависит от качества и чёткости функционирования всего газораспределительного механизма. Его основными частями являются – привод, распределительный вал, клапаны. В данной статье можно получить ответы на вопросы, почему так важны тепловые зазоры, как их замеряют и как проводится регулировка зазоров клапанов при возможном сбое.

Регулировка зазоров клапанов, ввиду технической сложности процесса, как правило, проводится специалистами в сервисных центрах или в специализированных мастерских, но, при желании, можно самостоятельно провести эту процедуру. Однако, прежде чем самому заняться этим нелегким делом, мы, все же, настоятельно рекомендуем внимательно изучить принцип работы механизма, а так же посмотреть, как это делает человек, имеющий опыт проведения таких работ.

Принципы работы клапанов двигателя

Распределительный и коленчатый вал двигателя между собой соединены посредством зубчатой, ременной или цепной передачи, с оптимальным соотношением 2:1. За один проведённый оборот распределительного элемента коленвал осуществляет два оборота. Форма кулачков распределительного вала в состоянии обеспечить закрытие и открытие клапанов так, чтобы они соответствовали положению коленвала, такту двигателя, а также распределительным фазам.

В процессе работы двигателя все детали немного увеличиваются в размерах по причине лёгкого нагрева. Как результат, изменяется общее расстояние между распредвалом и толкателем клапана. Когда мотор прогревается до оптимальной рабочей температуры, толкатель плотно прижимается к клапану и распредвалу. За счёт этого обеспечивается максимально эффективная работа двигателя.

Если торец закрытого клапана фиксируется в положении выше толкателя, между седлом и тарелкой образуется зазор, снижающий компрессию двигателя. Если же торец полностью закрытого клапана находится ниже толкателя, во время соответствующей фазы газораспределения он откроется немного меньше, чем нужно. В итоге будет снижена мощность мотора, так как чем меньше открыт клапан, тем хуже сквозь него будет выходить воздух и выхлопные газы.

Зачем необходимы зазоры клапанов

Отвечая на вопрос, зачем нужны зазоры двигателя, можно отметить, что для нормальной работы мотора, тепловой зазор имеет достаточно большое значение. За счёт него соблюдается время закрытия и открытия клапанов, а также обеспечивается сохранность оптимального уровня герметичности в закрытом состоянии.

Если зазоры выставлены в соответствии с правилами, после прогрева их параметры снижаются до минимальных показателей. За счет этого обеспечивается регулирование фаз распределения газа и длительный срок эксплуатации деталей.

В процессе эксплуатации авто зазор изменяется в большую или меньшую сторону. В зависимости от подобных отклонений проявляются те или иные неполадки. В основной массе случаев это приводит к уменьшению срока службы клапанов, к снижению уровня мощности двигателя, становится хуже наполняемость цилиндров топливной и воздушной смесью, снижается общая эффективность сгорания и так далее. Именно по этой причине так важно время от времени проводить регулировку зазоров.

Как обеспечивается нужный зазор

Нужный зазор можно получить только посредством грамотно проведённых регулировочных работ. При осуществлении данного процесса проводится настройка основного газораспределительного механизма, особенно зазора, находящегося между кулачками распредвала и рычага клапана.

Существует специальная инструкция относительно того, как проводить регулировку. Здесь недостаточно обеспечения более плотного прижатия клапанов, так как при повышении температуры, все детали становятся больше в размере. Подобное расширение автоматически приводит к разным негативным последствиям.

В процессе самостоятельного регулирования зазоров нужно стремиться к строго установленным величинам. Они не должны быть больше 0,15 мм. Максимальный уровень допустимой погрешности составляет 0,05 мм. Данные параметры нужно проверять исключительно при холодном моторе.

Обеспечив в процессе регулировки правильные зазоры, водитель получит устойчивую работу двигателя, значительную экономию топлива, а также повышение моторесурса.

Признаки и последствия неправильного зазора

После запуска двигателя, он сам и все его детали, начинают значительно нагреваться и автоматически расширяться. Также стоит принимать во внимание естественный износ соприкасающихся между собой элементов. Всё это является основанием для обеспечения строго установленных зазоров между определёнными деталями. Отклонения от нормы в состоянии привести к определенным проблемам. Перечень их зависит от того, в какую сторону изменились зазоры – в большую или меньшую.

Слишком большой зазор

Если зазор будет больше нужного размера, водитель начнёт слышать характерное цоканье мотора, постепенно уходящее вместе с прогревом автомобиля. При увеличенном зазоре кулак распредвала не продавливает рокер клапанного стержня, а начинает просто стучать по нему.

Подобная долговременная ударная нагрузка приводит к таким неприятным последствиям, как:

• значительное уменьшение срока службы клапанов;
• расклёпывание;
• скол торца, что ещё больше увеличивает зазор;
• повышение шума в работе двигателя.

Одновременно с этим уменьшается мощность двигателя, по причине серьёзного нарушения газораспределительных процессов.

Слишком маленький зазор

При очень маленьком зазоре автомобильный двигатель не сможет полностью реализовать свои функциональные возможности. Это автоматически скажется на общих скоростных и динамических характеристиках транспортного средства. Одновременно с этим будет наблюдаться значительный перегрев всех выпускных клапанов с оплавлением их краёв. Среди основных последствий сниженного размера зазора можно отметить следующие факторы, основанные на потере герметичности камеры сгорания:

1. Уменьшение компрессии, за счёт выброса топливовоздушной смеси.
2. При рабочем ходе отработанные и раскалённые газы прорываются и приводят к сильному прогару клапанов.
3. Тарелки перестают касаться сёдел, что нарушает теплоотдачу.
4. Клапаны нагреваются до температуры, при которой значительно увеличиваются такие показатели, как коррозия и окисление.
5. Повышенная нагрузка на ремни ГРМ.

На основании всего сказанного выше можно сделать вывод, что регулировку зазоров нужно производить в обязательном порядке. Процесс должен быть осуществлен при наличии таких признаков, как:

• в верхней части головки блока установленных цилиндров отмечается посторонний, немного звенящий шум;
• проведённый ремонт газораспределительного механизма;
• регулировка производилась более 20 тысяч километров назад;
• явное снижение отдачи двигателя;
• повышение расхода топлива.

Двигатели современных авто устроены таким образом, что тепловые зазоры нужно регулировать вручную. Для кого-то это может показаться простым, кто-то считает данный процесс серьёзным и ответственным. Здесь всё зависит от опыта водителя, от наличия определённых навыков и инструментов. Кроме того, нет никакой разницы между дизельными и бензиновыми двигателями. Процесс регулировки осуществляется здесь по одинаковой схеме.

Регулирование при помощи рейки и индикатора

Для регулировки автомобильного теплового зазора довольно часто используется специальная рейка, одновременно с индикатором. Данные приспособления позволяют добиться максимальной точности, чего нельзя получить при описанном выше методе. Порядок работ здесь установлен следующий:

• после проведения подготовительных работ и снятия крышек клапанов мотор нужно прокрутить до совпадения меток на шестерне распределительного вала и метки на корпусе;
• маркером на обратной стороне встроенной шестерни нужно проставить свои значки. Делать это нужно каждые 90 градусов, относительно установленной производителем метки;
• при помощи трёх болтов нужно зафиксировать рейку на выступе блока установленных подшипников;
• в специальное гнездо на планке требуется проставить стрелочный индикатор. При этом шкала должна быть установлена на нулевой отметке;
• при помощи специального устройства берётся кулачок и немного тянется вверх. При нормальном раскладе стрелка индикатора сместится примерно на 50 — 52 деления.

Если в результате проведённых мероприятий полученные параметры несколько отличаются, потребуется провести регулировку по описанному выше методу.

По окончании регулировочного процесса, связанного с установкой зазоров в клапанном механизме, нужно запустить двигатель и прослушать, как он осуществляет свою работу в разных режимах. Если манипуляция проводилась после восстановления головки, требуется проследить за тем, чтобы клапаны были правильно притёрты.

Заключение

Приведёнными выше способами можно достаточно быстро и точно отрегулировать тепловые зазоры автомобильных клапанов. Данная манипуляция позволит по максимуму оптимизировать фазы распределения газа и значительно улучшить работу всего механизма. Все это гарантированно увеличит время эксплуатации двигателя и его моторесурс.

Простые на вид, клапаны двигателя внутреннего сгорания выполняют в нём важнейшую работу: управляют процессами подачи топливно-воздушной смеси и вывода отработавших газов из цилиндра двигателя. От того, насколько своевременно эти процессы будут происходить, зависит эффективность работы двигателя: его мощность, экономичность, токсичность и даже сама возможность работать.

Как должны работать клапаны ДВС

Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырёх ходов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Исходя из назначения этих тактов, можно понять, как должен работать механизм газораспределения: на такте впуска открыт впускной клапан, открывая доступ топливно-воздушной смеси в цилиндр; на такте сжатия оба клапана закрыты (иначе не сожмёшь); во время рабочего хода клапаны также закрыты, чтобы вся энергия расширения горящей смеси была направлена только на перемещение поршня; на ходе выпуска выпускной клапан открыт и отработавшие газы через него дружно покидают цилиндр.

Ровно так оно и было бы, если бы клапаны имели возможность открываться и закрываться мгновенно, пока поршень находится в своей мёртвой точке, верхней или нижней. Чтобы представить, что такое мгновение для периода времени, в течение которого происходит рабочий цикл двигателя, мы должны вспомнить, что современные двигатели легко достигают шести и более тысяч оборотов коленчатого вала за минуту. За один рабочий цикл коленвал совершает два оборота, значит, каждый из клапанов открывается и закрывается три тысячи раз за минуту. А поршень оказывается в своих мёртвых точках шесть тысяч раз! Для сравнения, скорострельность легендарного автомата Калашникова всего шестьсот выстрелов в минуту, ровно в десять раз меньше! В таких условиях даже несколько миллисекунд работы двигателя — это достойный внимания временной период, в течение которого происходят очень важные процессы.

В теории во время тактов сжатия и рабочего хода оба клапана закрыты. На рисунке: I — ход впуска, впускной клапан открыт; II — ход сжатия; III — рабочий ход; IV — ход выпуска, выпускной клапан открыт

Фазы газораспределения

И даже если современные клапаны умеют перемещаться гораздо быстрее, чем их предки сто лет назад, то свойства горючих газов, движением которых они управляют, практически не изменились. Они также легко сжимаются при воздействии, и также упрямо продолжают стремиться во все стороны одинаково, подчиняясь закону Паскаля, а значит, не очень спешат переместиться туда, куда их просят. И чтобы обеспечить максимально возможное наполнение цилиндра за такой короткий промежуток времени, впускной клапан начинает открываться раньше, чем поршень завершит ход выпуска. А выпускной начнёт открываться раньше, чем завершится рабочий ход, чтобы находящиеся под давлением в цилиндре горячие газы не создавали излишнего сопротивления движению поршня, когда начнётся такт выпуска.

Моменты времени, когда начинается открытие, длительность их нахождения в открытом и закрытом состояниях, образуют фазы газораспределения двигателя. Управляет движением клапанов распределительный вал, в форме кулачков которого и «зашифрована» информация о фазах газораспределения вашего двигателя. Величины фаз подбираются при проектировании двигателя в зависимости от его конструкции, назначения, условий эксплуатации. В наиболее продвинутых двигателях эти фазы могут изменяться для конкретных условий работы и нагрузок в данный момент времени. В обычных же двигателях единственный эффективный способ изменить фазы газораспределения — это заменить распредвал. Изменение фаз газораспределения посредством установки оригинального распределительного вала — один из способов продвинутого тюнинга двигателя. Соглашаясь на такую процедуру, мы должны понимать, что рост мощности двигателя произойдёт за счёт ухудшения экономичности, снижения ресурса его деталей. Поэтому такую настройку, как правило, применяют на спортивных автомобилях, где ресурс, экономичность и экологичность двигателя имеют второстепенное значение.

В реальном двигателе, когда поршень находится около своих верхней (ВМТ) и нижней (НМТ) мертвых точек, впускной и выпускной клапаны одновременно открыты

Куда установить распредвал

Существуют разные варианты расположения распределительного вала в двигателе и конструкции механизмов, передающих давление от поверхности распредвала к стержню клапана. Однако, рост скорости современных легковых двигателей привёл к тому, что повсеместно в них закрепилась схема с расположением распределительного вала в головке двигателя — верхневальная конструкция. Близость расположения распредвала к клапанам позволяет увеличить жёсткость системы, а значит, повысить точность работы.

Прототип первых «Жигулей» ВАЗ-2101, итальянский Фиат-124, имел добротную и надёжную, но уже несовременную конструкцию двигателя с нижним распределительным валом. Советские инженеры решили, что двигатель нашего нового автомобиля должен идти в ногу со временем, и совместно с итальянцами модернизировали его, переместив распредвал в головку блока.

Схема с нижним расположением распредвала удобна в обслуживании, но обладает недостаточной жесткостью при работе на высоких оборотах

Привод газораспределительного механизма с верхним распредвалом гораздо жестче за счет отсутствия длинных штанг толкателей

Зачем нужны зазоры

Закрывается клапан под действием специальной пружины. Чтобы профиль кулачка ни при каких обстоятельствах не мог воспрепятствовать полному закрытию клапана, между ним и толкателем выставляется строго определённый зазор. Причём этот зазор должен также учитывать увеличение длины стержня при нагреве. А нагревается клапан во время работы может очень сильно.

Головка впускного клапана автомобильного двигателя нагревается до температуры 300–400 градусов по Цельсию. А выпускной, который «омывается» горячими отработавшими газами — до 700–900 градусов, становясь при этом тёмно-вишнёвого цвета.

Способы обеспечения теплового зазора

При верхневальной схеме распредвал воздействует на стержень клапана либо напрямую, либо через коромысло. Применение коромысла позволяет уменьшить перепад профиля распредвала относительно величины максимального перемещения клапана при открытии. При непосредственном воздействии распредвала на стержень клапана стержень воспринимает значительную боковую силу, которая приводит к повышенному его износу. Чтобы избежать этого, торец стержня накрывают специальным стаканом, который принимает на себя боковую силу, двигаясь в собственном направляющем гнезде, и передаёт осевую силу на клапан. Между стаканом и кулачком распредвала устанавливают регулировочные шайбы. Если же в конструкции имеются коромысла, то на них устанавливают специальные регулировочные винты с контргайками.

Многие современные двигатели, особенно имеющие более двух клапанов на цилиндр, оснащаются гидравлическими компенсаторами зазоров в клапанах. В этих конструкциях регулировка тепловых зазоров не требуется.

Гидрокомпенсатор позволяет при любой температуре клапана иметь нулевой зазор в приводе

Регулировка клапанов: когда и как

Как правило, зазор проверяется и регулируется при каждом ТО. Процедура выполняется на холодном двигателе. Для выполнения работы вам понадобится щуп и обычные ручные инструменты, в зависимости от применённого на вашем автомобиле крепежа. Для клапанов с регулировочными шайбами пригодится также пинцет, Перед началом обязательно ознакомьтесь с руководством по ремонту вашего автомобиля, где указаны величины зазора, особенности конструкции двигателя и описана последовательность его разборки и сборки. В общем случае порядок выполнения работы следующий:

• снимите клапанную крышку;
• отыщите метки на блоке двигателя и коленчатом вале (обычно на шкиве ремня ГРМ);
• поворачивая коленчатый вал с помощью подходящего ключа (но ни в коем случае не стартером!) в направлении по часовой стрелке, если смотреть с передней части двигателя, совместите метки между собой. В этом положении поршень первого цилиндра находится в верхней мёртвой точке, оба клапана закрыты;
• проверьте зазор между первым — со стороны шкива — кулачком распредвала и регулировочной шайбой (бойком коромысла);
• если величина зазора больше требуемой, следует заменить шайбу на другую, большей толщины; если зазор меньше, то соответственно, толщину шайбы нужно уменьшить. Номинальная толщина шайбы, как правило, маркируется на ней самой. Если толщина шайбы неизвестна, то вам понадобится микрометр для правильного выбора новой шайбы. В конструкциях с коромыслом процедура проще, так как требуемого зазора мы достигаем, вворачивая или выворачивая регулировочный винт. После регулировки винтом не забудьте затянуть контргайку.
• После выполнения регулировки проверку зазора обязательно нужно повторить. Допускаемое отклонение: плюс-минус 0,05 мм.
• Обращайте внимание на то, что величина зазора для впускного и выпускного клапана, как правило, разная. Связано это с разной температурой нагрева, о чем говорилось выше. Так, для восьмиклапанного двигателя ВАЗ зазор на впускном клапане составляет 0,20 мм, а на выпускном — 0,35 мм.
• Работу повторите для всех цилиндров, определяя их последовательность и угол поворота коленчатого вала в соответствии с рекомендациями изготовителя двигателя.

Видео: как отрегулировать зазоры на переднеприводных Ладах

В общих чертах конструкция газораспределительного механизма и процедура регулировки зазора в клапанах на дизельном двигателе такая же, как и на бензиновом.

Существует мнение, что после установки на двигатель газобаллонного оборудования необходимо изменять в сторону увеличения тепловой зазор в клапанах. Объясняют это более высокой температурой горения газа. На самом деле, этого не требуется. Особенности воспламенения и сгорания газовой смеси в цилиндре учитываются изменением угла зажигания, а процесс наполнения и отвода газов из цилиндра не отличается от такового при работе двигателя на бензине.

Когда зазор не только видно, но и слышно

Зачастую зазоры в клапанах бывает слышно, особенно в холодную погоду. Это выражается в лёгком металлическом пощелкивании при работе непрогретого двигателя. По мере прогревания звук слабеет. Если он слышен и на прогретом двигателе, то, скорее всего, все или некоторые из зазоров больше нормы. Увеличенный тепловой зазор уменьшает время нахождения клапана в открытом состоянии, что снижает эффективность работы двигателя, он начинает работать с перебоями, плохо запускается, возможно возникновение детонационного сгорания, которое пагубно действует на детали двигателя. Ещё опаснее уменьшенный зазор, потому что он полностью исчезает в прогретом до рабочей температуры двигателе и клапан перестаёт закрываться до конца. В результате также снижаются мощностные и экономические показатели двигателя, но самое неприятное, когда обгорают конические фаски на клапанах и на их сёдлах, а эту проблему простой регулировкой зазора уже не исправить.

Двигатель — сердце автомобиля, поэтому любые признаки ухудшения его работы должны заставить вас насторожиться и, при первом удобном случае заняться его диагностикой. Если упала мощность, вырос расход топлива, если двигатель «троит» или слышны хлопки в выпускной системе — проверьте исправность свечей зажигания и проверьте зазоры в клапанах.