Регулировка клапанов⁠⁠1

Всем привет. Что такое регулировка клапанов и для чего она нужна? Объясню по-быстрому.

У двигателя есть головка блока цилиндров. В этой головке установлен распредвал (иногда не один). Своими кулачками он открывает и закрывает клапаны, через которые в двигатель поступает воздух, а из двигателя выводятся выхлопные газы.

Клапан имеет определённую длину, а размер и форма кулачка распредвала подобраны так, что бы с одной стороны не подпирать клапан в то время, когда он должен быть закрыт и герметичен, а с другой стороны, открывать его на глубину и длительность, необходимые для максимально эффективного наполнения цилиндра воздухом в фазе впуска и максимально эффективного отвода выхлопных газов в фазе выпуска.

При всем при этом, расстояние между кулачком распредвала и клапаном, в момент когда клапан закрыт, не может быть равно нулю, ведь из-за разных коэффициентов теплового расширения, длина клапана и головки блока цилиндров, относительно друг друга, меняются в зависимости от температуры. При низкой температуре клапан длиннее относительно головки, и нулевой зазор, установленный таким в тёплом состоянии (рис. 1), приведет к прикрытию клапана на холодную (рис. 2) и соответственно его негерметичности с частичной потерей компрессии. Но и слишком большим зазор быть не может, ведь когда двигатель горячий (рис. 3), то клапан становится короче относительно головки, и из-за большого расстояния между клапаном и кулачком распредвала в месте их соприкосновения появится стук.

Это касается моментов, когда двигатель заглушен и производится замер зазоров, а так же нескольких минут после запуска. При выходе же двигателя на рабочую температуру, клапаны, контактирующие с камерой сгорания, а особенно выпускной, через который проходят выхлопные газы, раскаляются и удлиняется так, что даже увеличенное (по сравнению с горячим — рис. 1) расстояние между тарелкой клапана и распредвалом "съедается" ими под ноль — рис. 2.

Получается, что зазор между клапаном и кулачком распредвала должен быть вполне себе определённого, среднего, между холодным и горячим, размера — таким, чтобы и не приоткрывать клапан перед запуском на холодную, и не вызывать стук после запуска на горячую, и не приоткрывать клапан при выходе двигателя на рабочую температуру. Такой зазор называется тепловым. На заводе этот зазор рассчитали и установили, и вроде бы езди себе и наслаждайся жизнью, но.

Есть место, в котором тарелка клапана прижимается к головке блока цилиндров. Это место называется седлом клапана.

А есть место, в котором кулачок распредвала нажимает на клапан. Иногда это происходит напрямую, а иногда через толкатель, рычаг или даже целую систему упоров и рычагов.

И в том, и в другом месте происходит механический износ. При износе в паре "клапан — седло", расстояние между клапаном и распредвалом уменьшается, ведь клапан садится глубже в седло, что в конечном итоге приводит к его приоткрытию в момент, когда он должен быть закрыт. Из-за неплотного прилегания клапана к седлу, в фазе воспламенения, между ними прорывается горящая топливовоздушная смесь, что приводит к их перегреву и прогару.

А из-за износа в механизме "клапан — распредвал" (в который помимо клапана и распредвала входят те самые рычаги, упоры и толкатели) зазоры увеличиваются, что приводит к появлению стука. А ещё больший стук — ещё больший износ.

Выпускные клапаны пропускают через себя раскалённые продукты горения и поэтому более горячие, из-за чего износ быстрее происходит в паре "клапан — седло". Ещё быстрее износ происходит, если на автомобиле установлено газовое оборудование, ведь температура горения газовой топливовоздушной смеси — выше.

Впускные же клапаны пропускают через себя холодный воздух, поэтому износ в паре "клапан — седло" происходит примерно с такой же скоростью, как и в механизме "клапан — распредвал", а чаще даже и медленнее.

Получается, что зазор между распредвалом и выпускными клапанами постепенно уменьшается, а зазор между распредвалом и впускными клапанами, понемногу увеличивается. И для того, что бы клапаны и не приоткрывались, и не стучали, временами расстояние между ними и распредвалом (тепловой зазор) нужно регулировать. Это и называется регулировкой клапанов.

Регулировка бывает нескольких видов.

Первый вид — автоматическая. Для автоматической регулировки в механизме между распредвалом и клапаном устанавливается специальные устройства — гидрокомпенсаторы. Гидрокомпенсатор, благодаря встроенной в него пружине, заполняет пространство между клапаном и распредвалом (или распредвалом и рычагом), делая зазор нулевым. В это же время в гидрокомпенсатор попадает масло, давления которого недостаточно, чтобы приоткрыть клапан. В момент, когда распредвал нажимает на гидрокомпенсатор, масло находящееся в нём запирается внутри благодаря обратному клапану и гидрокомпенсатор передаёт нажатие с распредвала на клапан. В процессе нажатия часть масла всё же вылавливается из гидрокомпенсатора, но в процессе закрытия клапана, зазор заполняется маслом снова.

Второй вид регулировки — шайбами и толкателями. Для регулировки зазора в механизме между распредвалом и клапаном устанавливаются шайбы или толкатели различной толщины. При необходимости, шайбы или толкатели меняются на шайбы или толкатели другой толщины.

Третий вид — винтовая. Расстояние в механизме между распредвалом и клапаном при этом регулируется поворотом специальных регулировочных винтов.

В общем. Впускные клапаны усаживаются глубже в седло, из-за чего упираются в распредвал, неплотно закрываются и прогарают. Механизм открытия впускных клапанов изнашивается, из-за чего начинает стучать, хотя и усадка там не исключена. Регулировка клапанов необходима, если в двигателе не установлены гидрокомпенсаторы. Периодичность регулировки прописана в регламенте технического обслуживания вашего автомобиля. Если на машине установлено газовое оборудование, регулировку клапанов нужно производить чаще, т.к. более горячая газовая топливовоздушная смесь приводит к ускоренному износу клапанов и сёдел. Ну и самое важное, что нужно знать о клапанах:

Ну а на сегодня всё, спасибо, всем кто дочитал — буду рад подписке 😉

Ваш #CARTIME

Кстати, предыдущие посты о диагностике и ремонте автомобилей можно почитать в серии: Статьи