Основными дефектами распределительного вала являются изгиб, износ опорных шеек и шейки под распределительную шестерню, износ кулачков. Биение промежуточных опорных шеек проверяют при установке вала в призмы на крайние опорные шейки. Допустимое биение определено техническими условиями. Если биение превышает допустимое значение, то вал правят под прессом. Изношенные шейки шлифуют на меньший диаметр до одного из ремонтных размеров. После шлифования на меньший диаметр до одного из ремонтных размеров. После шлифования шейки полируют абразивной лентой или пастой ГОИ. При этом осуществляют замену изношенных опорных втулок на новые. Внутренние диаметры новых запрессованных втулок обрабатывают разверткой или расточкой резцом под размер перешлифованных шеек распределительного вала. Опорные шейки вала, вышедшие из ремонтных размеров, можно восстанавливать хромированием или осталиванием под номинальный или ремонтный размер.

Небольшой износ кулачков устраняют шлифованием на копировально-шлифовальном станке. При значительном износе вершину кулачка можно восстановить наплавкой сормайтом N 1 с последующим предварительным шлифованием на электрошлифовальной установке и окончательной обработкой на копировально-шлифовальном станке.

Наиболее часто встречающимися дефектами к л а п а н о в являются износ и обгорание рабочей фаски, деформации тарелки (головки), износ и изгиб стержня. Клапаны с небольшим износом рабочей фаски восстанавливают притиркой к седлу. При значитель­ных износах или наличии глубоких раковин и рисок осуществляют шлифование и притирку. После шлифования фаски высота цилинд­рической части головки клапана должна быть не менее установленной техническими условиями.

Изношенный стержень клапана можно восстановить хромированием или осталиванием с последующим шлифование до номинального размера. Изношенный торец стержня клапана шлифуют до получения гладкой поверхности. У т о л к а т е л е й к л а п а н о визнашиваются сферическая и цилиндрическая поверхности.

При текущем ремонте двигателя притирают клапаны к рабочим фас­кам седел, если на рабочих фасках клапанов и седел имеются незначильные повреждения. Точечные раковины, риски и другие поврежде­ния на рабочих фасках клапанов и седел устраняют шлифованием с по­следующей притиркой. После шлифо­вания рабочей фаски высота цилинд­рической части головки клапана дол­жна быть не менее 0,5 мм. Изношен­ные клапанные гнезда восстанавли­ваются шлифованием, зенкованием и запрессовкой новых колец

Отремонтированные клапаны притирают к седлам специальными пастами: смеси абразивного микропорошка с маслом двигателя. Каждая паста имеет свой номер. Грубые пасты от 18 до 40 номера имеют светло-зеленый цвет; средние пасты от 8 до 17 номера ­темиозеленый цвет, тонкие пасты от 1 до 7 номера - черный цвет с зеленоватым оттенком.

Тонкий слой пасты наносят на фаску клапана, стержень клапа­на смазывают чистым моторным маслом. Процесс притирки считается законченным, если поясок клапана и его седла имеют ширину не менее 1,5 мм по всей окружности матового цвета.

После окончания притирки клапаны промывают в керосине и продувают сжатым воздухом. Головку цилиндров моют в керосине, предварительно закрыв отверстия втулок тампонами.

Качество притирки можно проверить по карандашным полоскам или специальным прибором. В первом случае на рабочую поверх­ность фаски клапана карандашом наносят полосы, после чего уста­навливают клапан в седло, прижимают и поворачивают его на 1/4 оборота. Если карандашные пометки исчезнут, то клапан притерт хорошо.

Сборка газораспределительного механизма .

Перед установкой распределительного вала тщательно проверяют его состояние. Внешним осмотром проверяют, нет ли задиров на поверхности кулачков, шеек и эксцентрика. При наличии задиров на кулачках распределительный вал заменяют. Для проверки прямолинейности вала его устанавливают край­ними опорами на призмы и проверяют индикатором биение средней шейки вала. При увеличенном биении шейки валподлежит правке.

Распределительный вал перед установкой в блок протирают салфеткой и покрывают моторным маслом. При установке особое внимание обращают на совмещение меток, расположенных на торцах шестерен газораспределения.

Снятие и установке головки цилиндров на автомобиле ВАЗ2115-14.

Головку цилиндров снимают с двигателя на автомобиле, если для устранения неисправности не требуется разбирать весь двигатель. Например, если необходимо удалить нагар с поверхности камер сгорания и клапанов или заменть клапаны или направляющие втулки клапанов.

Снимают головку цилиндров в следующем порядке:

Устанавливают автомобиль на подъёмник и убирают давление в системе подачи топлива. Для этого отсоединяют колодку жгута проводов системы зажигания, запускают двигатель, дают ему поработать до остановки, а затем включают стартер на 3 с для выравнивания давления в трубопроводах;

Отсоединяют провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи;

Поднимают автомобиль и сливают охлаждающую жидкость из радиатора и блока цилиндров, для чего открывают кран отопителя т отворачивают сливные пробки на радиаторе и блоке цилиндров;

Отсоединяют приёмную трубу глушителей от выпускного коллектора, снимают кронштейн подводящей трубы насоса охлаждающей жидкости и поддерживающие кронштейны впускной трубы;

Опускают автомобиль, отсоединяют шланги подвода и слива топлива от трубок на двигателе. Закрывают отверстия шлангов и трубок, чтобы в них не попала грязь;

Отсоединяют трос привода акселератора от дроссельного патрубка и от кронштейна на ресивере;

Снимают шланги вытяжной вентиляции картера, отсоединив их от патрубков на крышке головки цилиндров, от шланга впускной трубы и от дроссельного патрубка;

Ослабляют стяжные хомуты и отсоединяют от дроссельного патрубка шланг впускной трубы, шланг продувки адсорбера (если на автомобиле имеется система улавливания паров бензина), шланги подвода и отвода охлаждающей жидкости;

Отсоединяют от ресивера шланг отбора разрежения к вакуумному усилителю тормозов;

Отсоединяют провода от свечей зажигания, от датчиков контрольной лампы давления масла и указателя температуры охлаждающей жидкости, от дроссельного патрубка и от датчика температуры на отводящем патрубке рубашки охлаждения; отсоединяют провода от жгута проводов форсунок;

Отсоединяют шланги от отводящего патрубка рубашки охлаждения двигателя;

Снимают переднюю защитную крышку зубчатого ремня и крышку головки цилиндров;

Устанавливают рычаг переключения передач в нейтральное положение и поворачивают по часовой стрелке коленчатый вал в такое положение, чтобы метка на маховике, видимая в люке картера сцепления, находилась против среднего деления шкалы. При этом метка на шкиве распределительного вала должна находиться против установочной метки на задней крышке зубчатого ремня;

Отворачивают гайку крепления натяжного ролика и снимают его вместе с дистанционной шайбой, снимают ремень со шкива распределительного вала;

Придерживают шкив распределительного вала от проворачивания приспособлением 67.7811.9509, отворачивают болт крепления и снимают шкив со шпонкой;

Отворачивают гайку крепления задней крышки зубчатого ремня к головке цилиндров;

Отворачивают болты крепления и снимают головку цилиндров с прокладкой.

Устанавливают головку цилиндров в порядке, обратном снятию. Прокладку между головкой и блоком цилиндров повторно применять не допускается, поэтому заменяют её новой.

Если болты крепления головки цилиндров вытянулись и их длина превышает 135,5 мм, то заменяют болты новыми. Болты затягивают в четыре приёма.

После установки головки цилиндров регулирую натяжение ремня и привод акселератора. Проверяют и при необходимости регулируют зазоры в клапанном механизме. Проверяют работу системы управления двигателем.

Разборка и сборка головки цилиндров.

Разборка. Если требуется замена только какой-либо одной детали, то можно не разбирать полностью головку цилиндров и снять только то, что необходимо для замены.

Устанавливают головку цилиндров на подставку, снимают ресивер с дроссельным патрубком, а затем жгут проводов форсунок, топливную рампу, впускную трубу и выпускной коллектор.

Снимают отводящий патрубок рубашки охлаждения двигателя с датчиком температуры. Выворачивают датчик указателя температуры охлаждающей жидкости, датчик контрольной лампы давления масла и свечи зажигания.

Снимают корпусы подшипников 3 и 6 (Приложение 6) распределительного вала. Вытаскивают распределительный вал 2 из опор головки цилиндров и снимите с него сальник 7.

Вытаскивают из отверстий головки цилиндров толкатели 11 (Приложение 7) клапанов с регулировочными шайбами 10. Освобождают клапаны от сухарей 9, сжимая пружины клапанов приспособлением 67.7823.9505 (Приложение 8). Снимаю пружины с тарелками. Поворачивают головку цилиндров и вытаскивают с нижней стороны клапаны. Снимают маслоотражательные колпачки с направляющих втулок и опорные шайбы пружин.

Сборка. Устанавливают опорные шайбы пружин. Смазывают моторным маслом клапаны и новые маслоотражательные колпачки. Вставляют клапаны в направляющие втулки, устанавливают пружины и тарелки пружин. Сжимая пружины приспособлением 67.7823.9505, устанавливают сухари клапанов. Вставляют в отверстия головки цилиндров толкатели клапанов с регулировочными шайбами.

Очищают сопрягающиеся поверхности головки цилиндров и корпусов подшипников от остатков старой прокладки, грязи и масла. Ставят установочные втулки корпусов подшипников распределительного вала. Смазывают моторным маслом опорные шейки и кулачки распределительного вала и укладывают его в опоры головки цилиндров в таком положении, чтобы кулачки первого цилиндра были направлены вверх.

На поверхности головки цилиндров, сопрягающиеся с корпусами подшипников, в зоне крайних опор распределительного вала наносят герметик типа КЛТ-755ТМ или аналогичный ему герметик типа ТБ-1215. Устанавливают корпусы подшипников и затягивают гайки их крепления в два приема:

1. Предварительно затягивают гайки в последовательности, указанной в Приложении 9, до прилегания поверхностей корпусов подшипников к головке цилиндров, следя за тем, чтобы установочные втулки корпусов свободно вошли в свои гнёзда.

2. окончательно затягивают гайки в той же последовательности.

Немедленно после затяжки гаек крепления корпусов подшипников тщательно удаляют остатки герметика, выдавленного из зазоров при затяжке, в зонах, сопрягаемых с прокладкой крышки головки цилиндров и с корпусом вспомогательных агрегатов. Не удалённые полимиризовавшиеся остатки герметика в указанных местах приведут к течи масла через уплотнения.

Оправкой 67.7853.9580 запрессовывают новый сальник распределительного вала, предварительно смазав его моторным маслом. С задней стороны головки цилиндров устанавливают заглушку с прокладкой. Устанавливают отводящий патрубок рубашки охлаждения с прокладкой и датчиком температуры. Надевают на шпильки головки цилиндров прокладки и устанавливают выпускной коллектор и впускную трубу. Закрепляют их гайками вместе с кронштейном и экраном.

Устанавливают рампу форсунок с форсунками и регулятором давления топлива и прикрепляют её болтами к головке цилиндров. Уплотнительные кольца форсунок перед установкой смазывают моторным маслом. Устанавливают жгут проводов форсунок и подключают провода к форсункам. Устанавливают ресивер с прокладкой и кронштейном топливопроводов и прикрепляют его гайками к впускной трубе и кронштейну. Устанавливают вакуумный шланг, идущий от ресивера к регулятору давления топлива. Устанавливают трубки подвода и слива топлива., прикрепив их к топливной рампе, к регулятору давления топлива и к кронштейну на ресивере.

Прикрепляют к ресиверу дроссельный патрубок с прокладкой. Присоединяют к дроссельному патрубку шланг вытяжной вентиляции картера на холостом ходу. Заворачивают в головку цилиндров свечи зажигания и датчики указателя температуры охлаждающей жидкости и контрольной лампы давления масла. Зазоры в клапанном механизме регулируют после установки головки цилиндров на двигатель.

Замена ремня привода распределительного вала.

Затормозить автомобиль рычагом привода стояночной системы и включить 4 или 5 передачу в коробке передач. Снять переднюю крышку зубчатого ремня. Ослабить ремень привода генератора и снять его со шкивов. Снять шкив привода генератора с коленчатого вала и завернуть на место болт крепления шкива.

Установить рычаг коробки передач в нейтральное положение и повернуть коленчатый вал по часовой стрелке в такое положение, чтобы метка на маховике, видимая в люке кожуха сцепления, находилась против среднего деления шкалы. При этом метка В(Приложение 2) на шкиве распределительного вала должна находиться против установочной метки А на задней защитной крышке. Ослабить гайку крепления натяжного ролика 3 и повернуть его в такое положение, при котором ремень будет максимально ослаблен. Снять ремень привода распределительного вала со шкивов.

Надеть зубчатый ремень на шкив 5 распределительного вала и, натягивая обе ветви ремня, завести левую ветвь за натяжной ролик и надеть её шкив 2 насоса охлаждающей жидкости. Надеть ремень на шкив коленчатого вала и слегка натянуть его натяжным ремнём, поворачивая ролик против часовой стрелки. При установке ремня надо избегать его резких перегибов. Провернуть коленчатый вал на два оборота по часовой стрелке и проверить, совпадают ли установочные метки А и В (Приложение 2), а также находится ли метка на маховике против среднего деления шкалы.

Если мети не совпадают, то повторить операцию по установке ремня. Если метки совпадают, то вывернуть болт из коленчатого вала, установить шкив привода генератора и закрепить его болтом с шайбой. Отрегулировать натяжение ремня и установить переднюю защитную крышку зубчатого ремня. Надеть ремень привода генератора и отрегулировать его натяжение.

Работы, выполняемые при ТО по ГРМ (ЕО, ТО-1, ТО-2, СО).

Техническое обслуживание механизма газораспределения заключается в периодическом осмотре наружных деталей, проверке и регулировке зазоров между клапанами и седлами, а также обеспечении плотности прилегания клапанов к седлам. При нарушении герметичности посадки клапанов производят притирку их конусных фасок к седлам.

Необходимо ежедневно при контрольном осмотре автомобиля после прогрева двигателя обращать внимание на отсутствии стуков при различной частоте коленчатого вала. После первых 2000 км пробега автомобиля, а в дальнейшем через 30 000 км нужно подтягивать гайки крепления крышки подшипников распределительного вала в установленной последовательности. После каждых 15 000 км пробега нужно проверять степень натяжения и состояние ремня привода распределительного вала и при необходимости натягивать его. Если на ремне обнаруживаются различные складки, трещины, расслоения, замасливания, а также разлохмачивания, то такой ремень может разорваться при работе двигателя, и он должен быть заменен до этого срока. При замасливании ремень тщательно протирают ветошью, которую предварительно смачивают бензином.

Проводят общие контрольно-осмотровые работы. Проверяют крепление двигателя и узлов систем питания и выпуска отработавших газов.

Компрессию в цилиндрах проверяют с помощью компрессометра на прогретом двигателе при температуре охлаждающей жидкости 75--80 "С. Наконечники компрессометра устанавливают вместо форсунки или свечи зажигания.

Подбор, притирка и установка клапанов.

Изнашивание направляющих втулок клапанов головки блока цилиндров приводит к нарушению уплотнения стержня клапана, увеличению расхода масла и повышенному уровню шума при работе двигателя. Дефект устраняется заменой направляющей втулки. Замена старых (дефектных) втулок выполняется на специальных станках или вручную с использованием различных оправок и ударами молотка со стороны седла клапана. При выпрессовке вручную чугунных или стальных втулок из алюминиевой головки блока цилиндров возникает опасность ее повреждения. Предварительный натяг можно уменьшить, нагрев головку блока цилиндров до 150--180 "С. Из чугунных головок блока цилиндров и алюминиевых с бронзовыми втулками выбивать втулки не трудно, так как натяг небольшой. Натяг при запрессовке новой втулки создается нагревом головки блока цилиндров и(или) охлаждением втулки. Нагрев головки блока цилиндров может быть осуществлен в печи, иногда достаточно нагреть с помощью горячей воды. Для охлаждения втулок применяют жидкий азот или сухой лед. Для пар чугун--чугун и бронза--алюминий нет необходимости в разнице температур. При запрессовке используются специальные приспособления, чтобы не допустить перекоса направляющей втулки относительно седла клапана.

После запрессовки втулки следует проверить концентричность седла клапана и при необходимости прокалибровать разверткой отверстия. При этом следует обеспечить зазор 0,04--0,05 мм для выпускных клапанов. Для некоторых двигателей поставляемые в качестве запасных частей втулки не требуют калибровки отверстия после установки.

Седла клапанов в процессе эксплуатации приобретают форму, отличную от конической: появляется овальность седла по фаске из-за неравномерного изнашивания седла. Кроме того, при перегреве и деформации головки блока цилиндров часто возникает несоосность направляющих втулок и седел клапанов. Встречаются случаи, когда на фаске седла появляются раковины из-за нарушения процесса сгорания и перегрева.

Основными способами ремонта седел клапанов являются фрезерование (растачивание), шлифование и притирка. Фрезерование -- наиболее распространенный способ ремонта седел.

До фрезерования используются фрезы с различными углами и диаметрами. Углом фрезы обычно считается половина угла при вершине, поэтому фрезы с углом 45° подходят для ремонта большинства двигателей. Значительно реже встречаются седла с углом 30°. При фрезеровании седла следует обеспечить соосность обрабатываемой поверхности с отверстием в направляющей втулке клапана. Для этого используется центрирующий стержень (пилот), соединенный с фрезой. В последнее время находят применение резцовые головки, у которых вместо фрезы используется твердосплавный резец. Наиболее удобны приспособления, у которых специальный резец позволяет сформировать сразу весь профиль седла. Это достигается наличием у пилота двух опор: одна на втулке, вторая в кронштейне приспособления, что улучшает качество обработки, приближая ее к станочной.

Сначала седло фрезеруется под фаски клапана до тех пор, пока рабочая фаска седла не будет полностью обработана. Далее другой фрезой, формируют конусную часть, сначала с меньшим углом, затем с большим, таким образом, чтобы ширина фаски стала 1,5--2,0 мм для впускного клапана и 2,0--2,5 мм -- для выпускного.

При наличии на фаске седел клапана трещин, раковин, вызывающих ослабление посадки седла в гнезде головки блока цилиндров, их удаляют на вертикально-расточном станке, формируя посадочное место для седла ремонтного размера.

Существуют также приспособления для ручного растачивания гнезд под седла в виде специальной головки с резцами -- резцедержателя, в комплекте с пилотом и специальным механизмом привода. В условиях небольших мастерских такие приспособления заменяют расточной станок, однако они уступают ему в точности обработки поверхности. Для алюминиевых головок блока цилиндров натяг седла в отверстии должен составлять 0,10--0,12 мм, а для чугунных --0,08--0,10 мм, причем большие значения для седла клапанов с диаметром тарелки более 45 мм. По высоте седло обычно делается заодно с поверхностью камеры сгорания. Для установки седла необходимо иметь специальную оправку, обеспечивающую центрирование седла. Для уменьшения натяга при запрессовке мощью оправке седла требуется тепловая подготовка головки блока цилиндров или запрессовываемого седла. Для этого применяются печи и термошкафы -- температура головки блока цилиндров из алюминиевого сплава обычно 100--150 "С, а чугунной - 150-200 °С.

В условиях небольшой мастерской можно нагреть головку блока цилиндров в кипятке. Для охлаждения седел лучше использовать жидкий азот или сухой лед.

Запрессовка седла выполняется быстрым переносом оправки с седлом от охладителя к головке блока цилиндров и ударом молотка по оправке с седлом. Если режимы нагрева-охлаждения были выбраны и выдержаны правильно, то для установки достаточно одного-двух резких ударов.

После установки седла в головку блока цилиндров из алюминиевого сплава необходимо седло зачеканить (закрепить), т.е. произвести наклеп материала головки блока цилиндров на торцевую фаску седла. Для чугунных седел в чугунных головках блока цилиндров зачеканивания не требуется, так как материалы головки блока цилиндров и седла имеют одинаковый коэффициент линейного расширения.

После фрезерования седла переходят к процессу притирки клапана. Притирка позволяет проконтролировать качество ремонта -- при правильно отфрезерованном седле достаточно нескольких секунд для получения ровной притертой матовой поверхности седла и клапана. В качестве абразива предпочтительно использовать корундовую пасту зернистостью 28--40 мкм или аналогичный порошок с трансмиссионным маслом. Алмазные пасты применять нежелательно, так как из-за внедрения твердых частиц в металл ускоряется изнашивание рабочих фасок седла и клапана при эксплуатации.

Диагностирование технического состояния ГРМ

Газораспределительный механизм -- один из самых насыщенных агрегатов автомобиля, от которого напрямую зависят не только характеристики работы, но и его долговечность. Сложность диагностики и ремонта усугубляется небольшими размерами деталей и величинами зазоров между ними.

Большая часть деталей сосредоточена в системе привода газораспределительного механизма (ГРМ), вот почему именно ремонт привода ГРМ требует особой тщательности. Небрежное обращение с деталями и компонентами узлов или их некорректная сборка легко могут привести к повреждению всего двигателя. Во избежание нарушения функции привода ГРМ в результате попадания в его систему посторонних включений при работе с ним необходимо обращать особое внимание на чистоту рабочей зоны. Даже самые незначительные загрязнения могут отрицательно сказаться на работоспособности компонентов, на определении степени износа и на результатах замеров. Это, в свою очередь, может отразиться на результатах диагностики и даже привести к полному выходу двигателя из строя. Надо помнить, например, что гидравлические компенсаторы зазора клапанов двигателя являются прецизионными компонентами и не подлежат разборке.

Основа нормального функционирования двигателя – это слаженная работа всех его механизмов и систем. Одним из таких важных составляющих силового агрегата является газораспределительный механизм, который отвечает за подачу воздуха во все цилиндры машины и вывод выхлопных газов.

Назначение и принцип действия ГРМ

Газораспределительный механизм в двигателе внутреннего сгорания предназначается для своевременной подачи воздушно-топливной смеси или воздуха в цилиндры и выпуска оттуда отработанных газов. Работа механизма осуществляется за счет своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

Рабочий процесс ГРМ основывается на синхронном движении распределительного и коленчатого вала, что обуславливает открытие и закрытие клапанов в нужный момент моторного цикла. Во время вращательного движения распредвала, кулачки надавливают на рычаги, а те на стержни клапанов, открывая их. Следующий поворот распредвала поворачивает кулачек, который занимает исходную позицию и закрывает клапан.

Классификация газораспределительных механизмов

Двигатели на современных автомобилях оснащаются разными газораспределительными механизмами, которые имеют следующую классификацию:

1. В зависимости от расположения распределительного вала – нижнее или верхнее.
2. В зависимости от числа распределительных валов – один или SONC (Single OverHead Camshaft), либо два вала – DOHC (Double OverHead Camshaft).
3. В зависимости от количества клапанов – от 2 до 5.
4. От разновидности привода вала – шестеренчатый, цепной или с зубчатым ремнем.

Двигатели с верхним расположением вала считаются наиболее эффективными, и получили самое широкое распространение. В них клапана приводятся в движение распредвалом через рычаги толкателей. Это упрощает всю конструкцию, снижает массу двигателя и уменьшает силу инерции. В такой компоновке вал монтируется в головке, рядом с клапанами. Движение с коленчатого вала передается при помощи роликовой цепи или зубчатого ремня.

При нижнем положении вала ГРМ, он монтируется рядом с коленчатым валом в блоке цилиндров. Передача усилия на клапана происходит при помощи толкателей через коромысла. Распредвал входит в зацепление с коленвалом при помощи шестерни. Такая конструкция двигателя считается усложненной, к тому же инерция двигающихся частей механизма возрастет.

Количество распределительных валов механизма и клапанов на каждый цилиндр зависит от варианта двигателя. Чем больше в нем клапанов предусмотрено, тем лучше цилиндры заполняются воздухом или горючей смесью, и очищаются от газов. Благодаря этому, двигатель в состоянии развить больший . Нечетное количество клапанов означает большее число впускных в сравнении с выпускными.

Устройство ГРМ

Газораспределительный механизм имеет следующие основные элементы:

1. Распределительный вал. Открывает клапаны в определенной последовательности в зависимости от порядка работы цилиндров. Его изготавливают из чугуна или стали, и подвергают закалке токами высокой частоты трущиеся поверхности. Он может быть смонтирован в головке блока цилиндров или в картере. В многоклапанных двигателях расположено два распределительных вала, один из которых управляет впускными клапанами, а другой выпускными. Вращение вала происходит на цилиндрических опорных шейках. Прямое или непрямое воздействие на клапана осуществляется кулачками, расположенными на валу. Каждый кулачек соответствует одному клапану.

2. Привод клапанов. Клапаны приводятся в движение различными способами: при расположении распредвала в картере, усилие от кулачков передается на толкатели, штанги и коромысла.

Коромысло (рокер или роликовый рычаг) выполнено из стали, его устанавливают на полую ось, зафиксированную в стойках головки цилиндров. Одна его сторона упирается в кулачек вала, а другая давит на торец стержня клапана. При работе двигателя клапаны нагреваются и удлиняются, что грозит им неполной посадкой в седло. Поэтому между клапаном и коромыслом обязательно соблюдают тепловой зазор.

Также кулачек может воздействовать на клапан через рычаг или непосредственно на его толкатель. Толкатели могут быть выполнены в механическом (жестком), роликовом варианте или в виде гидрокомпенсатора. Первый вид из-за шумности почти не используется, а последний отличается мягкостью и отсутствием необходимости осуществления регулировок. Роликовые толкатели используют в форсированных и спортивных двигателях.

3. Механизм привода распределительного вала. Осуществляется цепной, ременной или шестеренной передачей. Цепная отличается надежностью, до сложна в устройстве и дорога, ременная дешевле, но менее надежна, и в случае порыва ремня может повлечь за собой повреждение двигателя за счет удара клапанов о поршни.

4. Клапаны. Предназначены для открытия и закрытия впускного и выпускного канала. Состоят из стержня и головки, на которой имеется узкая, скошенная под углом фаска, плотно прилегающая к фаске седла, для чего их взаимно притирают. Головки впускных клапанов делают большими, чем выпускных. Но выпускные сильнее нагреваются, поэтому изготавливаются из жаропрочной стали и внутри наполнены натрием для лучшего охлаждения.

Цилиндрический стержень клапана сверху выточен для крепления пружины, не дающей ему оторваться от коромысла, которая упирается в шайбу на головке, и фиксируется упорной тарелкой. Стержень помещается в направляющую втулку, запрессованную в головку цилиндров, чтобы масло не попадало в камеру сгорания, на него надевают маслоотражающий колпачок.

Фазы газораспределения

Фазами газораспределения принято считать начало открытия и момент закрытия клапана, выраженный в градусах угла поворота коленвала относительно мертвых точек. Лучшая очистка цилиндра от выхлопных газов достигается при открытии выпускного клапана до наступления нижней мертвой точки (НМТ), и закрытии после ВМТ. Наполнение цилиндров воздухом или горючей смесью происходит при открытии впускного клапана до прохождения им ВМТ, и закрытии после НМТ. Период одновременного открытия обоих клапанов называется их перекрытием.

Фазы подбираются на заводе-изготовителе двигателя экспериментальным путем, и зависят от его конструкции и быстроходности. При этом колебание газов используется таким образом, что перед закрытием впускного клапана перед ним находится волна давления, а перед закрытием выпускного – волна разрежения. Такой подбор фаз обеспечивает одновременное улучшение заполнения цилиндров воздухом или смесью, а также их очистку от выхлопных газов.

Установка механизма газораспределения осуществляется при помощи меток на шестернях. Отклонение от нормы на пару зубов или звездочек может привести к удару клапана о поршень и поломке двигателя. Постоянство фаз сохраняется при наличии теплового зазора в клапанном механизме, нарушения которого вызывают уменьшение или увеличение продолжительности открытия.

Для каждого двигателя завод-изготовитель указывает фазы газораспределения в виде диаграммы, где показаны моменты открытия, закрытия, и перекрытия клапанов.

Возможные неисправности ГРМ

Судить о неисправности газораспределительной системы можно по следующим внешним признакам:

Основными неисправностями газораспределительного механизма являются: нарушения тепловых зазоров клапанов; вытягивание зубчатого ремня, износ зубчатых шкивов; износ цепи и звездочек привода; ослабление креплений крышек подшипников распределительного вала, неплотное закрытие клапанов из-за изнашивания их головок и седел; снижение упругости клапанных пружин, износ подшипников, шеек и кулачков распределительного вала, толкателей, поршней и их осей, втулок и седел клапанов. В результате нарушения регулировок и износа деталей газораспределительного механизма прослушиваются стуки и шум при работе , он теряет мощность, идет повышенный расход масла и т. д. После проверки технического состояния определяют необходимость ремонта или регулировки механизма газораспределения.

Основными неисправностями являются износ опорных шеек вала, износ и задиры кулачков и изгиб вала. Эти повреждения вызывают стуки в клапанном механизме, а увеличение зазоров в подшипниках приводит к падению давления масла в системе смазывания.

Для восстановления зазоров в подшипниках распределительного вала восстанавливают, перешлифовывают его опорные шейки, канавки для подачи масла углубляют, чтобы после повторного шлифования масло поступало к деталям двигателя. Шейки вала шлифуют под ближайший ремонтный размер. После шлифования их полируют пастой ГОИ.

При небольшом износе кулачков распределительного вала их зачищают шлифовальной шкуркой, сначала крупнозернистой, затем мелкозернистой. Места выкрашивания металла на торцах вершин кулачков опиливают шлифовальным бруском или наждачной шкуркой до устранения острых кромок. При выкрашивании свыше 3 мм по длине кулачка вал подлежит замене. Если кулачки распределительного вала изношены по высоте, их шлифуют на специальном копировально-шлифовальном станке для распределительных валов. Кулачки вала, имеющие значительный износ, можно восстановить наплавкой с последующим шлифованием.

После ремонта вал промывают и проверяют высоту кулачков. При износе кулачков по высоте более чем на 0,5 мм по сравнению с номинальной высотой вал заменяют, так как при таком износе ухудшается наполнение цилиндров, в результате чего мощность двигателя падает.

Если опорные шейки распределительного вала изношены сверх допустимых пределов, их восстанавливают наплавкой, осталиванием или хромированием, а затем шлифуют.

Изгиб распределительного вала измеряют специальным индикатором и проверяют по средней шейке. Допустимый изгиб (биение) может быть не более 0,10 мм. Если он больше, нужно вал править.

На опорных поверхностях под шейки вала не должно быть царапин и зазоров, а на корпусах подшипников не должно быть трещин. После очистки и промывки распределительного вала проверяют зазор между его шейками и отверстиями опор на головке цилиндра. Для того чтобы определить зазор нужно измерить диаметр шейки распределительного вала, установить соответствующий ей подшипник, закрепить его корпус и измерить внутренний диаметр подшипника, затем вычесть второе значение из первого. Разница значений и есть величина зазора. Измеряют зазор и калиброванной пластмассовой проволокой. Допустимый зазор может быть не более 0,2 мм.

Цепь не должна иметь сколов и трещин. Она считается работоспособной при вытягивании не более чем на 4 мм. Для регулировки натяжения цепи следует отвернуть стопорный болт натяжного устройства на 0,5 оборота. Провернуть коленчатый вал по часовой стрелке на два оборота с отпущенным стопорным болтом натяжного устройства для устранения всех зазоров в приводе распределительного вала, затем стопорный болт завернуть до упора.

Проверка упругости пружин клапанов производится как без снятия их с двигателя, так и после разборки клапанного механизма. Для контроля пружин на двигателе необходимо снять клапанную крышку, установить поршень соответствующего цилиндра в верхнюю мертвую точку такта сжатия прибором КИ-723 измерить усилие, необходимое для сжатия пружин. Если оно окажется меньше предельно допустимого, пружину заменяют или подкладывают под нижнюю опорную тарелку дополнительную шайбу.

Регулировка тепловых зазоров в приводе клапанов необходима для обеспечения эффективной работы и долговечности двигателя. Тепловой зазор в клапанном механизме обеспечивает плотную посадку клапана на седло и компенсирует при работе двигателя тепловое расширение деталей механизма. При увеличенном тепловом зазоре появляется частый металлический стук клапанов, который хорошо прослушивается при малой частоте вращения на холостом ходу. При этом быстро изнашиваются торцы стержней клапанов, наконечников стержней или регулировочных шайб, происходит падение мощности двигателя. Причиной является сокращение времени нахождения клапанов в открытом положении, и как следствие – ухудшение наполнения топливом и очистка цилиндров от отработанных газов.

Если зазор мал или отсутствует, у выпускных клапанов хлопки появляются из глушителя, а у впускных клапанов они появляются из карбюратора.При этом дефекте клапаны садятся в седла неплотно, что приводит к снижению компрессии, уменьшению мощности двигателя и обгоранию головок клапанов и седел. Причинами этой неисправности могут быть также отложения нагара на седлах клапанов.

Чтобы избежать этих неисправностей, необходимо проверять и своевременно регулировать тепловые зазоры, а при износах клапанов и седел притирать их к седлам или заменять. Регулировку тепловых зазоров можно выполнять только на холодном двигателе при температуре в системе охлаждения двигателя 15–25 °C. Зазоры между торцами регулировочных коромысел и наконечниками стержней должны быть 0,15 мм для впускных и выпускных клапанов. При достижении нормального теплового режима на работающем двигателе при температуре охлаждающей жидкости в рубашке головки блока цилиндров 80 °C зазоры станут нормальными.

Для регулировки зазоров клапанов двигателя необходимо:

• вывернуть свечи зажигания;
• отвернуть гайки крепления крышки головки цилиндров и снять крышку;
• установить поршень первого цилиндра в верхнюю мертвую точку такта сжатия, когда оба клапана закрыты, провернув коленчатый вал так, чтобы метка на обводе шкива коленчатого вала совместилась с установочным приливом нижней крышки звездочек привода газораспределения;
• отрегулировать зазоры между торцами регулировочных винтов коромысел и наконечников стержней клапанов;
• гаечным ключом отпустить контргайку регулировочного винта коромысла и вращать его головку специальным торцевым ключом до получения необходимого зазора;
• плоским щупом проверить зазоры между торцами регулировочных винтов коромысел и наконечниками стержней клапанов первого цилиндра;
• затянуть контргайки регулировочных винтов коромысел;
• проверить вновь плоским щупом зазоры;
• отрегулировать зазоры между торцами регулировочных винтов коромысел и наконечниками стержней клапанов третьего цилиндра, при таком положении коленчатого вала клапаны третьего цилиндра полностью закрыты и их коромысла освобождены;
• поворотами коленчатого вала на половину оборота установить поршни четвертого цилиндра, а затем второго цилиндра в верхнюю мертвую точку такта сжатия;
• отрегулировать и проверить зазоры между торцами регулировочных винтов коромысел и наконечниками стержней клапанов указанных цилиндров;
• крышку головки блока цилиндров установить на место;
• проверить состояние ее уплотнительной прокладки и, если необходимо, прокладку заменить.

При проверке тепловых зазоров клапанов в приводе клапанного механизма любого типа измерительный щуп должен входить с легким защемлением. Для того чтобы убедиться в точности проверки, можно использовать щупы немного толще или немного тоньше номинального. Щуп с большей толщиной входить не должен, а щуп с меньшей толщиной должен входить свободно. Для удаления нагара из цилиндров можно снять головку блока цилиндров и механически очистить нагар с днищ поршней и клапанов, с поверхностей головки блока. Для этого используют деревянные скребки и металлические щетки. Чтобы нагар удалялся легче, предварительно его размягчают керосином. Нагар можно удалить, залив в каждый цилиндр прогретого двигателя 20 мл смеси, состоящей из 80 % керосина и 20 % масла. В этом случае двигатель можно не разбирать. Залив смесь, необходимо провернуть коленчатый вал двигателя пусковой рукояткой на 8 оборотов. Через 20–24 ч необходимо запустить двигатель на 30 мин. За это время размягченный нагар выгорит. Однако после удаления нагара данным способом нужно заменить

Техническое обслуживание двигателя состоит из проверки его технического состояния внешним осмотром и в процессе работы, выявления неисправностей, выполнения контрольно-регулировочных, смазочных и крепежных работ по кривошипно-шатунному и распределительному механизмам, системам охлаждения, смазки, питания и зажигания.

Неисправности газораспределительного механизма наиболее часто проявляются в нарушении зазоров между стержнями клапанов и толкателями. Это приводит к нарушению фаз газораспределения, ухудшению наполнения цилиндров (вследствие запаздывания открытия впускного или выпускного клапанов при увеличенных зазорах).

Увеличенные зазоры между стержнями клапанов и толкателями вызывают стуки и преждевременный износ деталей распределительного механизма. Малые зазоры или их отсутствие приводят к неплотной посадке клапанов и пропуску рабочей смеси во впускной и выпускной трубопроводы. В результате уменьшается компрессия в цилиндрах двигателя и его мощность. Признаками этих неисправностей служат появление вспышек в карбюраторе и хлопков в глушителе.

Техническое обслуживание газораспределительного механизма (ГРМ)

Основные работы:

проверка стабильности состояния и подтягивание креплений (крепежные работы) опоры двигателя к раме, головки цилиндров и поддона картера к блоку, фланцев впускного и выпускного трубопроводов и других соединений;

проверка технического состояния или работоспособности (контрольные работы) кривошипно-шатунного и распределительного механизмов;

регулировочные работы и смазка.

Крепежные работы

Для предотвращения пропуска газов и охлаждающей жидкости через прокладку головки цилиндров необходимо периодически проверять крепление головки ключом с динамометрической рукояткой с определенным усилием и последовательностью. Момент затяжки и последовательность подтягивания гаек устанавливают автомобильные заводы.

Чугунную головку цилиндров крепят, когда двигатель находится в нагретом состоянии, а головку из алюминиевого сплава - в холодном.

Необходимость подтягивания крепления головок из алюминиевого сплава в холодном состоянии объясняется неодинаковым коэффициентом линейного расширения материала болтов и шпилек (сталь) и материала головки (алюминиевый сплав). Поэтому подтягивание гаек на горячем двигателе не обеспечивает после его остывания необходимой плотности прилегания головки цилиндров к блоку.

Затяжку болтов крепления поддона картера во избежание деформации картера, нарушения герметичности проверяют также с соблюдением последовательности, т.е. поочередным подтягиванием диаметрально противоположных болтов.

Контроль состояния ГРМ

Техническое состояние этих механизмов можно определять:

по расходу (угару) масла в эксплуатации и падению давления в системе смазки;

по изменению давления (компрессии) в цилиндрах двигателя в конце хода сжатия;

по разрежению во впускном трубопроводе;

по количеству газов, прорывающихся в картер двигателя;

по утечке газов (воздуха) из цилиндров;

наличию стуков в двигателе.

Угар масла в малоизношенном двигателе незначителен и может составлять 0,1-0,25 л/100 км пробега. При значительном общем износе двигателя угар может достигать 1л/100 км и более, что обычно сопровождается сильным дымлением.

Давление в масляной системе двигателя должно быть в пределах, установленных для данного типа двигателя и применяемого сорта масла. Снижение давления масла на малых оборотах коленчатого вала прогретого двигателя указывает на наличие недопустимых износов подшипников двигателя или неисправности в системе смазки.

Падение давления масла по манометру до 0 указывает на неисправность манометра или редукционного клапана.

Повышенное давление в системе смазки может возникнуть в результате большой вязкости или засорения масляной магистрали.

Компрессия служит показателем герметичности цилиндров двигателя и характеризует состояние цилиндров, поршней и клапанов. Герметичность цилиндров может быть определена компрессометром .

Компрессию проверяют после предварительного прогрева двигателя до 70-80 єС при вывернутых свечах. Установив резиновый наконечник компрессометра в отверстие свечи, провертывают стартером коленчатый вал двигателя на 10-12 оборотов и записывают показания компрессометра. Проверку повторяют 2-3 раза для каждого цилиндра.

Если величина компрессии на 30-40 % ниже нормы, это указывает на наличие неисправностей (поломку или пригорание поршневых колец, негерметичность клапанов или повреждение прокладки головки цилиндров).

Разрежение во впускном трубопроводе двигателя замеряют вакуумметром. Величина разрежения у работающего на установившемся режиме двигателей может изменяться не только от изношенности цилиндро-поршневой группы, но и от состояния деталей газораспределения, установки зажигания и регулировки карбюратора.

Таким образом, данный метод контроля является общим и не позволяет выделить ту или иную неисправность по одному показателю.

Количество газов, прорывающихся в картер двигателя , изменяется в результате неплотности сопряжений цилиндр-поршень-поршневое кольцо, увеличивающейся по мере изнашивания указанных деталей. Количество прорывающихся газов замеряют при полной нагрузке двигателя.