Андрей Смирнов
Время чтения: ~20 мин.
Просмотров: 0

Что такое клапан двигателя

Устройство привода

За правильную и своевременную работу клапанного механизма отвечает распределительный вал и . Конструкция и количество распредвалов для каждого типа двигателя выбирается индивидуально. Деталь представляет собой вал, на котором выполнены кулачки определенной формы. Проворачиваясь, они оказывают давление на толкатели, гидрокомпенсаторы или коромысла и открывают клапана. Тип схемы зависит от конкретного двигателя.


Газораспределительный механизм

Распредвал находится непосредственно в головке блока цилиндров. Привод к нему идет от коленчатого вала. Это может быть цепная, ременная или зубчатая передача. Наиболее надежной является цепная, но она требует дополнительных конструктивных решений. Например, успокоитель для гашения вибрации цепи и натяжитель. Скорость вращения распределительного вала в два раза ниже, чем скорость вращения коленчатого вала. Так обеспечивается согласование их работы.

От количества клапанов зависит количество распределительных валов. Существует две основных схемы:

  • SOHC (одновальная);
  • DOHC (двухвальная).

При наличии только двух клапанов достаточно одного распредвала. Вращаясь, он обеспечивает попеременное открытие впускного и выпускного клапанов. В наиболее распространенных четырехклапанных двигателях устанавливаются два распредвала. Один обеспечивает работу впускных, а другой выпускных клапанов. В двигателях с V-образных расположением цилиндров устанавливается четыре распредвала. По два на каждую сторону.

Кулачки распредвала не толкают стержень клапана напрямую. Существует несколько типов “посредников”:

  • роликовые рычаги (коромысло);
  • механические толкатели (стаканы);
  • гидравлические толкатели.

Роликовые рычаги имеют более предпочтительную конструкцию. На гидротолкатель давят так называемые коромысла, которые качаются на вставных осях. Чтобы снизить трение на рычаге предусмотрен ролик, который контактирует непосредственно с кулачком.

В другой схеме используются гидравлические толкатели (компенсаторы зазора), которые расположены непосредственно на стержне. Гидрокомпенсаторы автоматически регулируют тепловой зазор и обеспечивают мягкую и менее шумную работу механизма. Это небольшая деталь состоит из цилиндра с поршнем и пружиной, каналов для масла и обратного клапана. Для работы гидротолкателя используется масло, которое подается из . Более подробно про гидрокомпенсаторы можно прочитать в отдельной статье на нашем сайте.


Снятие стакана клапана магнитом

Механические толкатели (стаканы) представляют собой втулку, закрытую с одной стороны. Они устанавливаются в корпус ГБЦ и непосредственно передают усилие на стержень клапана. Основные их недостатки заключаются в необходимости периодической регулировки зазоров и стуке при работе на непрогретом двигателе.

Материалы для производства

Чугунный клапан

Для изготовления таких конструкций используют материалы, которые соответствуют необходимым требованиям, выставляемым для определенного вида труб и рабочих составов.

Клапан может быть изготовлен с использованием следующих материалов:

  • чугуна для ковки или литейного (серого);
  • нержавеющей или углеродистой стали;
  • бронзы;
  • инконеля, монеля и других металлов, в основу которых входит никель.

Из серого чугуна, например, в большинстве случаев изготавливают низкопробные приспособления. Бронза, ввиду своей высокой стойкости к коррозии, применяется для работы с коррозионно-активными материалами. Углеродистую сталь, как наиболее прочный из перечисленных металлов, используют там, где поддерживается высокое давление. Жаропрочный хромомолибденовый материал используют на производствах, где температура воздуха может подниматься до 600°С.

Для уплотнения и улучшения герметизации седла, штока клапана и затвора, в большинстве случаев используют графит, хлопок, резину или тефлон (все зависит от разновидности и температуры содержимого труб, а также от условий, в которых используется прибор).

Конструкции клапанов автомобиля

Головки клапанов авто (автомеханики часто называют их тарелками) могут иметь различную конструкцию, они могут быть как жесткими, так и эластичными. Жесткая головка обладает высокой прочностью, сохраняет форму и обладает высокой теплопроводностью. Она также отличается более высокой износоустойчивостью. Эластичная головка, в свою очередь, способна приспосабливаться к форме седла. Поэтому эластичный клапан надежно запечатывает окно, но перегревается, а изгибы при посадке в седло, когда клапан адаптируется к его форме, могут привести к его разрушению. В конструкции клапанов широко используется головка, над лицевой поверхностью которой выступает небольшая шляпка. Такой клапан обладает достаточно небольшим весом, высокой прочностью и теплопередачей, и чуть более высокой ценой. Эластичные головки чаще встречаются у впускных клапанов, а жесткие — у выпускных.

Попадание холодного воздуха на горячие выпускные клапаны сразу после остановки двигателя может привести к серьезным повреждениям клапанов. В двигателях, оснащенных выпускными коллекторными головками и/или прямоточными глушителями, холодному воздуху открыт прямой доступ к выпускным клапанам. Резкое охлаждение может вызвать коробление и/или образование трещин в клапане. В холодную ветреную погоду, когда ветер вдувает холодный наружный воздух прямо в систему выпуска отработавших газов, такие условия — не редкость. Противоточные глушители с длинными выхлопными трубами и каталитическим нейтрализатором отработавших газов снижают опасность возникновения такой ситуации.

Как устранить стук клапанов

Если в пути от мотора начали исходить непонятные постукивания, первым делом нужно убедиться в нормальном уровне масла в двигателе. Когда масла недостаточно, даже исправный насос не сможет обеспечить смазывание всех необходимых узлов. Нормальным считается средний уровень масла.

Далее следует провести определенные тесты – посмотреть, есть ли стук клапанов на холостых оборотах, что происходит при нагруженном двигателе и во время разгона авто. Усиление шума явно указывает на износ подшипников коленвала.

Если цокот появляется после заливки топлива, можно смело считать его виновником неполадки. Со временем этот эффект пройдет и для двигателя он не критически опасен. Однако лучше впредь не заправляться на этой АЗС.

Что нужно предпринять для устранения стука в клапанах? Выше мы рассматривали, что в конструкции ДВС применяются два или четыре клапана на цилиндр. Также клапаны подразделяются на впускные и выпускные. Работа мотора происходит при высоких температурах. Поэтому металлические детали предсказуемо расширяются. В результате меняется зазор. В случае неправильной регулировки клапанов это чревато быстрым износом системы ГРМ. И двигатель существенно потеряет в мощности. Если зазор увеличится, клапаны будут открываться не полностью. Если зазор окажется слишком мал, произойдет подгорание клапанов и седел.

В случае отсутствия гидрокомпенсаторов в конструкции авто нужно каждые 25 тысяч километров пробега регулировать зазоры клапанов. Не лишним будет также производить очистку этих элементов, потому что в процессе работы на их поверхности образуется нагар. В итоге нормальная работа клапанов нарушается. Таким образом, условия стабильной работы авто и нормального расхода топлива – чистые клапаны и настроенный зазор.

Тепловой зазор можно отрегулировать. Как это сделать, рассмотрим на машине ВАЗ. Из инструментов нам понадобятся рожковые ключи и набор головок. Кроме того, необходимо иметь щуп толщиной 0,15 мм. Далее нужно выполнить следующие действия:

  1. Установив КПП в нейтральное положение, подкладывают упоры под задние колеса.
  2. Дают остыть мотору до 20 градусов Цельсия.
  3. Откручивают болты, удерживающие клапанную крышку. Для этого нужен ключ на 10.
  4. Шкив коленвала выставляют по меткам. Метка распределительного вала должна совпасть со стрелкой на крышке клапанов.
  5. При помощи щупа регулируют зазоры шестого и восьмого клапанов. Традиционно клапаны начинают считать со стороны радиатора.
  6. Проворачивают коленвал на пол-оборота.
  7. Затем так же щупом настраивают клапаны четыре и семь. Далее коленвал нужно снова провернуть на половину оборота.
  8. Выставляют зазоры клапанов номер три и один.
  9. Затем регулируют второй и пятый клапаны.

В конце снова нужно проверить правильность выставления всех зазоров. Щуп должен входить в зазор с небольшим трением, но без значительных усилий. Нужно иметь в виду, что после затяжки контргаек зазор станет меньше. Категорически нельзя оставлять клапан в зажатом состоянии.

Самостоятельная регулировка не всегда помогает убрать стук. Если такое случилось, дальнейший ремонт лучше доверить СТО. Другие причины шума своими руками убрать вряд ли получится. Не исключено, что, несмотря на старание, не получится правильно выставить зазоры клапанов.

Важное уточнение – стук как в холодном, так и в горячем состоянии двигателя свидетельствует о серьезных неисправностях. При обнаружении такой проблемы лучше не откладывать визит на СТО

Во время ремонта очень легко ошибиться, что повлечет усугубление неполадок. Именно поэтому совсем не рекомендуется заниматься самостоятельным ремонтом клапанов новичкам.

Что и почему ломается?

Поломка клапанов может быть рукотворной или эксплуатационной. Во втором случае виновником всему является неуправляемый фактор времени. Износ рано или поздно настигает даже самые прочные вольфрамовые тарелки клапанов. Всё начинается с образования люфта в зоне стыковки с седлом, а заканчивается деформацией клапанной головки и полной остановкой авто.

Зазор в приводе может возникнуть и под действием человеческого фактора (нерадивого автомастера, выполняющего регулировку), и в силу износа. В этом случае исчезает плавность хода клапана: кулачок распределительного вала не «набегает», а со всей силы «наскакивает» на толкатели. Удары сыплются на стержень и клапанную головку при открытии, закрытии систем впуска или выпуска.

Страдает толкатель, торец клапанного стержня, пружина, на которую увеличивается нагрузка. Итог небольшого пробега с большим зазором в приводе – полное разрушение клапана: или тарелка отпадёт от штока, или стержень сломается в зоне канавки для сухариков (где тонко, там и рвётся).

По статистике, ремонт клапана автомобильного двигателя в автосервисах Москвы чаще всего требуется:

  • при деформациях головки;
  • повреждениях втулки;
  • заклинивании стержня;
  • разбитом седле;
  • прогаре фаски.

Конструкция клапанов двигателя

Механизм привода клапанов – это часть более крупного газораспределительного механизма (ГРМ). По конструкции ГРМ может быть с верхним или с нижним расположением клапанов. В современных двигателях чаще применяется первая схема.

Посредством клапана в цилиндр напрямую подается топливовоздушная смесь в точной дозировке. Также может осуществляться подача просто воздуха. Выпуск отработавших газов из цилиндра происходит аналогично при помощи клапана. Поэтому четырехтактный двигатель внутреннего сгорания должен иметь на каждый цилиндр минимум два клапана, чтобы реализовывался принцип его работы.

По прямому назначению клапаны можно поделить на два вида:

  • впускной клапан;
  • выпускной клапан.

Частью клапана является его тарелка. Конструкция современных двигателей такова, что клапаны расположены в головке блока цилиндров (сокращенно ГБЦ). Место контакта клапана и ГБЦ называется седлом клапана. Седло изготавливают из стали или чугуна и запрессовывают в ГБЦ.

Чтобы цилиндр наполнялся топливно-воздушной смесью или воздухом максимально эффективно, тарелка впускного клапана должна превышать тарелку выпускного по диаметру. Это главное отличие между впускными и выпускными клапанами. Благодаря большему диаметру тарелки впускной клапан наполняет цилиндр воздухом или топливной смесью более качественно.

Однако есть причины для увеличения диаметра тарелки и выпускного клапана. К примеру, это улучшает очистку цилиндров от продуктов горения. Однако нельзя увеличивать диаметры тарелок обоих клапанов до бесконечности – они должны поместиться в геометрические размеры камеры сгорания, расположенной в головке блока цилиндров.

Во время работы клапаны мотора подвергаются большим нагрузкам как по механическим параметрам, так и по температуре. По этой причине изготавливают их из специальных сплавов, способных противостоять высокой температуре и механическому разрушению. Особо усиливают кромку тарелки, да и ей самой придают дополнительную механическую прочность при помощи напыления из керамики. Впускной клапан имеет обычно стержень из цельного куска металла, а вот стержень выпускного содержит внутри полость с натрием. Это обеспечивает ему повышенную теплопроводность для быстрого отведения тепла от тарелки клапана.

Поверхность прикосновения тарелки клапана к блоку цилиндров называется фаской. В этом месте очень нежелательно образование нагара. Чтобы предотвратить такое явление, а также более равномерно распределить тепло, в конструкции механизма клапанов применяется определенное инженерное решение. А именно клапан вращается во время работы двигателя.

В настоящее время чаще всего используются ДВС с четырехклапанной схемой. То есть каждый цилиндр такого мотора имеет два впускных и два выпускных клапана. Когда клапан на впуске опускается, открывается кольцевой проход между седлом и тарелкой. Через этот проход осуществляется наполнение цилиндра топливно-воздушной смесью или просто воздухом. Площадь сечения прохода напрямую влияет на скорость наполнения цилиндра и, как следствие, на производительность мотора.

Кроме вышеописанной схемы, встречаются двух-, трех- и пятиклапанные. У двухклапанной системы один впускной и один выпускной клапан в каждом из цилиндров. Трехклапанная содержит два впускных и один выпускной. Если клапанов пять, три служат для впрыска и два для выпуска отработавших газов. Количество клапанов определяется размером камеры сгорания в конкретном двигателе, типом привода клапанов. Также число клапанов зависит от форсированности ДВС и других показателей.

Клапан открывается за счет нажатия на его стержень. Осуществляет это нажатие привод. Таким образом посредством привода клапана происходит передача усилия от распределительного вала. В современных двигателях реализовано две основных схемы привода: передача движения от гидравлических толкателей или привод, базирующийся на роликовых рычагах.

Закрывается клапан посредством пружины, подобранной по жесткости. Благодаря давлению пружины тарелка клапана герметично перекрывает каналы впуска и выпуска. Для удержания клапана на стержне служат сухари и тарелка клапанной пружины. Однако двигатель в работающем состоянии, особенно при нагрузке, способен вызывать на клапанах резонансные колебания. Для борьбы с этим эффектом устанавливают две пружины, витки которых имеют разное направление.

РЕГУЛИРОВКА

В любом случае, если возникает характерный клапанный стук в двигателе, необходимо проверить состояние клапанов. В таком случае следует произвести и регулировку. Для регулировки клапанов ВАЗ 2114 предусмотрены регулировочные шайбы в заводском исполнении толщиной от 3 до 4,5 миллиметров, толщина меняется через каждые 0,05 мм. Регулировку делаем следующим образом (понадобится специальный съемник регулировочных шайб и сами шайбы различной толщины):

  • Отсоединяем кронштейн троса газа от клапанной крышки;
  • Снимаем клапанную крышку (два болта);
  • Демонтируем кожух ремня ГРМ;
  • Выставляем верхнюю мертвую точку в первом цилиндре ДВС (на распределительной шестерне есть метка). Как совместить метки, можно посмотреть в руководстве по ремонту и эксплуатации. Проворачивать распредвал можно за болт распредшестерни по часовой стрелке. Но делать это необходимо аккуратно и без лишних усилий;
  • Проверяем зазор набором автомобильных щупов между толкателем и кулачками распредвала 1 и 3 клапана по счету от ремня ГРМ. У впускного клапана зазор должен быть ~0,2 мм, у выпускного он больше в среднем ~0,35 мм;
  • Извлекаем регулировочную шайбу, смотрим на маркировку (тремя цифрами указана толщина). Путем математических вычислений определяем необходимую толщину для корректировки зазора и устанавливаем новую шайбу на место. Сразу же проверяем получившийся зазор;
  • Проворачиваем распредвал на четверть оборота по часовой стрелке и регулируем клапана 2 и 5. Еще через четверть – 6 и 8, последними регулируются клапана 4 и 7 также через ¼ оборота.
  • После регулировки собираем все в обратном порядке, запускаем и слушаем двигатель.

Статья в тему: Диски на ВАЗ 2110: литые или штамповки?

Виды ГРМ

Существуют следующие виды газораспределительных механизмов: нижнеклапанный ГРМ и верхнеклапанный ГРМ. Сегодня, на современных автомобилях, используются только верхнеклапанные ГРМ, когда клапаны располагаются в головке цилиндров.

Клапан удерживается в закрытом состоянии с помощью клапанной пружины, а открывается при нажатии на стержень клапана. Клапанные пружины должны иметь определенную жесткость (оптимальную, чтобы не увеличивать ударную нагрузку на седло клапана) для гарантированного закрытия клапана во время работы.

Чтобы снизить потери на трение в ГРМ применяют ролики, которые установлены на рычагах и толкателях привода клапанов. Применение роликов в клапанном механизме заменяет трение скольжения, на трение качение, что значительно уменьшает потери на привод клапанов.

При открытии впускного клапана проходит топливно-воздушная смесь (или воздух) наполняя цилиндр двигателя. Чем больше площадь проходного сечения, тем полнее заполнится цилиндр, что приводит к повышению выходных показателей цилиндра при рабочем ходе. Для улучшения очистки цилиндров от продуктов сгорания увеличивают диаметр тарелки выпускного клапана. Правда, размеры тарелок клапанов ограничены размером камеры сгорания, выполненной в головке цилиндров. Многое также зависит от регулировки клапанов. 

Применение четырех клапанов на цилиндр началось еще в 1912 г. на двигателе автомобиля PeugeotGranPrix. Широкое использование такой схемы в серийном производстве легковых автомобилях началось только в конце 1970-х гг. Сегодня ГРМ с четырьмя клапанами на цилиндр стали практически стандартными для двигателей европейских и японских легковых автомобилей.

Mercedes выпускает двигатели, которые имеют по три клапана на цилиндр, два впускных и один выпускной, с двумя свечами зажигания (по одной с каждой стороны от выпускного клапана).

Существует практика использования даже 5 клапанов на цилиндр (3 впускных и 2 выпускных). Такой технологией практикует автомобильная группа Volksvagen-Audi, но при этом значительно усложняется привод клапанного механизма.

Материалы из которых изготавливаются клапаны

Сплавы, материалы из которых изготавливаются выпускные клапаны автомобиля, состоят главным образом из хрома, обеспечивающего высокую жаростойкость, с небольшими добавками никеля, марганца и азотных соединений. Если требуется придать клапану особые характеристики, то он подвергается термообработке. Если конструкция клапана из однородного материала не может обеспечить необходимую прочность и жаростойкость, то его изготавливают сварным — из двух различных материалов. После обработки место соединения частей клапана невозможно различить. Головки клапанов изготавливаются из специальных сплавов, обладающих жаростойкостью, прочностью, коррозионной стойкостью, стойкостью к воздействию окиси свинца и высокой твердостью. Головки привариваются к стержням, изготовленным из материалов, обладающих высокой износостойкостью. В клапанах, предназначенных для работы в особо тяжелых условиях, на рабочую фаску головки и верхушку стержня впускного клапана автомобиля направляются твердосплавные материалы типа стеллита. Стеллит представляет собой сплав никеля, хрома и вольфрама и является немагнитным материалом. В тех случаях, когда необходимо повысить коррозионную стойкость, клапан алитируется. Алитирование рабочей фаски снижает ее износ при использовании неэтилированного бензина. На поверхности клапана формируется пленка окиси алюминия, предотвращающая приваривание стальной фаски клапана к чугунному седлу.

Способы защиты от перегрева

Чтобы противостоять эрозии от перегрева выпускные клапаны изготавливаются из жаростойкой стали (хромникельвольфраммолибденовая сталь).

При замене разрушенного клапана притирка к седлу — абсолютно обязательна. Если клапан не притереть, его придется менять снова, и очень скоро

Основа сплава, из которого производятся выпускные клапана — никель. Этот металл повышает сопротивляемость клапана к механическому износу. Поскольку выпускной клапан подвергается большей термической нагрузке, чем впускной, он имеет другую структуру. Стержень выпускного клапана делается полым. Внутренняя полость заполняется металлическим натрием. Это необходимо для улучшения теплообмена.

Современные технологии дают возможность дополнительно защитить выпускные клапаны от агрессивного воздействия.

Самый универсальный способ — плазменно-порошковая наплавка. Кроме этого, существуют методы лазерного легирования и наплавки токами высокой частоты. Эти методы защиты увеличивают стоимость детали, но существенно продлевают срок ее службы.

Особенности работы

Клапаны постоянно подвержены воздействиям высокой температуры и давления. Это требует особого внимания к конструкции и материалам данных деталей. Особенно это касается выпускной группы, так как через них выходят горячие газы. Тарелка выпускного клапана в бензиновых двигателях может разогреваться до 800˚С – 900 ˚С, а в дизельных 500˚С – 700˚С. Нагрузка на тарелку впускного в несколько раз ниже, но и она достигает 300˚С, что также немало.

Именно поэтому в их производстве применяются жаропрочные сплавы металлов, содержащие легирующие присадки. Также выпускные клапаны часто имеют полый стержень с натриевым наполнителем. Это делается для лучшей терморегуляции и охлаждения тарелки. Натрий внутри стержня плавится, течет и забирает часть тепла с тарелки и переносит его на стержень. Так можно избежать перегрева детали.


Клапанный механизм двигателя

На седле в процессе работы может образоваться нагар. Чтобы избежать этого, применяют конструкции, которые вращают клапан. Седло представляет собой кольцо из высокопрочных стальных сплавов, которое напрессовывается непосредственно на для более плотного контакта.

Также для правильной работы механизма должен соблюдаться регламентированный тепловой зазор. От высоких температур детали расширяются, что может привести к неправильной работе клапана. Зазор выставляется между кулачками распредвала и толкателями путем подбора специальных металлических шайб определенной толщины или самих толкателей (стаканов). Если в двигателе применяются , то зазор регулируется автоматически.

Слишком большой тепловой зазор, будет препятствовать полному открытию клапана, а следовательно, цилиндры будут менее эффективно наполняться свежим зарядом. Маленький зазор (или его отсутствие) не позволит клапанам закрыться до конца, что приведет к их прогару и снижению .

Статьи по теме

Порвался ремень генератора: что делать в такой ситуации

Защита картера двигателя: мнения экспертов и автолюбителей

Сколько антифриза в системе охлаждения, и почему так важно знать его уровень

Ремонт турбины на дизельном двигателе: все проще, чем кажется

Уровень масла в двигателе: как правильно замерить и что делать при резком колебании

Ремонт дизельного мотора по всем правилам

Как часто надо менять масло в двигателе: рекомендации завода-изготовителя и специалистов

Присадки для бензиновых двигателей: использовать или нет

Присадки для дизельного двигателя: их виды и критерии выбора

Объем масла в двигателе: как выяснить, сколько нужно

Замена масла в двигателе: когда это нужно делать и как

Чистка топливных форсунок для бесперебойной работы двигателя

Сколько масла заливать в двигатель: как не испортить мотор

Какое масло заливать в двигатель: общие советы и конкретные примеры

Какой выбрать антифриз: рейтинг ТОП-11

Основные причины, почему стучат клапаны в двигателе

Каждый уважающий себя автолюбитель должен знать причину некорректной работы клапанов. Ниже перечислим основные из них:

  • Изменилась величина зазора между толкателями и клапанами. При сборке машины этот зазор точно настраивается. Если же по какой-то причине он изменяется, то обязательно появится металлическое постукивание.
  • Экономия на топливе, то есть заправка более дешевым, нежели указано в паспорте автомобиля. Это чревато детонацией двигателя, которая непременно скажется и на состоянии клапанов.
  • Встречаются ситуации, когда шум клапанов слышен только при ускорении или движении с большой скоростью. Так проявляет себя низкое давление масла в системе смазки мотора.
  • Если стук появляется после замены ремня ГРМ, значит, его установили неправильно. Также положение ремня может сбиться и тем самым нарушить работу клапанов.
  • Одной из основных причин стука является обычный износ клапанов в процессе работы двигателя. Устраняется лишь путем их замены.

Рассмотрим некоторые причины более подробно.

Основная причина возникновения стука – увеличение зазора между кулачками на распределительном валу и рычагами. Нарушение штатной величины зазора приводит к стуку кулачка о рокер. В итоге отчетливо слышится металлический цокот. Зазор увеличивается, и работа в таком режиме приводит к ускоренному износу и серьезным поломкам двигателя. Величина зазора устанавливается на заводе. Некоторые модели машин имеют одинаковый размер зазора, для других этот параметр уникален.

При этом уменьшение зазора также пагубно сказывается на работе клапана. То есть в этом случае вероятно его зажатие, а со временем неполное закрытие станет постоянным. Эксплуатация мотора с зажатыми или плохо закрывающими клапанами влечет за собой неминуемое снижение компрессии, а также перегрев силового агрегата. Есть вероятность полного отказа цилиндров – от одного до всех. Чтобы предотвратить подобное развитие событий, необходимо периодически выполнять регулировку зазоров. Оптимально делать этот вид обслуживания раз в 10–15 тысяч километров пробега.

Однако не только неправильная регулировка клапанов может стать причиной металлического стука в силовом агрегате. При детонации внешние проявления весьма схожи. Детонация – это миниатюрный взрыв внутри цилиндра. Когда это происходит, ударная взрывная волна воздействует на внутреннюю поверхность цилиндров и другие элементы поршневой системы. В итоге может появиться стук клапанов. Кроме того, при детонации из выхлопной трубы идёт чёрный дым, мощность двигателя существенно падает, к тому же он быстро перегревается.

Многие автомобилисты недоумевают: почему клапаны стучат только на горячем двигателе. В этом варианте сочетание факторов – высокие обороты при недостаточном давлении масла – приводит к некорректной работе клапанов. Обычно низкое давление масла обусловлено износом деталей и большими зазорами между ними.

По какой конкретно причине клапаны застучали в вашем случае, поможет выяснить этот перечень:

  1. Обязательно проверить впускной и выпускной клапан двигателя. Убедиться, что давление масла соответствует норме.
  2. Почему стучат клапаны на холодном двигателе? Это признак изношенного толкателя. Если присутствует загрязнение толкателей или течь в них, то в результате масло не в достаточном объеме подается в клапаны. Следствием станет перегрев мотора и металлический стук.
  3. Если давление масла соответствует норме, необходимо проверить зазоры клапанов. Это делается при помощи специализированного инструмента – щупа. Для замера зазора необходимо поместить щуп нужной толщины в щель между коромыслом и штоком, кулачком и толкателем. Конкретное место измерения зависит от конструкции мотора.

Впускные и выпускные клапаны: размер имеет значение — DRIVE2

Если вы разрабатываете головку блока цилиндров для получения максимальной мощности, то не будет никаким сюрпризом, что основной целью является максимальный поток. Это, кроме всего прочего, требует использования клапанов большего размера, которые могут быть физически установлены в камеры сгорания. Это требует решения, как лучше всего разделить имеющееся пространство между впускными и выпускными клапанами. Другими словами, что лучше: большой впускной и маленький выпускной клапан, оба клапана одинакового размера или большой выпускной и маленький впускной клапан? Прежде всего, можно подумать, что большой выпускной клапан — это тот путь, которым нужно идти; ведь отработанные газы, без сомнения, занимают больший объем, чем газы, втянутые в цилиндр через впускную систему. Однако, когда мы касаемся мощности, действует другое «железное» правило: легче опустошить цилиндр, чем наполнить его.Годы экспериментов показали, что оптимальный размер выпускного клапана должен составлять примерно около 75% от впускного или, если точнее, поток через него должен составлять примерно 75% потока через впускной клапан. Это правило применяется только тогда, когда диаметры комбинируемых клапанов равны общему имеющемуся пространству в камере, т.е. клапаны почти касаются друг друга, как часто бывает в гоночных двигателях. Если используются клапаны с размерами, меньшими, чем максимальные, а мощность не является основной целью, то баланс между потоками впускного и выпускного каналов не так критичен.

Самое простое правило, которому нужно следовать: если основным требованием является мощность, то следуйте нормальному соотношению 0,75:1. Это правило можно изменить в тех случаях, когда двигатель оснащен системой турбонаддува или впрыска закиси азота. Для этих систем требуется обеспечение большего потока выхлопных газов и может успешно использоваться соотношение диаметров выпускного и впускного клапанов, составляющее 0,9:1 (поток выхлопных газов составляет 90% от потока впускаемой смеси) или даже больше.

К сожалению, установка увеличенных выпускных клапанов имеет «ловушку», которая обычно не связана с увеличением размеров впускных клапанов. Водяная рубашка внутри головки блока цилиндров расположена рядом с седлами выпускных клапанов. Это помогает поддерживать клапаны и седла холодными, но часто препятствует установке клапанов максимального размера. Вдобавок, тонкие отливки и большое количество тепла (побочный продукт высокой мощности) могут привести к образованию трещин в седлах, и это обычно укорачивает срок службы головки блока.

Замечание. Когда главной целью конструктора является экономия, а не мощность, размер выпускного клапана может быть увеличен до соотношения 0,75:1 даже при увеличении диаметра впускного клапана. Когда поток выпускного канала увеличивается, то пробег и срок службы двигателя будут улучшены. Однако здесь есть предел, как и во всем. Выпускные клапаны, размер которых превышает 90 — 95% от размера впускного клапана, дают очень маленькую дополнительную топливную экономию, и так как они используют пространство, обычно отдаваемое впускным клапанам, то потенциал по мощности будет уменьшен.

www.drive2.ru

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию