За что отвечают клапана в двигателе?

Замена или ремонт клапанов ДВС Вашей машины — быстро, качественно и по разумной цене

Поломку клапанов можно устранить просто и сложно. Какой будет эта процедура для Вас, решайте сами. Чем раньше обратитесь за помощью, обнаружив первые признаки неисправности, тем доступней по цене и быстрее пройдёт замена.

Звоните прямо сейчас и ремонт авто не станет головной болью (это подтверждают хорошие отзывы о нас). На все работы выдается официальная гарантия.

Клапан в конструкции автомобильного двигателя – классический «трудяга». Простой как столб с виду, он работает в самых трудных условиях и отвечает за исправность головки блока цилиндров, самого блока и всего ДВС. В машине сложно найти узел, которому бы приходилось так сложно, как клапану. Он греется до 300–900 градусов (впуск – выпуск), бьётся о седло, покрывается нагаром – и способен всё это выдержать, не ломаясь… НО, если о нём правильно заботиться.

Да, как ни странно, учитывая условия работы клапанной группы, в 9 случаях из 10 её поломка – это заслуга кого-то извне. Говоря проще, если клапан сломался, значит, ему помогли. Кто – ещё надо выяснить. Но сначала нужно определить, где детали помогли сломаться, а это не всегда очевидно. Часто в поисках зерна истины приходится перебирать всю головку блока цилиндров. Надо говорить, что цена такой переборки может неприятно удивить?

Что собой представляет клапан автомобильного ДВС?

Клапанная группа направляет потоки газов в горячем «сердце» автомобиля. Она представлена 2 типами устройств – впускными и выпускными клапанами. Конструкция в обоих случаях одинакова, а вот исполнение отличается.

Моторный клапан по виду напоминает перевёрнутый гвоздь. Нижняя часть (тарелка) садится в седло, герметично перекрывая ток рабочей среды. Верхняя (стержень или шток) направляет головку-тарелку, будучи помещённым во втулку.

Головку делают жаропрочной, шток – из легированной стали. Между собой их сваривают, а потом шлифуют, поскольку переход между элементами должен быть плавным. Чем лучше соблюдено это правило, тем меньше завихрений в циркуляции топливной смеси и тем мелодичнее работа двигателя.

Стержень иногда делают полым и заполняют жидким натрием, чтобы улучшить теплоотвод. На головку надевают жёсткую фаску и ободок. Для максимально плотной её посадки в седле, обязательно выполняют притирку.

Кроме впускных и выпускных клапанов, систему перекрытия потоков двигателя формируют:

• жёсткая пружина;
• направляющая втулка, которая «цепляется» за стержень с помощью сухариков (посредством специальной канавки);
• седло, в которое «садится» фаска тарелки клапана;
• цилиндрический ободок (он сохраняет диаметр детали без изменений во время притирки и добавляет жёсткости тарелке).

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.

Более «приятная» причина ремонта клапана мотора – зазор между стержнем и втулкой. Её устранение дешевле по цене. Правда, она может закончиться совсем неприятно, если в образовавшееся пространство попадёт пыль или нагар, и металлический шток заклинит. Проехав какие-нибудь 100 метров после этого, можно смело отправляться на ремонт автомобильного двигателя.

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.

Неисправный клапан сложно не заметить

Просмотреть неисправную работу клапана невозможно. Онасопровождается громкими стуками в двигателе, откровенным нагаром на ГБЦ, а иногда

– густым дымом из-под капота, за которым не видно ни дороги, ни пешеходов.

Гидрокомпенсаторы: что это такое и почему они стучат

Современные автомобили становятся более совершенными и умными. Это касается и газораспределительного механизма. Очень важно чтобы клапан всегда открывался и закрывался в нужный момент, чтобы в идеале, не было зазоров между распределительным валом и самим клапаном. Это дает много преимуществ, например увеличение мощности и уменьшение расхода топлива.

Раньше клапана регулировались вручную, потом появились механические «широкие» толкатели (которые, кстати, используются и по сей день на многих авто), но вершиной эволюции стали гидравлические компенсаторы или попросту «гидрокомпенсаторы». Они имеют много положительных моментов, но и отрицательных хватает, в частности они могут стучать.

Сегодня я постараюсь простым и понятным языком рассказать об устройстве, а также о некоторых поломках, будет и видео версия в конце …

Для начала определение:

Гидрокомпенсаторы – это устройства использующие давление масла для автоматической регулировки зазоров между клапанами и распределительными валами (или валом). Таким образом, улучшая динамические характеристики, уменьшая расход топлива. Стоит отметить, что улучшается и акустический комфорт, банально двигатель работает тише.

НО до появления гидрокомпенсаторов, на автомобили устанавливались механические регуляторы клапанов …

Немного истории

Гидравлические компенсаторы пришли на смену менее эффективным механическим регуляторам газораспределительных механизмов. Как правило, обычный клапан двигателя, скажем на классическом двигателе ВАЗ 2105 — 2107, не имеет гидрокомпенсатора поэтому его часто приходилось регулировать, в среднем через 10 000 километров. Регулировка клапана на, ВАЗ 2105 – 2107, производилась вручную, то есть приходилось снимать клапанную крышку и выставлять зазоры, при помощи специального щупа, которые различались по толщине, а значит вы могли подобрать для вашего пробега.

Если регулировку не производить, то двигатель автомобиля, начинал шуметь, динамические характеристики снижались, а расход топлива возрастал. Я снял подробное видео, почему нужно регулировать клапана, посмотрите полезно.

Через 40 – 50000 километров, клапана вообще следовало менять. То есть механическая регулировка клапана, «мягко» скажем — изжила себя, нужно было, что-то делать, так сказать усовершенствовать конструкцию.

Так на двигателях переднеприводных ВАЗ, начали устанавливать механические толкатели перед клапаном. Если утрировать, то на клапан сверху просто одевалась большая «шляпка», у нее большой диаметр (чем у старой конструкции), а поэтому износ намного уменьшился, ведь износить больший диаметр гораздо сложнее, чем малый. Но регулировка все равно осталась, конечно не каждые 10 000 километров, намного реже, но ее все равно рекомендуется делать. Обычно это происходило путем подкладывания ремонтных «шайб», увеличенной высоты.

Стоит отметить, что «такие» механические регулировки достаточно эффективны и используются некоторыми производителями до сих пор, регулировка шайбами рекомендуется не ранее 40 – 50 000 километров (если говорить о наших ВАЗ) на некоторых иномарках толкатели ходят еще дольше. Большими плюсами является простота конструкции, неприхотливость (можно лить полусинтетические масла), а также относительная дешевизна конструкции. Минусами можно отметить то, что при выработке «шайб» сверху двигатель начинал работать шумнее, падали динамические характеристики и увеличивался расход.

Нужна была конструкция, которая автоматически регулировала зазор.

И вот на смену механической регулировке клапана, пришла совершенно новая технология. Тут все просто — теперь вам не нужно регулировать клапана вручную, за вас все сделают гидрокомпенсаторы. Они сами выставят нужный зазор клапана двигателя, благодаря чему увеличивается ресурс двигателя, увеличивается мощность, снижается расход топлива, да и механизм ходит довольно долго 120 – 150 000 километров (при должном обслуживании). В общем, шаг вперед.

Какие бывают типы гидрокомпенсаторов

Эти устройства широко применяются именно в системах ГРМ. Однако их аналоги применяются и в натяжениях цепей, так называемый «натяжитель цепи ГРМ». На данный промежуток времени применяются всего 4 конструкции.

• Гидротолкатель. Часто применяется на современных авто для регулировки зазора между клапаном и распределительным валом
• Гидроопора
• Гидроопора для установки в рычаги и коромысла. В основном применялись на старых механизмах ГРМ
• Роликовый гидротолкатель

Все 4 типа имеют места быть на различных конструкциях, хотя «гидроопоры» часто применялись раньше в двигателях. Сейчас все больше производителей уходят к «гидротолкателям». С типами немного понятно, теперь подробнее как они работают.

Принцип работы гидрокомпенсатора

Для начала я хочу разобрать составляющие гидротолкателя:

1. Кулачек распредвала (1)
2. Проточка в теле гидрокомпенсатора (2)
3. Втулка плунжера (3)
4. Плунжер (4)
5. Пружина клапана плунжера (5)
6. Пружина ГРМ (6)
7. Зазор между гидрокомпенсатором и кулачком распределительного вала (7)
8. Шарик (клапан) (8)
9. Масляный канал в теле гидрокомпенсатора (9)
10. Масленный канал в головке блока цилиндров (10)
11. Пружина плунжера (11)
12. Клапан ГРМ (12)

Гидрокомпенсатор это как бы промежуточное звено между клапаном и распределительным валом газораспределительного механизма. Когда кулачек вала (1) не давит на гидравлический компенсатор то клапан (12) находится в закрытом состоянии, по воздействием пружины (6).

Пружина плунжера (11) давит на плунжерную пару (3 и 4) за счет этого корпус гидрокомпенсатора перемещается к валу, пока не упрется в него, тем самым деля зазор минимальным.

Давление внутри плунжера производится при помощи давления масла, от двигателя оно движется по каналу (10) и затем в канал самого компенсатора (9). Далее через канавку (2) заходит внутрь, где отгибает клапан (8) и проходит создавая давление.

Затем кулачок распределительного вала идет вниз, создавая давление на гидравлический компенсатор. Масло которое зашло внутрь плужерной пары создает давление на клапан (8) фактически запаковывая его. Как мы с вами знаем, масло практически не сжимается, поэтому после запирания компенсатор выступает как жесткий элемент, который давит на клапан ГРМ, открывая его.

Стоит отметить что это высокоэффективное устройство, масло из плунжерной пары немного выдавливается прежде чем шарикообразный клапан (8) его запрет внутри. Таким образом, может образоваться небольшой зазор, который уберется при следующей накачки масла через каналы (9 и 10) и гидрокомпенсатор станет опять жестким.

Таким образом, не смотря на температуру двигателя, тепловое расширение, всегда будет устанавливаться максимально возможный зазор. Этот механизм не нужно регулировать весь срок службы, даже не смотря на выработку, ведь он всегда эффективно «поджат» к распределительному валу.

Плюсы и минусы гидравлического компенсатора

Положительных сторон у такого механизма много:

• Он полностью не обслуживаемый, работает автоматически
• Увеличенный ресурс системы ГРМ
• Максимальный прижим, что дает хорошую тягу
• Минимальный расход топлива
• Двигатель работает всегда тихо

Что же не смотря на всю передовую конструкцию, есть и достаточно большое количество минусов.

• Так как вся работа строится на давлении масла, нужно заливать только качественные смазки. Желательна синтетика
• Нужно чаще менять масло
• Конструкция более сложная
• Дорогостоящий ремонт
• Со временем могут забиваться, что ухудшает работу двигателя (расход и тяга), а также ГРМ начинает шуметь

Самые большие минусы, это то что конструкция дорогая и сложная, и ОЧЕНЬ сильно требовательна к качеству масла. Если лить «не пойми что» очень быстро выйдут из строя и потребуют замены. Например, обычные механические толкатели, намного проще и менее требовательны к качеству смазки.

Почему гидрокомпенсаторы стучат

Для начала хочется отметить если компенсаторы стучат, это говорит о не правильной их работе, скорее всего они вышли из строя, либо что-то не так со смазкой двигателя.

Собственно основная причина кроется в качестве и уровне масла, хотя есть куча механических неисправностей.

• Недостаточно масла. Такое тоже бывает, оно не эффективно закачивается в каналы и поэтому не закачивается внутрь плунжерной пары, то есть не создается нужного давления внутри

• Забиты каналы в головке блока или самом гидрокомпенсаторе. Происходит это из-за несвоевременной замены масла, оно пригорает и на стенках образуются нагары, которые закупоривают каналы, масло не может эффективно проходить в компенсатор.

• Вышла из строя плунжерная пара, зачастую ее просто клинит
• Вышел из строя шариковый клапан плунжера
• Нагар на корпусе плунжера снаружи. Он физически не дает ему подниматься и компенсировать зазоры

Конечно бывает стучат из-за того что в системе есть нагар, тогда нужно просто их снять и промыть, работоспособность может восстановится. НО при больших пробегах, они разбиваются (проявляется выработка), требуют замены.

Я еще раз хочу повторить — нужно понимать, что работа гидрокомпенсатора зависит от качества масла и его своевременной замены. Нужно лить только качественную синтетику и мой вам совет – меняйте смазку немного чаще положенного срока, например положено через 15 000 км, меняйте через 10 – 12 000 км. Прослужат дольше.

Сейчас небольшое подробное видео, смотрим.

НА этом заканчиваю, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

(45 , 4,60 из 5)

Толкатель клапана: надежная связь распредвала и клапанов

В большинстве двигателей внутреннего сгорания газораспределительный механизм содержит детали, обеспечивающие передачу усилия от распределительного вала на клапаны — толкатели. Все о толкателях клапанов, их типах, конструкции и особенностях работы, а также об их выборе и замене читайте в этой статье.

Что такое толкатель клапана?

Толкатель клапана — деталь газораспределительного механизма поршневого двигателя внутреннего сгорания; следящее устройство ГРМ, осуществляющее передачу осевого усилия от распределительного вала на клапан непосредственно или через вспомогательные элементы (штангу, коромысло).

Газораспределительный механизм любого ДВС в общем случае основан на трех основных деталях: распределительном вале, который вращается синхронно (но с вдвое меньшей угловой скоростью) с коленчатым валом, клапанах и их привода. Привод клапанного механизма следит за положением распределительного вала и обеспечивает передачу усилия от него на клапаны. В качестве привода могут использоваться различные детали: штанги, коромысла со штангами и без них, и другие. В большинстве ГРМ применяются и дополнительные детали — толкатели.

Толкатели ГРМ выполняют ряд функций:

• Выступают в роли связующего звена между кулачком распредвала и другими деталями привода клапанов;
• Обеспечивают надежную передачу усилий от кулачка распредвала на каждый из клапанов;
• Равномерно распределяют нагрузки, возникающие при вращении распредвала и работе ГРМ;
• Повышают срок службы деталей ГРМ и облегчают его обслуживание;
• Толкатели определенных типов — обеспечивают необходимые температурные зазоры между деталями ГРМ и/или облегчают процесс их регулировки.

Толкатель клапана — важная деталь ГРМ, при неисправности которой работа двигателя значительно ухудшается. При поломке толкатель должен быть заменен, а, чтобы сделать верный выбор новой детали, необходимо разобраться в существующих типах и конструкциях толкателей.

Типы и конструкция толкателей клапанов

Различные типы толкателей клапанов

По конструкции и принципу работы толкатели делятся на несколько типов:

• Тарельчатые;
• Цилиндрические (поршневые);
• Роликовые;
• Гидравлические.

Каждый из толкателей имеет свои конструктивные особенности и сферы применения.

Тарельчатые толкатели клапанов

В общем случае такой толкатель состоит из стержня и тарельчатого основания, которым он опирается на кулачок распредвала. В торце стержня предусмотрена резьба для установки регулировочного болта с контргайкой, посредством которого осуществляется регулировка тепловых зазоров. Опорная часть толкателя подвергается термической обработке (цементации) с целью повышения ее износостойкости.

По форме опорной части (тарелки) данные толкатели делятся на две группы:

• С плоской опорной частью;
• Со сферической опорной частью.

Толкатели первого типа работают в паре с распределительным валом, имеющим кулачки с цилиндрической рабочей поверхностью. Толкатели второго типа применяются с распредвалами, имеющими конусные кулачки (со скошенной рабочей поверхностью) — вследствие такой конструкции толкатель во время работы двигателя вращается, что обеспечивает его равномерный износ.

Тарельчатые толкатели сейчас практически не используются, они устанавливались на двигатели с нижним или боковым расположением клапанов в паре со штангами или без них.

Цилиндрические (поршневые) толкатели клапанов

Толкатели данного типа бывают трех основных видов:

• Цилиндрические пустотелые;
• Стаканы под штангу;
• Стаканы под клапан.

В первом случае толкатель выполнен в виде закрытого цилиндра, который для облегчения конструкции имеет внутри полости и окна. На одном его торце предусмотрена резьба под регулировочный болт с контргайкой. Такие толкатели сегодня используются редко, так как они относительно массивны и увеличивают габариты всего ГРМ.

Во втором случае толкатель выполнен в виде стакана малого диаметра, внутри которого выполнено углубление (пята) под установку штанги толкателя. В стенках детали могут выполняться окошки для ее облегчения и нормальной смазки. Толкатели данного типа все еще встречаются на старых силовых агрегатах с нижним расположением распредвала.

В третьем случае толкатель выполнен в виде стакана большого диаметра, внутри которого выполнена контактная точка под упор в торец стержня клапана. Обычно толкатель тонкостенный, его днище и контактная точка термически обработаны (закалены или подвергнуты цементации). Такие детали получили самое широкое распространение, они устанавливаются в двигателях с верхним расположением распредвала и непосредственным приводом клапанов.

Разновидностью цилиндрического толкателя под клапан является толкатель с регулировочной шайбой, устанавливаемой в днище (в нее упирается кулачок распредвала). Шайба может иметь различную толщину, ее заменой осуществляется регулировка тепловых зазоров.

Роликовые толкатели клапанов

Толкатели данного типа бывают двух основных видов:

В первом случае толкатель выполнен в виде цилиндрического стержня, в нижней части которого через игольчатый подшипник установлен стальной ролик, а в верхнем торце предусмотрено углубление (пята) под штангу. Во втором случае деталь выполнена в виде рычага с одной опорой, на плече которого установлен ролик и находится углубление под штангу.

Устройства данного типа наиболее широко применяются в моторах с нижним расположением распределительного вала, на новых силовых агрегатах они практически не встречаются.

Гидравлические толкатели клапанов

Конструкция гидравлического толкателя (гидрокомпенсатора)

Гидравлические толкатели (гидрокомпенсаторы) — наиболее современное решение, которое используется на очень многих двигателях. Толкатели данного типа имеют встроенный гидравлический механизм регулировки тепловых зазоров, который в автоматическом режиме выбирает зазоры и обеспечивает нормальную работу мотора.

Основу конструкции толкателя составляет корпус (который одновременно выполняет функции плунжера), выполненный в виде широкого стакана. Внутри корпуса располагается подвижный цилиндр с обратным клапаном, который делит цилиндр на две полости. На наружной поверхности корпуса гидрокомпенсатора выполнена круговая канавка с отверстиями для подачи к цилиндру масла от системы смазки двигателя. Толкатель устанавливается на торец стержня клапана, при этом канавка на его корпусе совмещается с масляным каналом в головке блока.

Работает гидравлический толкатель следующим образом. В момент, когда кулачок распредвала набегает на толкатель, цилиндр испытывает давление со стороны клапана и сдвигается вверх, обратный клапан закрывается и запирает расположенное внутри цилиндра масло — вся конструкция движется, как единое целое, обеспечивая открывание клапана. В момент максимального нажима на толкатель часть масла может просочиться в зазоры между цилиндром и корпусом толкателя, что приводит к изменению рабочих зазоров.

При сбегании кулачка с толкателя клапан поднимается и закрывается, в этот момент корпус толкателя оказывается напротив масляного канала в ГБЦ, а давление в цилиндре падает практически до нуля. Вследствие этого масло, поступающего из головки, преодолевает усилие пружины обратного клапана и открывает его, поступая в цилиндр (точнее — в находящуюся внутри него нагнетательную камеру). За счет созданного давления корпус толкателя поднимается (так как цилиндр упирается в стержень клапана) и упирается в кулачок распредвала — так происходит выбор зазора. В дальнейшем процесс повторяется.

В процессе работы двигателя поверхность толкателей, кулачков распредвала и торцов стержней клапанов изнашиваются и деформируются, также вследствие нагрева несколько изменяются габариты других деталей распределительного механизма, что приводит к неконтролируемому изменению зазоров. Гидравлические толкатели компенсируют эти изменения, всегда обеспечивая отсутствие зазоров и нормальное функционирование всего механизма.

Вопросы выбора и замены толкателей клапанов

Любые толкатели, несмотря на термическую обработку их рабочих поверхностей, со временем изнашиваются или приходят в неисправность, нарушая работу двигателя. Проблемы с толкателями проявляются ухудшением работы двигателя, в том числе и некоторым изменением фаз газораспределения. Внешне эти неисправности проявляются характерным шумом мотора, который легко распознается опытными мастерами.

Однако в случае двигателей с гидрокомпенсаторами шум сразу после запуска не является проблемой. Дело в том, что после простоя двигателя масло уходит из толкателей и каналов головки, и первые несколько секунд не обеспечивается выбор зазоров — это и проявляется стуком. Через несколько секунд работа системы налаживается и шум пропадает.

Если же шум наблюдается более 10-12 секунд, тогда следует обратить внимание на состояние толкателей.

Неисправные толкатели должны меняться на новые тех же типов и каталожных номеров. Замену следует выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту и ТО автомобиля, эта работа связана с частичной разборкой ГБЦ и требует применения специального инструмента (для рассухаривания клапанов и другого), поэтому ее лучше доверять специалистам. После замены толкателей периодически необходимо выполнять регулировку зазоров, если же используются гидрокомпнесаторы, то в обслуживании нет необходимости.

Еще в этом разделе

Что такое клапан двигателя

Это деталь двигателя и одновременно крайнее звено газораспределительного механизма. Клапанная группа включает в себя: пружину, направляющую втулку, седло, механизм крепления пружины. Все эти детали работают в тяжёлых механических и тепловых условиях, испытывая колоссальные нагрузки.

Сопряжение седло-клапан, подвергается наибольшему воздействию высоких температур и ударных нагрузок. Кроме того, детали постоянно испытывают недостаток в смазке по причине высоких скоростей работы. Это вызывает их интенсивный износ.

Требования, предъявляемые к группе:

• Герметичность работы клапана в сопряжении с седлом;
• Высокий коэффициент обтекаемости, при входе и выходе рабочей смеси из камеры сгорания;
• Небольшой вес деталей группы;
• Детали должны быть высокопрочными и одновременно жёсткими;
• Стойкость к высоким температурам;
• Эффективная теплоотдача клапанов;
• Высокое сопротивление механическим и ударным нагрузкам;
• Противодействие коррозии.

Назначение и особенности устройства

Назначение клапана, открывать и закрывать отверстия в головке блока цилиндров для выпуска отработанных газов либо впуска новой рабочей смеси. К основным элементам детали относятся головка и стержень. Переход от стержня к головке служит для плавного отвода газов, чем он плавней, тем лучше будет наполнение, либо очистка камеры сгорания.

Отработанные газы, выходя из камеры сгорания, создают сильное избыточное давление, а чем меньше площадь тарелки клапана, тем меньшие нагрузки он испытывает, вот почему выпускной клапан двигателя делается меньшего диаметра, а требования к нему выше. Так, при работе, головка выпускного клапана нагревается до 800-900.°С на бензиновых двигателях и до 500-700°С на дизельных моторах, впускной, нагревается до 300°С.

Именно по этим причинам при изготовлении выпускных клапанов нужны сплавы и материалы, обладающие повышенной жаропрочностью и содержащие большое количество легирующих присадок. Клапана делают из 2-х частей: головку из жаростойкого материала, стержень из углеродистой стали. Для изготовления клапана ДВС эти заготовки сваривают и шлифуют.

Выпускные клапана, в месте контакта с цилиндром, покрывают твёрдым сплавом. Толщина сплава порядка 1,5-2,5 мм. Такое покрытие позволяет избежать коррозии.

По причине меньших нагрузок при изготовлении впускных клапанов используют хромистые или хромоникелевые стали со средним содержанием углерода. При вводе рабочей жидкости в камеру сгорания, топливо отводит часть температуры от клапана и его составляющих, из-за чего температурные перепады у него ниже.

На эффективность работы клапана большое влияние оказывает его форма. Чем более она обтекаемая, тем выше скорость входящего или выходящего заряда смеси. Чаще всего головку клапана делают плоской, для облегчения изготовления детали, удешевления её производства и сохранения жёсткости.

Однако, в двигателях, испытывающих повышенные нагрузки, например, форсированных, в связи со спецификой самого двигателя применяют впускные клапана с вогнутыми головками. Такое устройство уменьшает массу детали и инерционную силу, возникающую при работе.

Стыковка клапана с седлом осуществляется по тонкому ободку на поверхности головки цилиндров — фаске. Стандартный угол наклона фаски впускных клапанов составляет 45°, у выпускных 45° или 30°. При изготовлении головок цилиндра фаски шлифуют, а затем, при установке клапана, каждый притирают к седлу. Ширина ободка должна быть не менее 0,8мм.

Ободок не должен прерываться по всему периметру окружности тарелки клапана. Сочленение между клапаном и седлом нужно уплотнить наверняка, вот зачем угол фаски клапана, по наружной стороне фаски, делают меньше угла седла на 0,5-1°.

В некоторых двигателях, для большей сохранности изделия, применяют устройство принудительного вращения клапана. В процессе работы на фасках откладывается нагар, нарушается уплотнение, появляются механические повреждения, это резко снижает эффективность работы мотора. Проворачиваясь, клапан ДВС распределяет нагрузку равномерно по всей поверхности фаски и принудительно очищает ее.

После фаски головки, у клапана имеется специальный поясок, в виде цилиндра. Эта конструктивная особенность позволяет уберечь его от перегрева и обгорания, а так же делает головку более жёсткой. Кроме того, при притирке, диаметр клапана остаётся прежним.

Пружинное стопорное кольцо предотвращает падение клапана в камеру сгорания двигателя, в случае, если элементы крепления хвостовика поломаются.

При соприкосновении с кулачком распределительного вала, или коромыслом, торцы клапана подвергаются большим нагрузкам. Поэтому для предания им жёсткости и износостойкости, их закаливают, или надевают на них специальные колпачки из высокопрочных сплавов.

Впускные клапана снабжают специальными резиновыми маслосъёмными колпачками, для предотвращения попадания через зазор масла в камеру сгорания в период такта впуска.

Выпускные клапана, работая в экстремальных температурных режимах, могут заклинить в отверстии направляющей втулки. Что бы этого не произошло, их стержни делают меньшего диаметра вблизи головки, по сравнению с поверхностью на остальной длине.

Сухарики, удерживающие клапанные пружины, держатся за сам клапан при помощи крепления, обеспеченного выточками.

Диаметр стержня выпускных клапанов больше диаметра стержня впускных, головка клапана — меньше. Такой конструктивный приём позволяет отвести от клапана больше тепла и понизить его температуру. Однако этот приём увеличивает сопротивление потока газов, делая очистку камеры сгорания менее эффективной. При расчётах, этот параметр сложно узнать, поэтому им пренебрегают, считая давление при выпуске большим, чем давление при впуске, что компенсирует недостаток с лихвой.

Для увеличения эффекта охлаждения выпускного клапана внутри его делают пустотелым. Пустое пространство заполняют металлом с низкой температурой плавления, обычно жидким натрием. Нагреваясь от головки клапана, пары жидкого натрия поднимаются в верхнюю, боле холодную часть, забирая большую часть тепла с собой. Там они соприкасаются с менее нагретой частью стержня и отдают тепло ей.

Пружины клапана

Пружина работает в условиях больших нагрузок. Основная её задача заключается в создании надёжной и плотной стыковки клапана и седла. Испытывая нагрузки, пружина может сломаться, зачастую это происходит по причине вхождения её в резонанс. С целью предотвращения этого явления, витки пружины делают с переменным шагом.

Так же можно изготовить коническую или двойную пружину. Двойные пружины обладают дополнительным плюсом, так как наличие двух деталей повышает надёжность механизма и уменьшает общий размер пружин.

Дабы исключить возможность резонанса в двойной пружине, направление витков внутренней и внешней пружин делают разными. Так же это позволяет удержать обломки детали, в случае поломки пружины, осколки задержатся между витками.

Пружины для клапанов изготавливают из проволоки, материал которой — сталь. После придания формы, изделие закаляют и подвергают отпуску. Для повышения прочности, обдувают воздухом с добавлением абразивного материала.

Что бы избежать коррозии, пружины обрабатывают оксидом цинка или кадмия. Концы пружин шлифуют и придают им плоскую форму. Это делается для более эффективной фиксации торцов пружин со специальными неподвижными тарелками в блоке цилиндров. Тарелки изготавливают из стали с низким содержанием углерода, верхнюю тарелку фиксируют на клапане при помощи сухарика.

Втулки клапанов и их направляющие

Отвод тепла от стержня клапана и его перемещение в возвратно поступательной плоскости обеспечивают направляющие втулки. В процессе работы сами втулки подвергаются воздействию высоких температур, омываясь горячими отработанными газами. При возвратно поступательном движении клапана между ним и поверхностью втулки возникает трение. Если смазки поступает не достаточно, то трение идёт практически на сухую.

Именно по этой причине к материалу втулок применяют ряд требований, таких, как: стойкость к износу, высоким температурам, трению. Некоторые составы чугуна, алюминиевая бронза, керамика обладают всеми свойствами, необходимыми для создания детали, удовлетворяющей таким требованиям.

Для впускных клапанов, в связи с разницей в температуре нагрева, зазоры между направляющей втулкой и стержнем делаются меньше. Нижнюю часть втулки делают под конус для предотвращения заклинивания клапана.

Выточки под клапана (седла)

Долговечность и правильная работа двигателя внутреннего сгорания напрямую зависят от качества изготовления выточки под клапана. При неправильной стыковке клапана и седла не будет обеспечиваться должная герметичность камеры сгорания, и скорый выход мотора из строя неизбежен. Седла изготавливают непосредственно в головке цилиндра, в данном случае речь идёт о чугунных головках. Либо делают их вставными, из стали, например, в алюминиевых головках.

Вставные седла удерживаются в головке путём запрессовки, или развальцовки.

Количество клапанов в двигателе

Когда речь заходит о клапанах, многие задаются вопросом: «сколько клапанов в двигателе должно быть?» Однозначного ответа нет, определить чёткое количество можно только изучив конструктивные особенности мотора. Учитывая, что в четырёхтактной силовой установке клапан осуществляет такты впуска и выпуска, значит минимальное количество на один цилиндр — два, один впускной и один выпускной.

Современные силовые установки наиболее часто используют конструкцию с четырьмя клапанами (двух впускных и двух выпускных) на каждый цилиндр. При открытии клапана в образовавшееся отверстие происходит заброс топливной смеси, или выход отработанных газов. Чем больше отверстие, тем эффективней будет наполнение или очистка. Соответственно коэффициент полезного действия мотора так же увеличится.

Увеличить отверстие за счёт увеличения тарелки клапана нельзя, поскольку её размер ограничен размером камеры сгорания. Поэтому для улучшения качества смесеобразования устанавливают большее количество клапанов на один цилиндр.

Встречаются схемы, в которых применяются два, три, и даже пять клапанов на цилиндр. Учитывая, что процесс наполнения более важен для работы двигателя, количество впускных клапанов в нечётных схемах всегда больше.

Регулировка клапанов

Процесс регулировка клапанов в двигателях внутреннего сгорания довольно сложен и кропотлив. Он требует внимания, аккуратности и специального инструмента. А в некоторых двигателях он и вовсе не требуется. В этой статье мы расскажем:

Также мы дадим некоторые рекомендации по данной процедуре.

Клапаны двигателя внутреннего сгорания являются важной частью механизма газораспределения. От их правильной работы зависит правильность работы ДВС. Половина клапанов в двигателе отвечает за впрыск топливной смеси, вторая половина – за удаление продуктов сгорания.

В закрытом состоянии они прижаты к сёдлам, в открытом – возвышаются над ними, образуя воздушный промежуток с определённой величиной просвета. Слишком маленькая величина просвета приводит к оседанию продуктов сгорания на клапанах – они как-бы «прогорают», причём убрать этот нагар проблематично.

Слишком большой просвет вызывает механические поломки клапанов – именно поэтому они и начинают стучать.

Периодичность регулировки клапанов

Отрегулировать клапаны самостоятельно или в сервисе – не проблема. Периодичность – каждые 25-30 тыс. км. пробега. Но для начала необходимо определиться, нужна ли данная процедура конкретному двигателю. Всё дело в том, что многие современные двигатели внутреннего сгорания оснащаются гидрокомпенсаторами.

Они автоматически поддерживают оптимальную величину просвета, поэтому в данном случае регулировка клапанов не требуется. Следует отметить, что они тоже нуждаются в обслуживании, но только при появлении отчётливых стуков.

Чтобы выяснить, нужна ли регулировка клапанов двигателю вашего автомобиля, уточните, есть ли в нём гидрокомпенсаторы.

Регулировка клапанов на автомобилях ВАЗ, Рено Логан и других марок производится с помощью специального измерительного инструмента – регулировочных щупов. Их стоимость, в зависимости от магазина, составляет от 80 до 500 рублей. Купить их можно в любом магазине автозапчастей или заказать в интернет-магазине с доставкой. Именно такими щупами пользуются специалисты в сервисах. Давайте посмотрим, как производится регулировка клапанов: