Що таке регулювання клапанів? Для чого вони потрібні, і для чого їх регулювати взагалі? І що буде, якщо їх не регулювати зовсім?
Думаю Ви не раз стикалися з такими запитаннями, а також ставали свідками сцени, коли досвідчений автомобіліст відкриваючи капот свого чи чужого автомобіля, деякий час вслухався в звук працюючого двигуна, а потім впевнено вимовляв: потрібно регулювати клапани! Але для вас ці слова були незрозумілими, так само як звук двигуна в який вслухався автомобіліст. Отож, давайте спробуємо розібратися в цьому, і що це все означає.
Що таке клапани і для чого потрібно їх регулювати?
Робота звичайного поршневого двигуна передбачає подачу в циліндри паливо-повітряної суміші і відведення з них відпрацьованих газів. Обидві функції виконують клапани, а саме – впускні і випускні, поперемінно відкриваючись в потрібний час для наповнення і спорожнення циліндра. Управляє їх роботою розподільний вал, який має спеціальні кулачки, які впливають на верхню частину клапана, відкриваючи його в циліндр. Конструкцій приводного механізму існує кілька: розподільний вал може впливати на клапани майже безпосередньо, натискаючи кулачком на штовхачі, або, наприклад, через спеціальні коромисла, штовхаючи один їх кінець, в той час як інший тисне на клапан. Але в будь-якому з випадків в конструкції є інформація, що цікавить нас найбільше: тепловий зазор між кулачком розпредвала і деталлю клапанного механізму, яка відкриває клапан. Адже робоча температура деталей двигуна, особливо клапанного механізму і власне клапанів, дуже висока, а при нагріванні метал має властивість розширюватися, що призводить, зокрема, до подовження клапана. Саме для компенсації цього розширення потрібен тепловий зазор, а регулювання цього зазору і називається регулюванням клапанів.
Так, з логічної точки зору формулювання регулювання клапанів не зовсім вірне. Клапан при нормальних умовах, коли на нього не тисне кулачок розподільного валу, закритий: тарілка клапана щільно притиснута пружиною до сідла в головці блоку циліндрів, а належна герметичність забезпечується фасками на обох елементах. Відповідно, ніяке регулювання клапану тут не потрібне, а ось тепловий зазор повинен бути правильним. Тобто, більш правильніше говорити не регулювання клапанів, а регулювання теплового зазору приводу клапанів.
В процесі роботи двигуна клапани розширюються, їх стрижні подовжуються, відповідно, змінюються розміри зазорів, які повинні бути між їх торцями і кулачками. В процесі експлуатації ДВЗ розміри цих відхилень наростають, і саме тоді, коли вони починають перевищувати гранично допустимі значення, слід проводити регулювання теплового зазору клапанів. Тобто, при досягненні робочої температури клапан фактично перестане повноцінно виконувати одну зі своїх функцій: щільно закриватися для герметизації камери згоряння і її ізоляції від впускного або випускного тракту.
Другий варіант – збільшення теплового зазору: наприклад, через зношування поверхонь кулачків розпредвалу і елементів приводу клапанів. У цьому випадку навіть після досягнення двигуном робочої температури між розпредвалом і клапанним механізмом буде залишатися зазор, а доторкатися вони будуть ударно і тільки в момент впливу кулачка. Це вже згубно впливає на ресурс клапанного механізму, але є й інші наслідки: клапан буде відкриватися трохи пізніше і неповністю, а значить, погіршиться наповнюваність циліндра паливо-повітряної сумішшю.
Що буде, якщо не регулювати клапани?
Якщо не регулювати клапани своєчасно, це призведе до зміни теплового зазору. При цьому і збільшення, і зменшення теплового зазору, як ми вже зрозуміли, негативно впливає на ресурс і роботу двигуна. Зменшення зазору означає неповне закриття клапанів, яке призводить до ряду наслідків. Негерметичність камери згоряння через відкритий клапан призводить до падіння компресії і прориву розпечених газів у впускний або випускний тракт.
Крім того, варто відзначити, що значно збільшується теплове навантаження на клапани. Адже щільний контакт закритого клапана з сідлом це одне з важливих умов його охолодження, а якщо клапан нещільно прилягає до сідла, охолодження відчутно погіршується. Особливо це стосується випускних клапанів: впускні додатково охолоджуються паливо-повітряної сумішшю, яка надходить в циліндри, а ось випускні забезпечують вихід відпрацьованих газів вкрай високої температури, і для них охолодження в зоні контакту з сідлом має критичну важливість. В крайньому випадку погане охолодження клапана через малий тепловий зазор може привести до його перегріву і руйнування або так званому прогару. Крім того, прорив палаючої паливо-повітряної суміші в випускний тракт підвищує навантаження на каталізатор, а при його руйнуванні абразивний пил може пошкодити і циліндри.
Наслідки збільшення теплового зазору дещо інші. Як було сказано вище, воно призводить до ударної дії розподільного валу на клапанний механізм, що негативно позначається на його ресурсі, а також до несвоєчасного та неповного відкриття клапана. Погіршення наповнення циліндра паливо-повітряної сумішшю при цьому означає порушення фаз газорозподілу і зниження віддачі двигуна, тобто, потужність двигуна падає.
Яким повинен бути тепловий зазор?
В цілому величина теплового зазору, зрозуміло, дуже невелика, це десяті частки міліметра – приблизно 0,1-0,4 мм. При цьому його зазвичай визначають за допомогою набору щупів з кроком в 0,05 мм і менше, тобто, дотримується точність до сотих. Варто відзначити, що тепловий зазор для впускних і випускних клапанів різниться: як ми вже знаємо, випускні клапани нагріваються сильніше, а отже, сильніше збільшуються в розмірах і вимагають більшого теплового зазору.
Коли потрібно регулювати клапани?
Періодичність регулювання клапанів, якщо воно передбачене конструкцією двигуна, вказується в довіднику по експлуатації автомобіля. В цілому ця процедура виконується не так часто. Зазвичай це кожні 60-100 тис. км. Однак і більш часта перевірка не зашкодить, особливо якщо машина оснащена газобалонним обладнанням, так як газове паливо підвищує теплове навантаження на двигун.
Ну а якщо автомобіль придбаний не новим, і його пробіг вже немаленький, то регулювання теплового зазору точно не буде зайвим. Потрібно лише з’ясувати, чи передбачений він конструкцією.
Неодноразове уточнення про те, що регулювання клапанів повинно бути передбаченим конструкцією мотора, вельми важливо: адже багато двигунів цієї процедури не вимагають. Залежить це від того, чи оснащений двигун гідрокомпенсаторами. Гідрокомпенсатори – це пристрої, призначені для автоматичного регулювання теплового зазору. Вони працюють за рахунок масла, що надходить в них з двигуна і повністю виключають необхідність періодичного ручного регулювання клапанів. Самі вони, звичайно ж, теж не вічні, а про необхідність їх перевірки та заміни говорять все ті ж звуки стукоту двигуна, що не зникають після запуску, а часом навіть після прогріву двигуна. Однак головне, що потрібно знати в контексті цього матеріалу це те, що двигунам, оснащених гідрокомпенсаторами, регулювання клапанів не потрібне.
Висновки
Слід зазначити, що регулювання клапанів двигунів внутрішнього згоряння – процедура досить копітка, вимагає акуратності, не терпить поспіху. Рекомендовано не здійснювати її самостійно, а звернутися на станцію технічного обслуговування і довірити цю роботу професіоналам, які мають відповідний досвід і необхідні навички.
