2. Ремонт газораспределительного механизма. Замена распределительного вала в комплекте с корпусом подшипников на двигателе ваз-2106

Назначение и устройство ГРМ

Газораспределительный механизм (сокращенное наименование – ГРМ) предназначен для обеспечения своевременной подачи в цилиндры двигателя воздуха или топливно-воздушной смеси (в зависимости от типа двигателя) и выпуска из цилиндров отработавших газов. Данные функции реализуются за счет своевременного открытия и закрытия клапанов.

На самых распространенных четырехтактных поршневых двигателях внутреннего сгорания применяются клапанные газораспределительные механизмы, поэтому устройство ГРМ рассмотрено именно на его примере.

Рис.1 Схема ГРМ двигателя ВАЗ-2106

1 – коленчатый вал; 2 – ведущая звёздочка; 3 – цепь; 4 – башмак натяжного устройства; 5 – натяжное устройство; 6 – ведомая звёздочка; 7 – распределительный вал; 8 – рычаг привода клапана; 9 – клапаны; 10 – втулка регулировочного болта; 11 – регулировочный болт; 12 – успокоитель цепи; 13 – звёздочка привода масляного насоса и прерывателя-распределителя

Газораспределительный механизм объединяет клапаны с приводом и распределительный вал с приводом.

Клапаны непосредственно осуществляют подачу в цилиндры воздуха (топливно-воздушной смеси) и выпуск отработавших газов. Клапан состоит из тарелки и стержня. На современных двигателях клапаны располагаются в головке блока цилиндров, а место соприкосновения клапана с ней называется седлом. Различают впускные и выпускные клапаны. Для лучшего наполнения цилиндров диаметр тарелки впускного клапана, как правило, больше, чем выпускного.

Клапан удерживается в закрытом состоянии с помощью пружины, а открывается при нажатии на стержень. Пружина закреплена на стержне с помощью тарелки пружины и сухарей. Клапанные пружины имеют определенную жесткость, обеспечивающую закрытие клапана при работе. Для предупреждения резонансных колебаний на клапанах может устанавливаться две пружины меньшей жесткости, имеющие противоположную навивку.

Клапаны изготавливаются из сплавов металлов. Рабочая кромка тарелки клапана усилена. Стержень впускного клапана, как правило, полнотелый, а выпускного – полый, с натриевым наполнением для лучшего охлаждения.

Большинство современных ДВС имеют по два впускных и два выпускных клапана на каждый цилиндр. Помимо данной схемы ГРМ используется: двухклапанная схема (один впускной, один выпускной), трехклапанная схема (два впускных, один выпускной), пятиклапанная схема (три впускных, два выпускных). Использование большего числа клапанов ограничивается размером камеры сгорания и сложностью привода.

Открытие клапана осуществляется с помощью привода, обеспечивающего передачу усилия от распределительного вала на клапан. В настоящее время применяются две основные схемы привода клапанов: гидравлические толкатели и роликовые рычаги.

Распределительный вал — предназначен для своевременного открытия клапана и подачи топливной смеси, или выпуска отработавшей смеси. Основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), служащего для синхронизации впуска или выпуска и тактов работы двигателя. Распределительный вал обеспечивает функционирование газораспределительного механизма в соответствии с принятым для данного двигателя порядком работы цилиндров и фазами газораспределения. Он представляет собой вал с расположенными кулачками.

В современных автомобильных двигателях, как правило, расположен в верхней части головки блока цилиндров и соединён со шкивом или зубчатой звёздочкой коленчатого вала ремнём или цепью ГРМ соответственно и вращается с вдвое меньшей частотой, чем последний (на 4-тактных двигателях). Распределительный вал вращается в подшипниках скольжения, выполненных в виде опор. Используются как разъемные опоры, так и неразъемные (вал вставляется с торца). В некоторых двигателях в опорах используются тонкостенные вкладыши. От перемещения в продольном направлении распределительный вал удерживается упорным подшипником, который располагается со стороны привода вала. К опорам распределительного вала по индивидуальным каналам и под давлением подается масло из системы смазки.

Составной частью распределительного вала являются его кулачки, количество которых соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Таким образом, каждому клапану соответствует индивидуальный кулачок, который и открывает клапан, набегая на рычаг толкателя клапана.

Распределительный вал приводится в действие от коленчатого вала с помощью привода, который осуществляет его вращение в два раза медленнее коленчатого вала (за один цикл работы двигателя конкретный клапан открывается только один раз). В качестве привода распределительного вала используются ременная, цепная и зубчатая передачи.

Неисправности распределительного вала и способы их устранения

Самыми распространенными поломками данной детали являются поломки кулачков, изгиб распределительного вала, износ его опорных шеек, а также возрастание зазоров подшипников. Обо всех этих неисправностях обычно свидетельствует стук из клапанного механизма, а также снижение давления масла.

Зазор подшипников можно вернуть к норме путем восстановления или перешлифовыванием опорных шеек вала под ближний ремонтный размер. При этом следует увеличить глубину масляных канавок для предотвращения масляного голодания деталей мотора. После завершения шейки необходимо отполировать при помощи пасты ГОИ.

Если кулачки вала износились незначительно, их можно восстановить, обработав наждачной бумагой. При этом необходимо переходить от крупнозернистой бумаги на мелкозернистую. Если в некоторых местах кулачки выкрошились, то рекомендуется той же наждачной бумагой устранить острые кромки металла. Однако это поможет лишь в случае небольшого выкрашивания (до 3 мм длины). В противном случае придется приобретать новый узел в сборе. В случае вертикального износа кулачков, необходима сложная шлифовка на копировально-шлифовальном станке. В случае же значительной вертикальной выработки кулачки ремонтируют путем наплавления. Затем их следует отшлифовать. Отметим, что допустимая выработка кулачков – 0,5 мм. При больших значениях наблюдается снижение мощностных характеристик силового агрегата. Потому в таких случаях вал заменяют новым.

Изношенные шейки распределительного вала также ремонтируют путем наплавления. Хотя существуют и другие способы восстановления – хромирование и осталивание. Но в любом случае отреставрированные детали необходимо отшлифовать.

Как уже говорилось выше, вал также может иметь изгиб. Его допустимая величина – не более 0,1 мм. В противном случае потребуется ремонт детали. Следует также измерить зазор между шейками вала и отверстиями в опорах на головке блока. Измерения производятся при помощи калиброванной проволоки. При этом максимальная его величина может быть 0,2 мм.