1. Дефекты и способы ремонта распределительных валов двс.

Распределительный вал в двигателе играет далеко не последнюю роль. В его работу входит распределение открытие и закрытие клапанов в определенные промежутки времени, чтобы обеспечить четкую и синхронную работу поршневой группы, клапанного механизма и системы зажигания. Постараемся разобраться, как производится ремонт и замена распредвала при обнаружении неисправностей.

Распространенные проблемы распредвала и способы их устранения

1. Мелкие дефекты на шейках опоры в виде царапин и задир.

Возможные причины возникновения:

- Низкий уровень масла или его некачественный состав. Другой причиной может быть слишком малое давление масла.

- Перегрев двигателя может вызвать разжижжение масло. В итоге, оно теряет свои смазывающие свойства, и распределительный вал быстрее изнашивается.

- Естественный износ. Появляется после значительного пробега двигателя.

Все это устраняется либо шлифовкой шеек и установкой новых вкладышей более толстого размера. Все клапана и каналы зачищаются и промываются, масляный насос, и система охлаждения при необходимости тоже ремонтируются.

2. Износ кулачков рабочей части распределительного вала.

Имеет все те же причины, но может быть вызван, также и при неправильном зазоре клапанов, различных дефектах толкателей и не корректной установкой фаз газораспределения.

В обязательном порядке происходит шлифовка и подгонка всех изношенных частей, их регулировка и проверка систем охлаждения и смазки.

3. Прогиб и прочие изменения формы.

Причины прогиба, чаще всего, заключаются в естественном износе распределительного вала и игнорировании любых неисправностей всего механизма. Диагностика выполняется при помощи специального теста и в случае отклонения, составляющего более 0,05 миллиметров, распредвал подлежит только замене. Замене распредвал может подлежать и в случае появлении трещин.

Как видно, все причины, по которым распределительный вал приходит в негодность, зависят от водителя. Масло, охлаждающую жидкость, прокладки и уплотнители, а также все системы работоспособности двигателя.

Износы рабочих поверхностей распределительного вала довольно часто встречаются в эксплуатации и связаны, в основном, с недостаточной смазкой и несвоевременным техническим обслуживанием (большие зазоры в приводе клапанов). Поэтому при ремонте распределительного вала всегда следует выявить и устранить причину ускоренного износа - например, это может быть не только недостаточное давление масла вследствие негерметичности редукционного клапана или износа деталей маслонасоса, но и просто масло низкого качества. У распределительных валов подвержены износу кулачки и опорные шейки. В эксплуатации встречаются валы с износом только шеек, только кулачков, а также и шеек и кулачков одновременно. Наиболее просто ремонтируется вал, у которого изношены только опорные шейки. Ремонт распределительных валов имеет определенные особенности, обусловленные механизмом привода клапанов. Перед началом ремонта следует определить состояние постелей распределительного вала - измерить их износ, овальность, а также решить, требуется пи их ремонт, либо они могут быть оставлены без дополнительной обработки. Это необходимо для определения ремонтного размера опорных шеек вала. Конструкция подавляющего большинства современных автомобильных двигателей не предусматривает каких-либо способов ремонтного уменьшения диаметра подшипников распределительного вала (в отличие, например, от коленчатого вала). Поэтому ремонт опорных шеек часто связан с увеличением их диаметра с помощью наварки (наплавки) металла на шейки. Перед ремонтом, необходимо проверить биение в центрах или на призмах. Проверку следует выполнять в трех плоскостях - по краям вала и в середине. Если с переднего края это сделать нетрудно, т.к. здесь располагается посадочный пояс шкива (звездочки) и, возможно, поверхность, по которой работает сальник, то проверка в других плоскостях может вызвать затруднения из-за большого и неравномерного износа опорных шеек. В таких случаях проверку следует проводить по тыльным сторонам расположенных рядом кулачков. Биения на краях вала устраняются притиркой соответствующих центровых фасок. Оставшееся после этого биение в середине вала требует его правки. Следует отметить существенную разницу в допустимых биениях валов с механической (ручной) регулировкой зазоров в приводе клапанов и с автоматической (гидротолкатепями или гидрокомпенсаторами зазоров). При механической регулировке зазора допустимым биением тыльной стороны кулачка относительно оси вращения вала (опорных шеек) может быть принята величина 25+30% от величины номинального зазора в механизме привода. При среднем зазоре порядка 0,20+0,25 мм это биение может без каких-либо отрицательных последствий достигать 0,05+0,08 мм. Это значит, что зазор при вращении вала непостоянен, но его изменение не будет выходить за пределы регулирования (обычно точность ручной регулировки зазоров составляет 0,05+0,10 мм). Следовательно, у валов, работающих с механизмами ручной регулировки зазоров, требования к биению тыльных сторон кулачков относительно оси вращения достаточно "мягкие", и не составляет большого труда выдержать их при ремонте. Исключения здесь составляют валы, у которых имеются шестерни привода дополнительных агрегатов. Тогда для работоспособности шестерен допустимое максимальное биение в шейке ближайшей к шестерне должно быть уменьшено по крайней мере вдвое, т.е. до 0,03+0,04 мм. Совершенно другая картина имеет место у валов с гидротолкатепями. Практика показывает, что при биении тыльной стороны кулачка свыше 0,015+0,020 мм клапан нередко перестает работать нормально. Гидротолкатель автоматически "находит" на тыльной стороне кулачка точку с минимальным радиусом, в которой клапан закрыт. Во всех остальных точках, имеющих радиус больше на величину биения, гидротолкатель может испытывать усилие со стороны кулачка. При этом обратный клапан гидротолкателя запирается, после чего механизм привода приоткрывает клапан в камере сгорания на величину биения тыльной стороны кулачка. В результате этого те цилиндры, где кулачки распределительного вала имеют биения, не работают на холостом ходу, т.е. при малом давлении и расходе воздуха, когда относительная доля утечек газа через приоткрытый клапан велика. Интересно отметить, что данная неисправность хорошо диагностируется измерением давления в цилиндрах компрессометром в двух положениях дроссельной заслонки - в полностью открытом и закрытом. В первом случае максимальное давление в цилиндре с "зависающим" клапаном обычно мало отличается от остальных (всего на 0,10+0,25 МПа), в то время как во втором случае оно может быть снижено более чем в 2+3 раза. Близкая картина может наблюдаться при большом зазоре в опорных подшипниках распределительного вала (более 0,12+0,15 мм). За счёт этого возможны колебания распределительного вала в подшипниках, вызывающие дополнительное отклонение (биение) тыльной стороны кулачка. В результате двигатель может работать неустойчиво на холостом ходу и низких частотах вращения. Исходя из этого, ремонт вала, работающего с гидротолкатепями, представляет собой более трудную задачу. Если притиркой центровых фасок и правкой не удается добиться биения тыльной стороны кулачков менее 0,01 мм, то в дальнейшем это потребует шлифования тех кулачков, биение которых превышает этот уровень. Когда ремонтный размер шеек определен и вал подготовлен к ремонту, опорные шейки навариваются. Если применяется роликовая наварка ленты, то после нее распределительный вал не получает каких-либо деформаций. Кроме того, данный способ наварки не требует занижения - предварительной шлифовки шеек, даже в том случае, если окончательный размер шеек не увеличивается (например, если шейки имеют много мелких круговых рисок). Если после наварки вал оказался деформированным, и биение тыльных сторон кулачков стало больше допустимого, его необходимо править. При отсутствии правки такой вал потребует после шлифования опорных шеек дополнительно шлифования тех кулачков, биение тыльной стороны которых превышает допустимое. После наварки шеек не деформируются распределительные валы, у которых диаметр шеек существенно больше диаметра "стержня" вала, т.е. когда шейки соизмеримы с размером кулачка. Валы с шейками малого диаметра могут после наварки ленты получить дополнительное биение в несколько сотых долей миллиметра. Кроме того, при ремонте распределительных валов этого типа после задиров и перегрева опорных шеек следует иметь в виду, что существует опасность их поломки в дальнейшей эксплуатации. Деформированный при наварке опорных шеек вал необходимо термообработать (состарить) независимо от того, правился он или нет. Так же, как и коленчатые, распределительные валы могут деформироваться со временем при нормальной температуре или достаточно быстро при рабочей. Термообработка (старение) проводится при температуре 180+200°С в течение четырех часов, причем распределительный вал желательно подвешивать вертикально. Наилучшие результаты дает старение, если оно выполняется после предварительного шлифования опорных шеек с припуском порядка 0,08+0,10 мм на окончательное шлифование. Это связано с тем, что значительная часть дефектного поверхностного слоя, вызывающего реформацию, снимается шлифованием. Если старение проводить сразу после наварки, не исключено, что через несколько дней после шлифования у опорных шеек появится биение в несколько сотых долей миллиметра. В практике ремонта известны случаи, когда из-за ослабления или недостаточной затяжки звездочки (шкива, шестерни) привода распределительного вала разбивается посадочная поверхность на валу. Технология ремонта таких повреждений включает наварку и шлифовку и практически не отличается от технологии ремонта посадочных поверхностей коленчатого вала. Особую сложность представляет ремонт распределительного вала с наплавкой (наваркой) кулачков. Независимо от количества наплавляемых кулачков и способа наплавки вал в той или иной степени деформируется. Поэтому основная задача ремонта таких валов - обеспечить после ремонта минимально допустимые биения как опорных шеек, так и тыльных поверхностей всех кулачков. Эта задача нередко настолько сложна по трудоемкости, особенно для валов, работающих с гидротолкатепями, что если есть возможность замены вала на новый, то это лучше сделать безо всякого сомнения. Таким образом, восстановление распределительных валов с наплавкой кулачков рекомендуется только для случаев, когда найти новый вал не представляется возможным. Практика показывает, что при наплавке нескольких кулачков редко удается поправить вал так, чтобы взаимные биения опорных шеек и тыльных поверхностей всех кулачков остались меньше максимально допустимых. Поэтому скорее всего потребуется, с одной стороны, шлифование даже тех кулачков, которые не наплавлялись, а с другой - восстановление опорных шеек в прежний размер, но при отсутствии взаимного биения, т.е. с помощью их наварки и шлифовки. Аналогичная общая схема ремонта может быть применена, если после восстановления кулачков и/или шеек вал не правится или если одновременно с кулачками требуют восстановления опорные шейки. Наплавка кулачков вала выполняется на практике различными способами, наилучшими из которых являются те, которые не вызывают сильного разогрева вала. Среди этих способов следует отметить такие, где вал частично погружен в охлаждающую жидкость (обычно это вода). При этом изношенная вершина кулачка может быть наплавлена стеллитовой или высокоуглеродистой стальной проволокой с помощью аргонно-дуговой сварки. Находят также применение специальные легированные стали (например, 30Х5В2Г2СМ). Быстрое охлаждение вала после сварки вызывает закалку наплавленного стального слоя до твердости HRC3 > 55.