кАК "ЗАГИБАЮТСЯ"шоимиш ламиКЛАПАНЫО том, что это порой случается, знают все. Что-то происходит в двигателе - клапан почему-то "встречается" с поршнем. Дело заканчивается серьезным, дорогим ремонтом. О причинах печальных событий рассказывает инженер Виктор СЛЕСАРЕВ. точек, называют фазами га ­ зораспределения. Фазы газораспределения обычно изображают в виде круговых диаграмм (рис. 1). Как видим, моменты откры ­ т ия - з акрытия клапанов не совпадают с верхней и нижней мертвыми точками. Впускной, например, о ткрыва ­ ется несколько раньше при ­ хода поршня в ВМТ (на угол А), а закрывается значи ­ тельно позже, чем поршень пройдет НМТ (на угол Г). Как мы уже не раз говорили (на-Фазы газораспределенияВсе вы знаете, что двигатели большинства автомобилей четы ­ рехтактные: впуск — сжатие - р а ­ бочий ход - выпуск. Но с моментами приходапоршнявмертвые точки - верхнюю (ВМТ) и нижнюю (НМТ) такты не совпадают. Открытие и закрытие каждого клапана однозначно привязано кпо ­ ложению коленчатого вала через ме ­ ханизм газораспределения: распределительный (кулачковый) вал вращается в два раза медленней коленчатого. На "Жигулях", например, в е ­ дущая звездочка на коленчатом вале имеет 19 зубьев, а ведомые - на приводе масляного насоса и на распределительном - по 38 зубьев. З вез ­ дочки связаны цепью (114 звеньев на двигателях с ходом поршня 66 мм ига с га.42°а12° 10°37,9°Сдвиг фаз при ошибке на два зуба1XI 2^~Т^ tf7^"\ \2*ш/3/з/ / /о. о с1-Уо нмт7 /°х180 ВМТ 270 360 450 НМТ Угол поворота коленчатого вала. град.Г5*Рис. 3, а, б. Диаграмма перемещений поршня и клапанов (ВАЗ-2101): 1 -закон движения поршня; 2,2* - законы движения выпускного клапана; 3 - закон движения впускного клапана; 4,4* и 5,5* - поведение выпускного и впускного клапанов при чрезмерном числе оборотов.Рис. 1. Фазы газораспределения (круговая диаграмма). Двигатель ВАЗ-2101. А - предварение открытия впускного клапана; В - выпускного; Б - запаздывание закрытия выпускного клапана; Г-впускного.116 звеньев на более длинноходных - 80 мм). Шаг цепи - 9,525 мм. Характер движения клапана и величина его подъема (хода) з а ­ даются профилем кулачка на распределительном вале. На двигателях "Жигулей" ход клапана в нормальных условиях равен 9,728 мм. Вышеприведенные величины нам понадобятся в дальнейших рассуждениях. Периоды открытого и закрытого состояния клапанов, выраженные в градусах поворота коленчатого вала относительно мертвых 10 (воими<2лами 3/96Рис. 2. Положения меток при изношенной цепной передаче: 1 - цепь; 2 - корпус распредвала; 3,4 - звездочки с 38 зубьями; 5 - звездочка коленвала с 19 зубьями; 6 - шкив.пример, ЗР, 1995, № 1), это позволяет улучшить наполнение цилиндра свежей рабочей смесью, используя инерционность заряда, д вижу ­ щегося во впускном тракте. Эти же эффекты учитываются ив работе выпускного клапана, который поэ ­ тому открывается значительно раньше НМТ (на угол В), а закрывается позже ВМТ (на угол Б). Бытует точка зрения, что ширина фаз газораспределения зависит от расчетной быстроходности двигателя: чем выше число оборотов в единицу времени, тем больше углы, при которых обеспечивается максимальное наполнение цилиндра. О т ­ части это верно - по крайней мере, для конкретной конструкции двига ­ теля, но вообще двигатели разных фирм, даже с похожими мощностными характеристиками, могут раз ­ личаться фазами газораспределения, и очень существенно. Самые современные двигатели для улучшения рабочих процессов имеют иногда пять клапанов на ци ­ линдр (три впускных и два выпускных), приводимых двумя распределительными валами, к тому же с устройством изменения фаз в зависимости от режима работы. Все чаще находят применение впускные и выпускные системы, настроенные на определенный диапазон частот вращения ко ленвала и улучшающие на этих режимах основные показатели двигателя. Появляются и системы с изменяющимися - в зависимости от режима работы - частотными характеристиками, подстраивающиеся под те или иные изменения режима. Двигатели относительно недорогих автомобилей, как правило, незахотите "сузить" этим способом фазы и что-то сэкономить! Возможно, двигатель станет несколько лучше "тянуть" на пониженных оборотах, но надолго ли его хватит?Установка фазОна потребуется, если при ре ­ монте вы нарушили взаиморасположение кулачков распредвала и поршней в цилиндрах. Облегчают дело специальные метки на деталях. На "Жигулях" верхними метками служат прилив на корпусе подшипников распредвала и сверление (лунка) на торце его звездочки. Положение коленчатого вала, соответствующее ВМТ в первом и четвертом цилиндрах, определяется совпадением метки (прорези) края шкива с длинной (нижней) меткой-выступом на крышке привода газораспределения. Судя по письмам читателей, при "установке фаз" многие сталкивались с тем, что при совмещенных верхних метках нижние "расходятся" - иногда даже на 10-15 миллиметров: метка на шкиве коленчатого вала уходит вперед по направлению вращения (рис. 2). Совместив метки внизу, вы увидите, что распредвал "отстал" от коленвала. Значит, клапаны и открываются, и закрываются позже положенного. Фазы "поздние". Сами метки на деталях двигателя сделаны с достаточно малыми по ­ грешностями - значит, фазы стали "позже" на 7,6-11,4°. Как правило, такая картина характерна для основательно поработавшего двигателя, к о ­ гда цепь вследствие износа шарнирных соединений заметно удлинилась. Изнашиваются также звездочки. Наконец, изнашиваются и штифт распредвала, и отверстие в звездочке. О каких величинах идет речь? По техническим условиям завода-изготовителя не допускается увеличение длины цепи более чем на 8,25 мм. Рассчитайте среднее удлинение одного звена, умножьте на 60 звеньев часть цепи, объединяющая все три звездочки, - получите 4,34 мм. Это соответствует повороту метки на окружности шкива примерно на 11,4 мм! Износ звездочек не в счет, хотя ио нем нельзя забывать. Увы, многие доводят цепь до го ­ раздо более плачевного состояния ("экономят"!). Видя подобное несовпадение меток, некоторые перебрасывают цепь через звездочку на зуб назад - т е ­ перь вместо "запаздывания" фаз получается "опережение". При "ранних" фазах ухудшаются показатели двигателя на высоких оборотах, так как из-за уменьшения угла Г ослабляется эффект доза рядки цилиндра топливно-воздуш-ной смесью. При "поздних" растут потери и ухудшается наполнение на низких оборотах, так как увеличивается обратный выброс смеси (увеличивается угол Г). Что для вас хуже, прикиньте сами, с учетом своего стиля езды. Самое разумное - обнаружив износ цепи и звездочек, вовремя их заменить. Надеяться на улучшение работы двигателя благодаря изменению фаз при перестановке звездочки на один зуб (а больше и нельзя!) можно в том маловероятном случае, когда все погрешности производства сложились в одну сторону, а вы перестановкой сумели их скомпенсировать. Довольно популярен у нас способ дефорсирования двигателя до ­ полнительными прокладками между блоком цилиндров и головкой. Последняя при этом приподнимается и распределительный вал вынужден повернуться в направлении вращения (к "ранним" фазам). Это не ­ сколько компенсирует потери от из ­ носа цепи. (Добавление одной стандартной прокладки смещает фазы примерно на 2° по коленвалу.)Когда клапан гнетсяНа рис. 3,а показана, в сущности, та же диаграмма газораспределения, но развернутая вдоль оси, на которой отложен угол поворота коленвала. Величины открытия (хода) клапанов в любой момент времени показывают кривые 2, 2*, 3. Здесь же приведены перемещения поршня (кривая 1). Из этой диаграммы следует, что относительно безопасной (при установке фаз) оказывается ошибка толь-Рис. 4. "Аварийный" клапан.могут похвастать подобными сложными устройствами. Их фазы газораспределения подбирают для получения тех или иных характеристик двигателя. Очень часто фазы вы ­ браны с целью достичь максимальной мощности при заданном числе оборотов. Конечно, на режимах частичных нагрузок фазы оказываются неоптимальными, поэтому снижается крутящий момент двигателя и ухудшается экономичность. На двигателе любого автомобиля фазы нормируются при каких-то оп ­ ределенных условиях. Например, при температуре двигателя "Жигулей" 18-20°С зазор между рычагом ("рокером") и тыльной стороной кулачка распределительного вала должен составлять 0,14-0,17 мм. Сами фазы заданы профилем кулачка, поэтому их ширина несколько меняется при изменении зазора. Его увеличение сужает фазы и одновременно уменьшает подъем клапана. Кроме того, при повышенном зазоре нарушается безударное взаимодействие кулачка и рокера, возникает резкий стук, сигнализирующий об ускоренном износе деталей механизма. Об этом следует помнить, если вы, поддавшись моде,Рис. 5. Трещины зубьев газораспределительного ремня.ко на один зуб. Ошибка на два зуба и больше - при плоском поршне (как, например, на ВАЗ-2101) может обернуться ударами о него клапанов и их повреждением. Особенно в рабочем состоянии, когда клапан сильно нагрет. Стержень клапана изгибается в нижней части, компрессия резко падает или совсем исчезает, клапан заедает в направляющей втулке. (Явный признак повреждения - при сня(воишйлами 3/96 11