Частые причины поломок распредвала

Поломки распредвала в основном происходят по причинам, не связанным с качеством изготовления детали, поэтому при выполнении работ по сборке двигателя необходимо учитывать взаимосвязи в работе распределительного вала.

Проблемы с пружиной

При установке клапанной пружины на штатное место особое внимание обращают на ее монтажную длину, которая не должна быть меньше полного хода клапана. Если это произойдет, то случится «заклинивание» пружины из-за посадки витков друг на друга. В таком положении пружина не сможет выполнять свою функцию и остановит движение клапанного механизма. Неисправность приведет к выходу из строя слабых звеньев ГРМ. Например, к износу на кулачках, обрыву клапанов, которые при падении попадают в цилиндр, изменению геометрии штанг толкателей.

Диапазон зазора в разных двигателях между витками пружины должен составлять от 0,4 до 3,0 мм (такая разница обусловлена особенностями конструкции, к примеру наличием 2 пружин на клапан). При этом обычно при полном ходе клапана зазор составляет примерно 1,5 мм. Отсутствие зазора между витками допускать нельзя, это приведет к очень серьезной поломке и выходу распредвала из строя.

Удар тарелки пружины клапана в маслосъемный колпачок

Последствия удара тарелки клапанной пружины в маслосъемный колпачок бывают такими же, как при «заклинивании» пружины. Для того, чтобы избежать этого, ход клапана должен быть меньше расстояния от нижнего края тарелки пружины клапана до вершины маслосъемного колпачка. Дефект устраняется на станке доработкой направляющей втулки клапана. По этой причине распредвал очень часто ломается.

Проблемы с приводом клапанов

Сбои в управлении клапанами могут привести к серьезным неисправностям. Сложность конструкции клапанного механизма, испытывающего во время работы огромные нагрузки, требует идеального взаимодействия всех его элементов. Любой дефектный или неправильно подобранный элемент конструкции выведет механизм из строя. Например, ослабленные пружины или «высокие» кулачки распредвалов для увеличения мощности двигателя.

Такие проблемы характерны больше для моторов с размещением распредвала под БЦ и имеющих штанговый привод клапанов. Первыми деформируются штанги толкателей. Это связано с тем, что это нежесткий элемент механизма. «Слабина» пружин приводит к изгибанию штанги толкателя из-за возросшего давления в цилиндре и проблемах с открытием клапана. Толщина штанг должна выдерживать высокие обороты и сжимающие нагрузки. Проблемы может вызвать заедание толкателя или увеличенный зазор. Основной фактор, влияющий на состояние деталей ― скорость перемещения элементов газораспределительного механизма перед контактом его подвижных частей.

Использование ограничителя оборотов

Ограничитель оборотов используется для отключения зажигания в цилиндрах. Но это не останавливает процесс поступления горючего в цилиндры, что вызывает его перегрузку из-за сгорания обогащенной смеси. В результате давление в цилиндре возрастает, клапан захлопывается и удар передается на элементы распредвала. Поэтому если такой ограничитель оборотов установлен на автомобиле, лучше его отключить, что обеспечит продление ресурса ДВС.

Проблемы с роликовыми толкателями

Роликовые толкатели очень часто выходят из строя из-за попадания мелких частиц грязи или нагара. Заклинивание толкателя могут вызвать попавшие в каналы детали частицы грязи. Грязь попадает в каналы вместе с маслом, что приводит к увеличению зазоров в клапанном механизме. Возникает повышенный уровень шума, клапан перестает двигаться нормально.

Перед установкой толкателей необходимо убедиться в том, что БЦ, ГБЦ (включая каналы) не требуют дополнительной очистки. Толкатели нужно осмотреть на наличие повреждений. Затем выполняется очистка толкателей чистым дизтопливом или бензином. Смазывают толкатели чистым моторным маслом.

Загрязнение масла

Избежать небольших загрязнений при сборке мотора очень сложно. Необходимый уровень очистки БЦ и ГБЦ может обеспечить только использование специализированного оборудования. Сама операция промывки сложна и трудоемка. Обращать внимание нужно на загрязнение масляных каналов, которое приводит к повреждениям толкателей и вкладышей.

При этом продувка сжатым воздухом порой не дает требуемого результата. Удалить таким способом грязь, скопившуюся в удаленных частях магистралей, очень сложно. Нужное качество промывки дает чистка масляных каналов ершиком с одновременным удалением заглушек масляных магистралей. Иногда заглушки приходится высверливать, а затем нарезать резьбу для новых заглушек. Также тщательно надо очистить отверстия для отвода масла в коленвале, выполнить промывку штанг толкателей.

Подвижные детали ДВС защищает тонкая пленка смазки. Частицы грязи, попавшие в этот слой, превращаются в абразив, воздействие которого приводит повреждению поверхностей деталей и закупорке малых зазоров, что обязательно вызовет поломку толкателей и вкладышей. Поэтому обязательно нужно обеспечить чистоту распредвала и толкателей для того, чтобы обеспечить их длительный срок службы.

Типичные проблемы со смазкой

К типичным проблемам со смазкой относятся недостаток и повышенная температура масла. При этом качественная смазка обеспечивает длительную работу распределительного вала. Для хорошей смазки нужно использовать качественное масло, выполнять смазку своевременно в нужном месте и в необходимом количестве.

Перегрев масла обычно происходит при сбоях в работе мотора. Это может произойти при засорении масляных каналов или заклинивании толкателя. Перегрев приводит к тому, что антифрикционные присадки в масло не выполняют свои функции. Вероятность поломки резко возрастает.

При низком давлении масла на сопрягаемых элементах конструкции не образуется необходимой толщины пленка смазки. Соприкосновение деталей сопровождается выделением значительного количества тепла, вероятность повреждения также значительно возрастает. Для решения этой проблемы целесообразно установить масляный насос с соответствующей подачей.

Особенности приработки плоских толкателей

Неправильная приработка плоских толкателей заканчивается поломкой. Это связано с конструкционными особенностями плоских толкателей и тем давлением, которое оказывает пружина при поломке кулачков на распределительных валах. Место контакта выступа кулачка с плоской поверхностью детали обязательно должно быть покрыто тонким слоем смазки с присадками. Рекомендуется выполнять следующие правила:

• При установке нового распредвала нельзя устанавливать старые толкатели. Если планируется повторная установка распредвала старые толкатели монтируются на своих местах.
• Поверхности деталей, которые контактируют между собой, должны быть покрыты сборочной смазкой.
• В систему смазки до запуска мотора нужно залить масло с одновременным вращением коленвала. Это обеспечит попадание смазки на толкатели, коромысла и в каналы.
• Нельзя допускать перегрева двигателя при запуске, для чего нужно правильно выставить фазы и опережение зажигания. Двигатель должен поработать на оборотах в диапазоне 2000-2500 об/мин. Это обеспечит качественную смазку клапанного механизма. Прогон двигателя на холостых оборотах такую смазку не гарантирует.
• На таких оборотах двигатель должен проработать около получаса, после этого мотор надо прогнать в режимах от 1500 до 3800 об/мин. Затем выполняется замена масла и фильтра. Следующая замена выполняется через 800 км пробега.

Некачественное масло

Некачественное масло особенно негативно сказывается на роликовых толкателях. Грязь попадает в подшипники, что ведет к их повреждениям. При этом повреждения роликового толкателя, в отличие от плоского толкателя (их повреждения можно заметить при обкатке), иногда проявляются через достаточно продолжительное время. Важно помнить, что и в случае с роликовыми толкателями необходимо соблюдать правила процедуры обкатки и следить за качеством масла.

Масло для обкатки обеспечивает защиту клапанного механизма, уменьшается износ колец. Использование некачественного масла скорость износа замедлить не может. При этом продукты износа попадают в подшипники в роликах и выводят их из строя.

Качественное масло с антифризными присадками образует на поверхности деталей защитную пленку, что дает возможность выдерживать значительные нагрузки.

Правильная кинематика ГРМ

Необходимо добиться правильной кинематики движущихся деталей ГРМ. На этот вопрос надо обращать особое внимание при создании форсированных двигателей, когда нарушение кинематики может произойти из-за сочетания разных деталей. Нужно осмотреть коромысла и штанги толкателей, проверить геометрию этих деталей. Выбор штанг должен соответствовать оборотам и диапазону нагрузки на силовой агрегат.

Необходимо проверять зазоры, которые должны быть между коромыслами, клапанными пружинами и крышкой, и другими деталями. При необходимости выполняется фрезеровка.

Нужно также проверять изношенность установленных элементов и геометрию цилиндрических деталей и отверстий для толкателя. Изменение геометрии отверстия может привести к заклиниванию толкателя и серьезной поломке. Важно убедиться, что все используемые детали, новые и б/у, могут использоваться в рамках одной спецификации.

Обязательно надо проверить кривизну кулачков и люфт распредвала. Форма некоторых кулачков может плохо взаимодействовать с толкателями.

Выводы

Правильно выполнить ремонт или сборку двигателя очень сложно. Требуется точно выполнять действующие процедуры и по крайней мере дважды проверять спецификации. Любая ошибка скажется на времени выполнения ремонта и приведет к серьезным последствиям. Не стоит также торопиться выполнять прогон двигателя на максимальных оборотах.