Основа нормального функционирования двигателя – это слаженная работа всех его механизмов и систем. Одним из таких важных составляющих силового агрегата является газораспределительный механизм, который отвечает за подачу воздуха во все цилиндры машины и вывод выхлопных газов.

Назначение и принцип действия ГРМ

Газораспределительный механизм в двигателе внутреннего сгорания предназначается для своевременной подачи воздушно-топливной смеси или воздуха в цилиндры и выпуска оттуда отработанных газов. Работа механизма осуществляется за счет своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

Рабочий процесс ГРМ основывается на синхронном движении распределительного и коленчатого вала, что обуславливает открытие и закрытие клапанов в нужный момент моторного цикла. Во время вращательного движения распредвала, кулачки надавливают на рычаги, а те на стержни клапанов, открывая их. Следующий поворот распредвала поворачивает кулачек, который занимает исходную позицию и закрывает клапан.

Классификация газораспределительных механизмов

Двигатели на современных автомобилях оснащаются разными газораспределительными механизмами, которые имеют следующую классификацию:

1. В зависимости от расположения распределительного вала – нижнее или верхнее.
2. В зависимости от числа распределительных валов – один или SONC (Single OverHead Camshaft), либо два вала – DOHC (Double OverHead Camshaft).
3. В зависимости от количества клапанов – от 2 до 5.
4. От разновидности привода вала – шестеренчатый, цепной или с зубчатым ремнем.

Двигатели с верхним расположением вала считаются наиболее эффективными, и получили самое широкое распространение. В них клапана приводятся в движение распредвалом через рычаги толкателей. Это упрощает всю конструкцию, снижает массу двигателя и уменьшает силу инерции. В такой компоновке вал монтируется в головке, рядом с клапанами. Движение с коленчатого вала передается при помощи роликовой цепи или зубчатого ремня.

При нижнем положении вала ГРМ, он монтируется рядом с коленчатым валом в блоке цилиндров. Передача усилия на клапана происходит при помощи толкателей через коромысла. Распредвал входит в зацепление с коленвалом при помощи шестерни. Такая конструкция двигателя считается усложненной, к тому же инерция двигающихся частей механизма возрастет.

Количество распределительных валов механизма и клапанов на каждый цилиндр зависит от варианта двигателя. Чем больше в нем клапанов предусмотрено, тем лучше цилиндры заполняются воздухом или горючей смесью, и очищаются от газов. Благодаря этому, двигатель в состоянии развить больший . Нечетное количество клапанов означает большее число впускных в сравнении с выпускными.

Устройство ГРМ

Газораспределительный механизм имеет следующие основные элементы:

1. Распределительный вал. Открывает клапаны в определенной последовательности в зависимости от порядка работы цилиндров. Его изготавливают из чугуна или стали, и подвергают закалке токами высокой частоты трущиеся поверхности. Он может быть смонтирован в головке блока цилиндров или в картере. В многоклапанных двигателях расположено два распределительных вала, один из которых управляет впускными клапанами, а другой выпускными. Вращение вала происходит на цилиндрических опорных шейках. Прямое или непрямое воздействие на клапана осуществляется кулачками, расположенными на валу. Каждый кулачек соответствует одному клапану.

2. Привод клапанов. Клапаны приводятся в движение различными способами: при расположении распредвала в картере, усилие от кулачков передается на толкатели, штанги и коромысла.

Коромысло (рокер или роликовый рычаг) выполнено из стали, его устанавливают на полую ось, зафиксированную в стойках головки цилиндров. Одна его сторона упирается в кулачек вала, а другая давит на торец стержня клапана. При работе двигателя клапаны нагреваются и удлиняются, что грозит им неполной посадкой в седло. Поэтому между клапаном и коромыслом обязательно соблюдают тепловой зазор.

Также кулачек может воздействовать на клапан через рычаг или непосредственно на его толкатель. Толкатели могут быть выполнены в механическом (жестком), роликовом варианте или в виде гидрокомпенсатора. Первый вид из-за шумности почти не используется, а последний отличается мягкостью и отсутствием необходимости осуществления регулировок. Роликовые толкатели используют в форсированных и спортивных двигателях.

3. Механизм привода распределительного вала. Осуществляется цепной, ременной или шестеренной передачей. Цепная отличается надежностью, до сложна в устройстве и дорога, ременная дешевле, но менее надежна, и в случае порыва ремня может повлечь за собой повреждение двигателя за счет удара клапанов о поршни.

4. Клапаны. Предназначены для открытия и закрытия впускного и выпускного канала. Состоят из стержня и головки, на которой имеется узкая, скошенная под углом фаска, плотно прилегающая к фаске седла, для чего их взаимно притирают. Головки впускных клапанов делают большими, чем выпускных. Но выпускные сильнее нагреваются, поэтому изготавливаются из жаропрочной стали и внутри наполнены натрием для лучшего охлаждения.

Цилиндрический стержень клапана сверху выточен для крепления пружины, не дающей ему оторваться от коромысла, которая упирается в шайбу на головке, и фиксируется упорной тарелкой. Стержень помещается в направляющую втулку, запрессованную в головку цилиндров, чтобы масло не попадало в камеру сгорания, на него надевают маслоотражающий колпачок.

Фазы газораспределения

Фазами газораспределения принято считать начало открытия и момент закрытия клапана, выраженный в градусах угла поворота коленвала относительно мертвых точек. Лучшая очистка цилиндра от выхлопных газов достигается при открытии выпускного клапана до наступления нижней мертвой точки (НМТ), и закрытии после ВМТ. Наполнение цилиндров воздухом или горючей смесью происходит при открытии впускного клапана до прохождения им ВМТ, и закрытии после НМТ. Период одновременного открытия обоих клапанов называется их перекрытием.

Фазы подбираются на заводе-изготовителе двигателя экспериментальным путем, и зависят от его конструкции и быстроходности. При этом колебание газов используется таким образом, что перед закрытием впускного клапана перед ним находится волна давления, а перед закрытием выпускного – волна разрежения. Такой подбор фаз обеспечивает одновременное улучшение заполнения цилиндров воздухом или смесью, а также их очистку от выхлопных газов.

Установка механизма газораспределения осуществляется при помощи меток на шестернях. Отклонение от нормы на пару зубов или звездочек может привести к удару клапана о поршень и поломке двигателя. Постоянство фаз сохраняется при наличии теплового зазора в клапанном механизме, нарушения которого вызывают уменьшение или увеличение продолжительности открытия.

Для каждого двигателя завод-изготовитель указывает фазы газораспределения в виде диаграммы, где показаны моменты открытия, закрытия, и перекрытия клапанов.

Возможные неисправности ГРМ

Судить о неисправности газораспределительной системы можно по следующим внешним признакам:

Введение
Газораспределительный механизм (другое наименование – система газораспределения , 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.
На широко распространенных четырехтактных поршневых двигателях внутреннего сгорания применяются клапанные газораспределительные механизмы , поэтому устройство ГРМ рассмотрено именно на его примере.
Газораспределительный механизм имеет следующее общее устройство :

клапаны;
привод клапанов;
распределительный вал;
привод распределительного вала.

1.впускной клапан, 2. распределительный вал впускных клапанов, 3. кулачек распределительного вала, 4.распределительный вал выпускных клапанов, 5.роликовый рычаг (коромысло), 6. Гидрокомпенсатор, 7. клапанная пружина,8. выпускной клапан, 9. головка блока цилиндров, 10. блок цилиндров.

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 седло.
Различают впускные и выпускные клапаны . Для лучшего наполнения цилиндров диаметр тарелки впускного клапана 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. 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 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;
роликовые рычаги.

Роликовые рычаги в качестве привода более предпочтительны, т.к. имеют меньшие потери на трение и меньшую массу. Роликовый рычаг (другие наименования – коромысло, рокер, от английского «коромысло») одной стороной опирается на стержень клапана, другой – на гидрокомпенсатор (в некоторых конструкциях на шаровую опору). Для снижения потерь на трение место сопряжения рычага и кулачка распределительного вала выполнено в виде ролика.
С помощью гидрокомпенсаторов в приводе клапанов реализуется нулевой тепловой зазор во всех положениях, обеспечивается меньший шум и мягкость работы. Конструктивно гидрокомпенсатор состоит из цилиндра, поршня с пружиной, обратного клапана и каналов для подвода масла. Гидравлический компенсатор, расположенный непосредственно на толкателе клапана, носит название гидротолкателя.
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. Форма кулачков определяет фазы газораспределения , а именно моменты открытия-закрытия клапанов и продолжительность их работы. Существенное повышение эффективности ГРМ, а следовательно и улучшение характеристик двигателя дает применение различных систем изменения фаз газораспределения .
На современных двигателях распределительный вал расположен в головке блока цилиндров, при этом различают две таких схемы:

одновальная – SOHC (Single OverHead Camshaft);
двухвальная - DOHC (Duble OverHead Camshaft).

В связи с применением четырех клапанов на один цилиндр предпочтение отдается двухвальной схеме ГРМ (один распределительный вал обеспечивает привод впускных клапанов, другой вал – выпускных).
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 следующие виды передач:

ременная;
цепная;
зубчатая.

Ременная и цепная передачи приводят в действие распределительный вал, расположенный в головке блока цилиндров. Зубчатая передача вращает, как правило, распределительный вал в блоке цилиндров. Обиходное название зубчатой передачи - "гитара" (по форме двух соединенных шестерен).
Ременная и цепная передачи имеют как достоинства, так и недостатки, поэтому в ГРМ применяются на равных. Цепной привод более надежный, но цепь тяжелее ремня, поэтому требует дополнительных устройств для натяжения и гашения колебаний.
Ременной привод не требует смазки, поэтому на шкивы устанавливается открыто. Вместе с тем, ремень в сравнении с цепью имеет ограниченный ресурс. В качестве ременного привода распределительного вала широко используются зубчатые ремни .

Введение 2
ГРМ - сокращение от «газораспределительный механизм». Механизм распределения впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Осуществляется путём открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов цилиндров при помощи распределительного вала (распредвала) и кулачкового механизма. Распредвал имеет жёсткую синхронизацию вращения с коленвалом, реализованную с помощью зубчаторемённой или цепной передачи. Как правило, на высокофорсированных двигателях обрыв или проскальзывание ремня ГРМ или цепи ГРМ приводит к выходу двигателя из строя.
В настоящее время на рынке присутствуют различные двигатели с системами сдвига фаз газораспределения.
VTEC - технология фирмы Honda. Регулировка заключается в использовании для регулируемого клапана 2 кулачков.
VVT-i - технология фирмы Toyota. Регулировка производится поворотом распределительного вала относительно его приводной звёздочки.
Valvetronic - технология фирмы BMW. Регулировка высоты подъёма клапанов за счёт изменения положения оси вращения коромысел.
Различают одно- и двухвальные ГРМ, в зависимости от количества распределительных валов в головке блока цилиндров. В одновальном ГРМ (SOHC-single overhead camshaft) - один вал. В двухвальном (DOHC - double overhead camshafts)- соответственно два. Это в частности означает, что V-образный или оппозитный двигатель имеет два или четыре распределительных вала.

1.1 Назначение, устройство и принцип работы

Газораспределительные механизмы различают по расположению клапанов в двигателе. Они могут быть с верхним (в головке цилиндров) и нижним (в блоке цилиндров) расположением клапанов. Наиболее распространен газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов, что облегчает доступ к клапанам для их обслуживания, позволяет получить компактную камеру сгорания и обеспечить лучшее наполнение ее горючей смесью или воздухом.
Газораспределительный механизм состоит из:
распределительного вала;
механизма привода распределительного вала;
клапанного механизма.
Работу газораспределительного механизма рассмотрим на примере двигателя с V-образным расположением цилиндров.
Распределительный вал находится в "развале" блока двигателя, то есть между его правым и левым рядами цилиндров, и приводится во вращение от коленчатого вала через блок распределительных шестерен. При цепном или ременном приводе вращение распределительного вала осуществляется с помощью соответственно цепной или зубчатой ременной передачи.
При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкатель и поднимает его вместе со штангой. Верхний конец штанги надавливает на регулировочный винт, установленный во внутреннем плече коромысла. Коромысло, проворачиваясь на своей оси, наружным плечом нажимает на стержень клапана и открывает отверстие впускного или выпускного клапана в головке цилиндров строго в соответствии с фазами газораспределения и порядком работы цилиндров.
Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, которые выражаются в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Фазы газораспределения подбирают опытным путем в зависимости от числа оборотов двигателя и конструкции впускных и выпускных зависимости от числа оборотов двигателя и конструкции впускных и выпускных патрубков. Заводы-изготовители указывают фазы газораспределения для своих двигателей в виде таблиц или диаграмм.
Правильность установки газораспределительного механизма определяется по установочным меткам, которые располагаются на распределительных шестернях или приводном шкиве блока цилиндров двигателя.
Отклонение при установке фаз приводит к выходу из строя клапанов или двигателя в целом. Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении регламентируемого теплового зазора в клапанном механизме данной модели двигателя. Нарушение величины этого зазора приводит к ускоренному износу клапанного механизма и потери мощности двигателя.
Для правильной работы двигателя кривошипы коленчатого вала и кулачки распределительного вала должны находиться в строго определенном положении относительно друг друга. Поэтому при сборке двигателя распределительные шестерни вводятся в зацепление по имеющимся на их зубьях меткам: одной - на зубе шестерни коленчатого вала, а другой - между двумя зубьями шестерни распределительного вала. На двигателях, имеющих блок распределительных шестерен, установка их производится также по меткам.
Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах называется порядком работы цилиндров двигателя, который зависит от расположения цилиндров и конструктивного исполнения коленчатого и распределительного валов.
Распределительный вал служит для открытия и закрытия клапанов газораспределительного механизма в определенной последовательности согласно с порядком работы цилиндров двигателя.
Распределительные валы отковывают из стали с последующей цементацией и закаливанием токами высокой частоты. На некоторых двигателях валы отливают из
высокопрочного чугуна. В этих случаях поверхность кулачков и шеек вала отбеливается и затем шлифуется. Для уменьшения трения между шейками и опорами в отверстия запрессовывают стальные, покрытые антифрикционным слоем, или металлокерамические втулки.
Между опорными шейками распределительного вала располагаются кулачки, по два на каждый цилиндр, - впускной и выпускной. Помимо этого на валу крепится шестерня для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя и имеется эксцентрик для привода топливного насоса.
Шестерни распределительных валов изготовляют из чугуна или текстолита, приводную распределительную шестерню коленчатого вала - из стали. Зубья у шестерен косые, что вызывает осевое перемещение вала. Для предупреждения осевого смещения предусмотрен упорный фланец, который закреплен на блоке цилиндров между торцом передней опорной шейки вала и ступицей распределительной шестерни.
В четырехтактных двигателях рабочий процесс происходит за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала. Это возможно, если распределительный вал за это время сделает в два раза меньшее число оборотов. Поэтому диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в два раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала.

1.2 Неисправности. Причины, способы их устранения
Стук рычагов привода клапанов. Характерный стук с равномерными интервалами, частота его меньше любого другого стука в двигателе. Заклинивание двигателя с обрывом одного или нескольких клапанов. Сопровождается деформацией боковин рабочей части рычагов, растрескиванием юбок тарелок клапанов (возможно разрушение тарелки), подрезанием упорных буртов сухарей со стороны тыльной части. Возможно столкновение выхлопных клапанов с днищами поршней. Обязательна осадка сухарей в тарелках клапанов

Неисправности	Причины	Способы устранения
	Не выдержан момент затяжки контргаек, перетяжка контргаек.	Отрегулировать клапаны. При перетяжке заменить регулировочные болты.
Самоотворачивание регулировочных болтов	вследствие превышения максимально допустимых оборотов двигателя.	Последствия устранить за счет виновных
Износ кулачков распредвала	Работа пары "кулачок-рычаг" без зазора, Некачественная регулировка зазора.	С обратной стороны изношенного кулачка имеется радиальное засветление по всей длине обратной части. Заменить распредвал.
Износ кулачков распредвала, засветления с обратной стороны кулачка отсутствуют, возможна узкая полоса засветления у края противоположной части кулачка	работы рычага с перекосом	Заменить распредвал, рычаги
Кулачки не изношены. Многократной регулировкой стук не устраняется.	Отклонение геометрии кулачка распредвала	Заменить распредвал, рычаги.
Снижение мощности двигателя, низкая компрессия одного или несколькихцилиндров.
Неисправности	Причина	Способы устранения
Выкрашивание наплавленного слоя тарелки клапана ("прогар" клапана).	Способствующими возникновению дефекта факторами являются отсутствие зазора "распредвал - рычаг" у данного клапана и повышенный температурный режим двигателя.	Заменить клапаны

Стук газораспределительного механизма
Причина	Способ Устранения
Завышен зазор "регулировочная шайба - кулачок распредвала".	Произвести регулировку подбором шайбы нужного размера.
Завышен зазор "наружный диаметр регулировочной шайбы - диаметр гнезда в толкателе под шайбу".	Заменить шайбу, толкатель.
Износ кулачков распредвала и регулировочных шайб	Заменить распредвал и регулировочные шайбы
Завышен зазор "опорная шейка распредвала - подшипник".	Заменить головку блока
Разнотолщинность регулировочной шайбы по кругу контакта с кулачком (неравномерный износ).	Заменить дефектную шайбу.
Огранка (некруглость) толкателей по наружному диаметру, эллипсность	Заменить толкатели.
Недозатяжка, ослабление крепления звездочки привода распредвала. Деформация шпонки звездочки крепления распредвала, шпоночных пазов звездочки и распредвала.	Заменить дефектные детали.
Взаимное касание пружин при рабочем ходе клапанов.	Заменить пружины
Износ направляющей втулки клапана.	Заменить втулки
Обрыв клапанов
Дефект сварки стержня выхлопного клапана, посторонние включения в материале стержня впускного клапана.
Заклинивание, разрушение подшипника водяного насоса. Срез зубьев или сбрасывание ремня привода распредвала со шкивов, рассогласование фаз газораспределения, столкновение клапанов с поршнями.	Заменить поврежденные детали.
Обрыв ремня привода распредвала.	Заменить поврежденные детали.
Ослабление натяжения ремня привода газораспределительного механизма, сбой фаз газораспределения.	Заменить поврежденные детали.
Примечание. В случае задира (износа) блока цилиндров крыльчаткой водяного насоса при разрушении подшипника блок цилиндров замены не требует, поскольку водяной насос имеет высокую производительность, при замене только водяного насоса характеристики работы системы охлаждения не нарушаются.
Износ эксцентрика привода бензонасоса
Засорение маслоканала заднего подшипника распредвала	Продуть маслоканалы, заменить распредвал и толкатель бензонасоса.
Недосверлен маслоканал заднего подшипника распредвала.	Заменить распредвал, толкатель бензонасоса и головку блока цилиндров.

1.3 Техническое обслуживание и ремонт

Замена ремня привода газораспределительного механизма (ГРМ) на двигателях ВАЗ-2110
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Снимаем ремень привода генератора.
Ключом "на 10" отворачиваем болты передней крышки ГРМ: два сбоку и один в центре.
Снимаем крышку ГРМ.
Снимаем правое колесо и пластиковый щиток моторного отсека.
Головкой "на 19" проворачиваем коленчатый вал по часовой стрелке за болт крепления шкива до совмещения метки на зубчатом шкиве распределительного вала с установочным усиком на задней крышке привода ГРМ (B).
Сняв резиновую заглушку в верхней части картера сцепления убеждаемся, что риска на маховике расположена напротив прорези крышки картера сцепления. Так расположена риска на маховике двигателя при снятой коробке передач и головке блока цилиндров.
Фиксируем коленчатый вал от проворачивания, вставив через отверстие в картере сцепления отвертку между зубьями маховика.
Отворачиваем болт крепления шкива привода генератора.
Снимаем шкив привода генератора.
Ключом "на 17" ослабляем гайку крепления натяжного ролика.
Поворачиваем натяжной ролик в такое положение, при котором ремень будет максимально ослаблен.
Снимаем ремень ГРМ.
При замене натяжного ролика отворачиваем гайку его крепления и снимаем ролик со шпильки.
Под роликом установлена дистанционная шайба.
Устанавливаем ремень привода ГРМ в обратной последовательности. Надеваем ремень на шкив коленчатого вала. Затем, натягивая заднюю ветвь, надеваем ремень на шкив насоса охлаждающей жидкости и заводим за натяжной ролик. Надеваем ремень на шкив распределительного вала.
Вставив отвертку между двумя винтами или стержнями диаметром 4 мм, установленными в отверстие натяжного ролика, и поворачивая ролик против часовой стрелки, натягиваем ремень.
Затягиваем гайку крепления натяжного ролика.
Заворачиваем на место болт крепления шкива привода генератора и головкой "на 19" проворачиваем за болт коленчатый вал на два оборота по часовой стрелке.
Проверяем совпадение установочных меток коленчатого и распределительного валов.
При снятом шкиве привода генератора положение коленчатого вала удобно контролировать по совмещению меток на зубчатом шкиве коленчатого вала и крышке масляного насоса.
Схема привода распределительного вала

1 – зубчатый шкив коленчатого вала
2 – зубчатый шкив насоса охлаждающей жидкости
3 – натяжной ролик
4 – задняя защитная крышка
5 – зубчатый шкив распределительного вала
6 – зубчатый ремень
А – установочный выступ на задней защитной крышке
В – метка на шкиве распределительного вала
С – метка на крышке масляного насоса
D – метка на шкиве коленчатого вала
Если метки не совпадают, повторяем операцию по установке ремня.
Для регулирования натяжения ремня поворачиваем коленчатый вал против часовой стрелки так, чтобы метка на шкиве распределительного вала переместилась вниз от усика задней крышки на два зуба.
При нормальном натяжении ремня его передняя ветвь должна закручиваться на 90° большим и указательным пальцами руки с усилием 15–20 Н (1,5–2,0 кгс).Чрезмерное натяжение ремня снижает срок его службы, а также подшипников насоса охлаждающей жидкости и натяжного ролика.
Регулировка тепловых зазоров в клапанном механизме двигателя ВАЗ-2110
Замер и регулировку зазоров проводим на холодном двигателе.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Выводим наконечник троса привода дроссельной заслонки из кронштейна.
Ключом "на 10" отворачиваем две гайки крепления кронштейна троса привода дроссельной заслонки к ресиверу (только для двигателя ВАЗ-2111 и снимаем его.
Крестообразной отверткой ослабляем хомуты крепления двух отводящих шлангов вентиляции картерных газов и снимаем шланги со штуцеров клапанной крышки.
Крестообразной отверткой ослабляем хомут крепления подводящего шланга вентиляции картерных газов и снимаем шланг.
Ключом "на 10" отворачиваем две гайки крепления клапанной крышки.
Снимаем клапанную крышку.
В отверстиях клапанной крышки установлены резиновые уплотнительные втулки.
Снимаем прокладку клапанной крышки.
Снимаем переднюю крышку ремня привода ГРМ).
Проверка и регулировка зазоров в механизме привода клапанов
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Порядок проверки и регулировки зазоров в механизме привода клапанов следующий.
Поворачиваем коленчатый вал по часовой стрелке до совмещения установочных меток на зубчатом шкиве распределительного вала и задней крышке ремня привода ГРМ.
Затем поворачиваем коленчатый вал еще на 40–50° (2,5–3 зуба на шкиве распределительного вала). В этом положении валов проверяем набором щупов зазоры у первого и третьего кулачков распределительного вала.
Зазор между кулачками распределительного вала и регулировочными шайбами должен быть 0,20 мм для впускных клапанов и 0,35 мм – для выпускных. Допуск на зазоры для всех кулачков составляет ±0,05 мм.
Если зазор отличается от нормы, то на шпильки корпусов подшипников распределительного вала устанавливаем приспособление для регулировки клапанов.
Вводим "клык" приспособления между кулачком и толкателем.
Разворачиваем толкатель так, чтобы прорезь в его верхней части была обращена вперед (по ходу автомобиля).
Нажимая вниз на рычаг приспособления, утапливаем "клыком" толкатель и устанавливаем между краем толкателя и распределительным валом фиксатор, который удерживает толкатель в нижнем положении.
Утапливание толкателей клапанов при замене регулировочной шайбы

1 – приспособление
2 – толкатель
Фиксирование толкателей клапанов при замене регулировочной шайбы

1 – фиксатор
2 – регулировочная шайба

Поднимаем рычаг приспособления в верхнее положение.
Пинцетом через прорезь поддеваем и извлекаем регулировочную шайбу.
При отсутствии приспособления для регулировки клапанов можно воспользоваться двумя отвертками.
Мощной отверткой, опираясь на кулачок, отжимаем толкатель вниз. Вставив ребро другой отвертки (с жалом шириной не менее 10 мм) между краем толкателя и распределительным валом, фиксируем толкатель.
Вынимаем пинцетом регулировочную шайбу.
Зазор регулируем подбором толщины регулировочных шайб. Для этого микрометром замеряем толщину шайбы. Толщину новой регулировочной шайбы определяем по формуле:
Н = В+(А–С), мм, где А – замеренный зазор; В – толщина снятой шайбы; С – номинальный зазор; Н – толщина новой шайбы.
и т.д.................

Работы, выполняемые при ТО по ГРМ (ЕО, ТО-1, ТО-2, СО).

Техническое обслуживание механизма газораспределения заключается в периодическом осмотре наружных деталей, проверке и регулировке зазоров между клапанами и седлами, а также обеспечении плотности прилегания клапанов к седлам. При нарушении герметичности посадки клапанов производят притирку их конусных фасок к седлам.

Необходимо ежедневно при контрольном осмотре автомобиля после прогрева двигателя обращать внимание на отсутствии стуков при различной частоте коленчатого вала. После первых 2000 км пробега автомобиля, а в дальнейшем через 30 000 км нужно подтягивать гайки крепления крышки подшипников распределительного вала в установленной последовательности. После каждых 15 000 км пробега нужно проверять степень натяжения и состояние ремня привода распределительного вала и при необходимости натягивать его. Если на ремне обнаруживаются различные складки, трещины, расслоения, замасливания, а также разлохмачивания, то такой ремень может разорваться при работе двигателя, и он должен быть заменен до этого срока. При замасливании ремень тщательно протирают ветошью, которую предварительно смачивают бензином.

Проводят общие контрольно-осмотровые работы. Проверяют крепление двигателя и узлов систем питания и выпуска отработавших газов.

Компрессию в цилиндрах проверяют с помощью компрессометра на прогретом двигателе при температуре охлаждающей жидкости 75--80 "С. Наконечники компрессометра устанавливают вместо форсунки или свечи зажигания.

Подбор, притирка и установка клапанов.

Изнашивание направляющих втулок клапанов головки блока цилиндров приводит к нарушению уплотнения стержня клапана, увеличению расхода масла и повышенному уровню шума при работе двигателя. Дефект устраняется заменой направляющей втулки. Замена старых (дефектных) втулок выполняется на специальных станках или вручную с использованием различных оправок и ударами молотка со стороны седла клапана. При выпрессовке вручную чугунных или стальных втулок из алюминиевой головки блока цилиндров возникает опасность ее повреждения. Предварительный натяг можно уменьшить, нагрев головку блока цилиндров до 150--180 "С. Из чугунных головок блока цилиндров и алюминиевых с бронзовыми втулками выбивать втулки не трудно, так как натяг небольшой. Натяг при запрессовке новой втулки создается нагревом головки блока цилиндров и(или) охлаждением втулки. Нагрев головки блока цилиндров может быть осуществлен в печи, иногда достаточно нагреть с помощью горячей воды. Для охлаждения втулок применяют жидкий азот или сухой лед. Для пар чугун--чугун и бронза--алюминий нет необходимости в разнице температур. При запрессовке используются специальные приспособления, чтобы не допустить перекоса направляющей втулки относительно седла клапана.

После запрессовки втулки следует проверить концентричность седла клапана и при необходимости прокалибровать разверткой отверстия. При этом следует обеспечить зазор 0,04--0,05 мм для выпускных клапанов. Для некоторых двигателей поставляемые в качестве запасных частей втулки не требуют калибровки отверстия после установки.

Седла клапанов в процессе эксплуатации приобретают форму, отличную от конической: появляется овальность седла по фаске из-за неравномерного изнашивания седла. Кроме того, при перегреве и деформации головки блока цилиндров часто возникает несоосность направляющих втулок и седел клапанов. Встречаются случаи, когда на фаске седла появляются раковины из-за нарушения процесса сгорания и перегрева.

Основными способами ремонта седел клапанов являются фрезерование (растачивание), шлифование и притирка. Фрезерование -- наиболее распространенный способ ремонта седел.

До фрезерования используются фрезы с различными углами и диаметрами. Углом фрезы обычно считается половина угла при вершине, поэтому фрезы с углом 45° подходят для ремонта большинства двигателей. Значительно реже встречаются седла с углом 30°. При фрезеровании седла следует обеспечить соосность обрабатываемой поверхности с отверстием в направляющей втулке клапана. Для этого используется центрирующий стержень (пилот), соединенный с фрезой. В последнее время находят применение резцовые головки, у которых вместо фрезы используется твердосплавный резец. Наиболее удобны приспособления, у которых специальный резец позволяет сформировать сразу весь профиль седла. Это достигается наличием у пилота двух опор: одна на втулке, вторая в кронштейне приспособления, что улучшает качество обработки, приближая ее к станочной.

Сначала седло фрезеруется под фаски клапана до тех пор, пока рабочая фаска седла не будет полностью обработана. Далее другой фрезой, формируют конусную часть, сначала с меньшим углом, затем с большим, таким образом, чтобы ширина фаски стала 1,5--2,0 мм для впускного клапана и 2,0--2,5 мм -- для выпускного.

При наличии на фаске седел клапана трещин, раковин, вызывающих ослабление посадки седла в гнезде головки блока цилиндров, их удаляют на вертикально-расточном станке, формируя посадочное место для седла ремонтного размера.

Существуют также приспособления для ручного растачивания гнезд под седла в виде специальной головки с резцами -- резцедержателя, в комплекте с пилотом и специальным механизмом привода. В условиях небольших мастерских такие приспособления заменяют расточной станок, однако они уступают ему в точности обработки поверхности. Для алюминиевых головок блока цилиндров натяг седла в отверстии должен составлять 0,10--0,12 мм, а для чугунных --0,08--0,10 мм, причем большие значения для седла клапанов с диаметром тарелки более 45 мм. По высоте седло обычно делается заодно с поверхностью камеры сгорания. Для установки седла необходимо иметь специальную оправку, обеспечивающую центрирование седла. Для уменьшения натяга при запрессовке мощью оправке седла требуется тепловая подготовка головки блока цилиндров или запрессовываемого седла. Для этого применяются печи и термошкафы -- температура головки блока цилиндров из алюминиевого сплава обычно 100--150 "С, а чугунной - 150-200 °С.

В условиях небольшой мастерской можно нагреть головку блока цилиндров в кипятке. Для охлаждения седел лучше использовать жидкий азот или сухой лед.

Запрессовка седла выполняется быстрым переносом оправки с седлом от охладителя к головке блока цилиндров и ударом молотка по оправке с седлом. Если режимы нагрева-охлаждения были выбраны и выдержаны правильно, то для установки достаточно одного-двух резких ударов.

После установки седла в головку блока цилиндров из алюминиевого сплава необходимо седло зачеканить (закрепить), т.е. произвести наклеп материала головки блока цилиндров на торцевую фаску седла. Для чугунных седел в чугунных головках блока цилиндров зачеканивания не требуется, так как материалы головки блока цилиндров и седла имеют одинаковый коэффициент линейного расширения.

После фрезерования седла переходят к процессу притирки клапана. Притирка позволяет проконтролировать качество ремонта -- при правильно отфрезерованном седле достаточно нескольких секунд для получения ровной притертой матовой поверхности седла и клапана. В качестве абразива предпочтительно использовать корундовую пасту зернистостью 28--40 мкм или аналогичный порошок с трансмиссионным маслом. Алмазные пасты применять нежелательно, так как из-за внедрения твердых частиц в металл ускоряется изнашивание рабочих фасок седла и клапана при эксплуатации.

Диагностирование технического состояния ГРМ

Газораспределительный механизм -- один из самых насыщенных агрегатов автомобиля, от которого напрямую зависят не только характеристики работы, но и его долговечность. Сложность диагностики и ремонта усугубляется небольшими размерами деталей и величинами зазоров между ними.

Большая часть деталей сосредоточена в системе привода газораспределительного механизма (ГРМ), вот почему именно ремонт привода ГРМ требует особой тщательности. Небрежное обращение с деталями и компонентами узлов или их некорректная сборка легко могут привести к повреждению всего двигателя. Во избежание нарушения функции привода ГРМ в результате попадания в его систему посторонних включений при работе с ним необходимо обращать особое внимание на чистоту рабочей зоны. Даже самые незначительные загрязнения могут отрицательно сказаться на работоспособности компонентов, на определении степени износа и на результатах замеров. Это, в свою очередь, может отразиться на результатах диагностики и даже привести к полному выходу двигателя из строя. Надо помнить, например, что гидравлические компенсаторы зазора клапанов двигателя являются прецизионными компонентами и не подлежат разборке.

Основными неисправностями газораспределительного механизма являются: нарушения тепловых зазоров клапанов; вытягивание зубчатого ремня, износ зубчатых шкивов; износ цепи и звездочек привода; ослабление креплений крышек подшипников распределительного вала, неплотное закрытие клапанов из-за изнашивания их головок и седел; снижение упругости клапанных пружин, износ подшипников, шеек и кулачков распределительного вала, толкателей, поршней и их осей, втулок и седел клапанов. В результате нарушения регулировок и износа деталей газораспределительного механизма прослушиваются стуки и шум при работе , он теряет мощность, идет повышенный расход масла и т. д. После проверки технического состояния определяют необходимость ремонта или регулировки механизма газораспределения.

Основными неисправностями являются износ опорных шеек вала, износ и задиры кулачков и изгиб вала. Эти повреждения вызывают стуки в клапанном механизме, а увеличение зазоров в подшипниках приводит к падению давления масла в системе смазывания.

Для восстановления зазоров в подшипниках распределительного вала восстанавливают, перешлифовывают его опорные шейки, канавки для подачи масла углубляют, чтобы после повторного шлифования масло поступало к деталям двигателя. Шейки вала шлифуют под ближайший ремонтный размер. После шлифования их полируют пастой ГОИ.

При небольшом износе кулачков распределительного вала их зачищают шлифовальной шкуркой, сначала крупнозернистой, затем мелкозернистой. Места выкрашивания металла на торцах вершин кулачков опиливают шлифовальным бруском или наждачной шкуркой до устранения острых кромок. При выкрашивании свыше 3 мм по длине кулачка вал подлежит замене. Если кулачки распределительного вала изношены по высоте, их шлифуют на специальном копировально-шлифовальном станке для распределительных валов. Кулачки вала, имеющие значительный износ, можно восстановить наплавкой с последующим шлифованием.

После ремонта вал промывают и проверяют высоту кулачков. При износе кулачков по высоте более чем на 0,5 мм по сравнению с номинальной высотой вал заменяют, так как при таком износе ухудшается наполнение цилиндров, в результате чего мощность двигателя падает.

Если опорные шейки распределительного вала изношены сверх допустимых пределов, их восстанавливают наплавкой, осталиванием или хромированием, а затем шлифуют.

Изгиб распределительного вала измеряют специальным индикатором и проверяют по средней шейке. Допустимый изгиб (биение) может быть не более 0,10 мм. Если он больше, нужно вал править.

На опорных поверхностях под шейки вала не должно быть царапин и зазоров, а на корпусах подшипников не должно быть трещин. После очистки и промывки распределительного вала проверяют зазор между его шейками и отверстиями опор на головке цилиндра. Для того чтобы определить зазор нужно измерить диаметр шейки распределительного вала, установить соответствующий ей подшипник, закрепить его корпус и измерить внутренний диаметр подшипника, затем вычесть второе значение из первого. Разница значений и есть величина зазора. Измеряют зазор и калиброванной пластмассовой проволокой. Допустимый зазор может быть не более 0,2 мм.

Цепь не должна иметь сколов и трещин. Она считается работоспособной при вытягивании не более чем на 4 мм. Для регулировки натяжения цепи следует отвернуть стопорный болт натяжного устройства на 0,5 оборота. Провернуть коленчатый вал по часовой стрелке на два оборота с отпущенным стопорным болтом натяжного устройства для устранения всех зазоров в приводе распределительного вала, затем стопорный болт завернуть до упора.

Проверка упругости пружин клапанов производится как без снятия их с двигателя, так и после разборки клапанного механизма. Для контроля пружин на двигателе необходимо снять клапанную крышку, установить поршень соответствующего цилиндра в верхнюю мертвую точку такта сжатия прибором КИ-723 измерить усилие, необходимое для сжатия пружин. Если оно окажется меньше предельно допустимого, пружину заменяют или подкладывают под нижнюю опорную тарелку дополнительную шайбу.

Регулировка тепловых зазоров в приводе клапанов необходима для обеспечения эффективной работы и долговечности двигателя. Тепловой зазор в клапанном механизме обеспечивает плотную посадку клапана на седло и компенсирует при работе двигателя тепловое расширение деталей механизма. При увеличенном тепловом зазоре появляется частый металлический стук клапанов, который хорошо прослушивается при малой частоте вращения на холостом ходу. При этом быстро изнашиваются торцы стержней клапанов, наконечников стержней или регулировочных шайб, происходит падение мощности двигателя. Причиной является сокращение времени нахождения клапанов в открытом положении, и как следствие – ухудшение наполнения топливом и очистка цилиндров от отработанных газов.

Если зазор мал или отсутствует, у выпускных клапанов хлопки появляются из глушителя, а у впускных клапанов они появляются из карбюратора.При этом дефекте клапаны садятся в седла неплотно, что приводит к снижению компрессии, уменьшению мощности двигателя и обгоранию головок клапанов и седел. Причинами этой неисправности могут быть также отложения нагара на седлах клапанов.

Чтобы избежать этих неисправностей, необходимо проверять и своевременно регулировать тепловые зазоры, а при износах клапанов и седел притирать их к седлам или заменять. Регулировку тепловых зазоров можно выполнять только на холодном двигателе при температуре в системе охлаждения двигателя 15–25 °C. Зазоры между торцами регулировочных коромысел и наконечниками стержней должны быть 0,15 мм для впускных и выпускных клапанов. При достижении нормального теплового режима на работающем двигателе при температуре охлаждающей жидкости в рубашке головки блока цилиндров 80 °C зазоры станут нормальными.

Для регулировки зазоров клапанов двигателя необходимо:

• вывернуть свечи зажигания;
• отвернуть гайки крепления крышки головки цилиндров и снять крышку;
• установить поршень первого цилиндра в верхнюю мертвую точку такта сжатия, когда оба клапана закрыты, провернув коленчатый вал так, чтобы метка на обводе шкива коленчатого вала совместилась с установочным приливом нижней крышки звездочек привода газораспределения;
• отрегулировать зазоры между торцами регулировочных винтов коромысел и наконечников стержней клапанов;
• гаечным ключом отпустить контргайку регулировочного винта коромысла и вращать его головку специальным торцевым ключом до получения необходимого зазора;
• плоским щупом проверить зазоры между торцами регулировочных винтов коромысел и наконечниками стержней клапанов первого цилиндра;
• затянуть контргайки регулировочных винтов коромысел;
• проверить вновь плоским щупом зазоры;
• отрегулировать зазоры между торцами регулировочных винтов коромысел и наконечниками стержней клапанов третьего цилиндра, при таком положении коленчатого вала клапаны третьего цилиндра полностью закрыты и их коромысла освобождены;
• поворотами коленчатого вала на половину оборота установить поршни четвертого цилиндра, а затем второго цилиндра в верхнюю мертвую точку такта сжатия;
• отрегулировать и проверить зазоры между торцами регулировочных винтов коромысел и наконечниками стержней клапанов указанных цилиндров;
• крышку головки блока цилиндров установить на место;
• проверить состояние ее уплотнительной прокладки и, если необходимо, прокладку заменить.

При проверке тепловых зазоров клапанов в приводе клапанного механизма любого типа измерительный щуп должен входить с легким защемлением. Для того чтобы убедиться в точности проверки, можно использовать щупы немного толще или немного тоньше номинального. Щуп с большей толщиной входить не должен, а щуп с меньшей толщиной должен входить свободно. Для удаления нагара из цилиндров можно снять головку блока цилиндров и механически очистить нагар с днищ поршней и клапанов, с поверхностей головки блока. Для этого используют деревянные скребки и металлические щетки. Чтобы нагар удалялся легче, предварительно его размягчают керосином. Нагар можно удалить, залив в каждый цилиндр прогретого двигателя 20 мл смеси, состоящей из 80 % керосина и 20 % масла. В этом случае двигатель можно не разбирать. Залив смесь, необходимо провернуть коленчатый вал двигателя пусковой рукояткой на 8 оборотов. Через 20–24 ч необходимо запустить двигатель на 30 мин. За это время размягченный нагар выгорит. Однако после удаления нагара данным способом нужно заменить

Основными неисправностями механизма газораспреде­ления являются нарушение тепловых зазоров клапанов; вы­тягивание зубчатого ремня и износ зубчатых шкивов или цепи и звез­дочек привода; износ маслоотражательных колпачков; ослабление креплений крышек подшип­ников распределительного вала; неплот­ное закрытие клапанов вследствие изнашивания их головок и седел, а также снижения упругости клапанных пружин; износ подшипников, шеек и кулачков распределительного вала, а также других деталей клапанного механизма (толка­телей, поршней и их осей, клапанов, их втулок и седел).

Нарушение регулировок и износ деталей механизма га­зораспределения сопровождаются повышенной шумностью и стуками при работе двигателя, потерей им мощности, а также повышенным дымлением и расходом масла (при из­носе маслоотражательных колпачков, когда масло начинает просачиваться в камеры сгорания цилиндров через клапа­ны). Необходимость ремонта или регулировки механизма газораспределения определяется по результатам проверки его технического состояния на автомобиле.

Проверка технического состояния механизма газораспределения заключается в оценке состояния его деталей по шумам и стукам, расходу сжатого воздуха, подаваемого в цилиндры, и компрессии, по измерениям изменений разря­жения во впускном трубопроводе, а также упругости кла­панных пружин.

По шумам и стукам определяются растяжение и износ цепи и звездочек привода газораспределительного механиз­ма, износ под­шипников и опорных шеек распределительного вала, увели­ченные зазоры в клапанном механизме вследствие наруше­ния регулировки или износа его деталей.

По расходу сжатого воздуха и падению компрессии уста­навливают нарушение герметичности клапанов вследствие износа посадочных поверхностей их седел и головок (при наличии нормальных тепловых зазоров клапанов). Расход сжатого воздуха определяется с помощью прибора К-69М, как это было описано выше. Поскольку повышенный расход воздуха одновременно характеризует состояние как криво­шипно-шатунного механизма, так и механизма газораспре­деления, для уточнения конкретной причины повышенного расхода сжатого воздуха производится повторное измерение расхода после заливки в цилиндр небольшого (25...30 г) ко­личества моторного масла, так же, как и при измерении ком­прессии. Если при этом расход сжатого воздуха восстанав­ливается до требуемой величины, то детали клапанного ме­ханизма находятся в удовлетворительном состоянии, а если нет - то потребуется снять головку цилиндров для ремонта (притирки клапанов, замены изношенных деталей).

По результатам измерений определяется необходимость разборки и ремонта механизма газораспределения (снятия и ремонта или замены головки цилиндров, распределитель­ного вала, деталей клапанного механизма).

Проверка упругости пружин клапанов производится как без снятия их с двигателя, так и после разборки клапанного механизма. Для контроля пружин непосредственно на дви­гателе необходимо снять клапанную крышку, установить поршень соответствующего цилиндра в ВМТ такта сжатия и с помощью прибора КИ-723 измерить усилие, необходимое для сжатия пружин. Если оно окажется меньше пре­дельно допустимого, то производят замену пружин или подкладывают под нижнюю опорную тарелку дополнительную шайбу.

Проверка и регулировка тепловых зазоров в приводе клапанов необходимы для обеспечения эффективной рабо­ты и долговечности двигателя. При увеличенном тепловом зазоре появляется частый металлический стук клапанов, хорошо прослушиваемый при малой частоте вращения на хо­лостом ходу. При этом происходят усиленное изнашивание торцов стержней клапанов, наконечников стержней или регулировочных шайб, падение мощности двигателя, так как сокращается время нахождения клапанов в открытом поло­жении и вследствие этого ухудшается наполнение горючей смесью и очистка цилиндров от отработавших газов. При малом зазоре или его отсутствии у выпускных клапанов по­являются хлопки из глушителя, а у впускных - из карбюра­тора. При этой неисправности клапаны неплотно садятся в седлах, что приводит к снижению компрессии, уменьшению мощности двигателя и обгоранию головок клапанов.

Для предотвращения этих неисправностей нужно перио­дически проверять и своевременно регулировать тепловые зазоры, а при износах клапанов и седел притирать их к сед­лам или заменять. Проверка и регулировка зазоров в приво­де клапанов производится на холодном двигателе при тем­пературе 15.,.20°С.

Техническое обслуживание механизма газораспределе­ния. Ежедневно при контрольном осмотре автомобиля пос­ле прогрева двигателя необходимо на слух убедиться в от­сутствии стуков при различной частоте вращения коленча­того вала.

После первых 2000 км пробега, а в дальнейшем через 30 000 км на двигателях надо подтягивать гайки креп­ления крышки подшипников распределительного вала в ус­тановленной последовательности моментом 18,4...22,6 Н м (1,9...2,3 кгс-м).

После каждых 15 000 км пробега необходимо проверять состояние и степень натяжения ремня привода распредели­тельного вала и натягивать его. При наличии складок, тре­щин, расслоения, замасливания и разлохмачивания привод­ного ремня возникает опасность разрыва при работе двига­теля, поэтому в этом случае он должен быть заменен ранее установленного срока (60 000 км пробега). В случае замасли­вания ремень тщательно протирают ветошью, смоченной бензином.

После каждых 30 000 км пробега (а при необходимости и раньше) надо проверять и регулировать тепловые зазоры клапанов. После каждых 60 000 км пробега рекомендуется производить замену зубчатого ремня привода распредели­тельного вала и маслоотражательных колпачков.