Автомобіль / Силова установка / Двигун внутрішнього згоряння / Механічна частина двигуна / Газорозподільний механізм / Коромисло клапана

Коромисло клапана

Автор матеріалу: Олег Тимошенко

Коромисло клапана (рокер) - це важіль газорозподільного механізму, який передає зусилля від кулачка розподільного вала або штанги на стрижень клапана і відкриває його. Коромисла встановлюють на вісь (вал) коромисел або на кульові опори, часто разом із гідрокомпенсаторами.

Від стану коромисел залежать фази і висота відкриття клапанів, а отже - наповнення циліндрів, потужність і тиша роботи двигуна. Знос коромисла проявляється цоканням, порушенням зазорів і нерівною роботою.

Головне правило TESMA: коромисла, вісь, кулачки і гідрокомпенсатори зношуються разом. Заміна одного коромисла без огляду пари часто не прибирає шум.

Типи коромисел

коромисла на осі - класична схема з регулювальним гвинтом;
роликові коромисла (рокери) з кульовою опорою і гідрокомпенсатором - зменшують тертя;
коромисла з механічним регулюванням зазору або з регулювальними шайбами.

Несправності і симптоми

знос контактної поверхні або ролика - цокання, яке не зникає після прогріву;
знос отвору або втулки на осі - люфт, порушення зазору;
заїдання ролика - швидкий знос кулачка;
поломка коромисла - клапан не відкривається, пропуски запалювання в циліндрі.

Діагностика і заміна

Прослуховування зони ГБЦ, порівняння на холодному і прогрітому двигуні.
Перевірка зазорів клапанів за процедурою виробника.
Огляд коромисел, роликів, осі і кулачків після зняття кришки коромисел.
Перевірка подачі оливи до осі і гідрокомпенсаторів.
Під час заміни коромисла встановлюють на свої місця або комплектом; зазори виставляють за документацією.

Як працює привід клапанів із коромислами

Кулачок розподільного вала натискає на коромисло (безпосередньо, через ролик або штангу), коромисло повертається на осі чи кульовій опорі і своїм іншим плечем відтискає стрижень клапана. Співвідношення плечей визначає, на скільки відкриється клапан відносно висоти кулачка. Зазор у приводі компенсують регулювальним гвинтом, шайбами або гідрокомпенсатором.

Причини зносу коромисел

недостатнє змащення: низький тиск оливи, засмічені канали осі;
стара олива з абразивом;
заїдання ролика коромисла;
неправильний зазор - ударні навантаження;
несправні гідрокомпенсатори;
перевищення обертів і «зависання» клапанів.

Як відрізнити шум коромисла

цокання у верхній частині двигуна з частотою вдвічі нижчою за оберти колінчастого вала;
на холодну може бути гучнішим, але при зносі не зникає після прогріву;
якщо цокання зникає після прогріву - частіше гідрокомпенсатори; див. Регулювання клапанів;
глухий стук у нижній частині блока - не коромисло, див. Стук у двигуні.

Що перевірити після заміни

зазори клапанів або роботу гідрокомпенсаторів після прогріву;
відсутність шуму на всіх режимах;
тиск оливи;
герметичність кришки коромисел.

Практичні випадки

Скарга: цокання, що не зникає після прогріву. Перевірка: знос ролика одного коромисла і кулачка. Висновок: заміна коромисла і розподільного вала.
Скарга: цокання на холодну 10 секунд. Перевірка: гідрокомпенсатори втрачають оливу на стоянці. Висновок: коромисла справні; перевірка оливи і гідрокомпенсаторів.

Типові помилки

діагноз за звуком без перевірки зазорів;
заміна гідрокомпенсаторів без перевірки тиску і якості оливи;
перестановка коромисел між клапанами;
ігнорування зносу кулачків розподільного вала;
регулювання зазорів на гарячому двигуні, якщо виробник вимагає холодний;
неправильне положення колінчастого вала при регулюванні;
повторне використання прокладки кришки коромисел;
пуск без заповнення гідрокомпенсаторів оливою після складання.

Роликові та ковзні коромисла

У старіших двигунах коромисло контактує з кулачком через загартовану площадку ковзання. Сучасні двигуни частіше мають роликові коромисла (рокери): кулачок котиться по ролику на голчастому підшипнику, що зменшує тертя і знос, але додає новий вузол зносу - підшипник ролика. Штамповані роликові рокери легкі й дешеві, але чутливі до якості масла: при забрудненому маслі голки ролика зношуються, ролик починає провертатися з ривками або заклинює, і тоді кулачок швидко зношується.

Як оглянути коромисло

Зона	Що шукати	Висновок
ролик	люфт, заїдання, лиски, сколи	заміна коромисла; огляд кулачка
площадка ковзання	виробіток, задири, сині кольори мінливості	масляне голодування, заміна коромисла і перевірка кулачка
п'ята, що тисне на клапан	виробіток, ступінька	неправильна геометрія приводу, великі зазори
гніздо гідрокомпенсатора або регулювальний гвинт	знос сфери, розбите гніздо	заміна пари
втулка (для коромисел на валу)	овальність, люфт на валу	перевірка вала коромисел
фіксатори і пружини	деформація, тріщини	заміна, перевірка правильності установки

Коромисла і гідрокомпенсатори

У багатьох двигунах коромисло спирається на гідрокомпенсатор, який автоматично вибирає зазор. Коромисло і гідрокомпенсатор працюють парою: знос сфери або гнізда дає стук, схожий на несправний компенсатор, а заміна лише компенсаторів не прибирає шум. Тому при стуку в ГРМ оглядають обидві деталі, а при заміні часто міняють їх комплектом. У двигунах без компенсаторів зазор встановлюють регулюванням клапанів, і зношене коромисло робить регулювання нестабільним.

Профілактика зносу коромисел

масло з допуском виробника і своєчасна заміна, особливо при міській експлуатації;
уникнення високих обертів на непрогрітому двигуні;
контроль тиску масла при появі стуку;
регулярна перевірка зазорів клапанів на двигунах без компенсаторів.

Передавальне відношення коромисла

Коромисло - важіль. Відношення плечей від осі до точки контакту з кулачком і до точки контакту з клапаном визначає, наскільки хід клапана більший за висоту підйому кулачка. Тому навіть невеликий знос площадки або ролика збільшує зазор у приводі в більшій мірі на стороні клапана, а заміна коромисла на деталь з іншою геометрією змінює фази і висоту підйому клапана. Саме тому коромисла підбирають за номером деталі для конкретного двигуна.

Схеми приводу клапанів з коромислами

Схема	Як працює	Типові проблеми
нижній розподільний вал (OHV)	кулачок - штовхач - штанга - коромисло на осі - клапан	знос осі коромисел, вигин штанг
верхній вал, коромисла на осі	кулачок тисне на коромисло, яке обертається на валу коромисел	знос втулок і вала, масляне голодування
верхній вал, роликові рокери на гідроопорах	рокер спирається одним кінцем на гідрокомпенсатор, іншим - на клапан, кулачок котиться по ролику	знос ролика, випадання рокера при неправильному збиранні

Наслідки зламу коромисла

Зламане або випале коромисло перестає відкривати клапан. Циліндр втрачає наповнення або випуск, двигун працює нерівно, з'являються пропуски запалювання і стук. Уламки можуть потрапити в привід ГРМ або в масляний піддон. Тому при появі різкого клацання в головці двигун глушать і знімають кришку коромисел для огляду.

Як зняти і встановити роликові рокери

Зніміть кришку коромисел і, якщо потрібно, розподільний вал за процедурою виробника.
Розкладіть рокери і гідрокомпенсатори в органайзер у порядку циліндрів.
Огляньте ролики, сфери і кінці штоків клапанів.
При установці переконайтеся, що рокер правильно сидить на штоку клапана і на гідроопорі, а фіксатор (якщо є) защепнутий.
Перед монтажем розподільного вала змастіть ролики маслом.
Після збирання провертайте колінвал вручну на два оберти і перевірте, що нічого не заклинює.

Як вибрати якісне коромисло для заміни

Коромисла клапанів виготовляє багато виробників, і зовні деталі можуть виглядати однаково. Проте різниця в матеріалі, термообробці і точності виготовлення визначає, скільки прослужить коромисло і чи не пошкодить воно розподільний вал. Дешева деталь з м'якою робочою поверхнею здатна за короткий час зруйнувати кулачки, і ремонт обійдеться значно дорожче за економію.

На що дивитися	Чому це важливо
відповідність каталожному номеру за VIN або кодом двигуна	геометрія і передавальне відношення відрізняються між версіями
якість обробки робочої поверхні або ролика	грубі сліди обробки прискорюють знос кулачка
легкість обертання ролика без люфту	заїдання ролика призводить до ковзання і задирів на кулачку
розташування і діаметр мастильних отворів	від них залежить подача оливи до тертьових пар
сумісність з гідрокомпенсатором	гніздо під гідрокомпенсатор повинно відповідати розміру
маркування виробника і упаковка	допомагає відрізнити деталь від підробки

Роликові коромисла бажано купувати комплектом для всього двигуна або хоча б для однієї головки. Змішування деталей різних виробників може спричинити різну висоту підйому клапанів і нерівномірну роботу циліндрів.

Окремо оцінюють розподільний вал. Нове коромисло на зношеному кулачку швидко повторить його профіль і втратить працездатність. Якщо на кулачках є сліди зносу або викришування, заміна лише коромисел не дасть тривалого результату. Детальніше про оцінку - на сторінці розподільний вал.

Під час заміни корисно порівняти нове коромисло зі старим: розміри, форма і розташування отворів повинні збігатися. Будь-яка відмінність - привід уточнити сумісність до встановлення.

Коромисла і фази газорозподілу: що змінюється при зносі

Коромисло передає рух від кулачка до клапана. Будь-який знос у цьому ланцюгу змінює момент відкриття і закриття клапана, висоту його підйому і тривалість відкритого стану. Хоча самі фази задаються положенням розподільного вала, фактична робота клапана залежить і від стану коромисла.

Як знос впливає на роботу клапана

знос робочої поверхні коромисла збільшує зазор і зменшує висоту підйому;
клапан відкривається пізніше і закривається раніше, ніж задумано;
наповнення циліндра погіршується, особливо на високих обертах;
зростають ударні навантаження на сідло і торець клапана;
з'являється шум, який посилюється з прогрівом;
гідрокомпенсатор може не встигати компенсувати зазор.

У двигунах з регулюванням фаз блок керування розраховує положення розподільного вала, вважаючи механізм справним. Якщо коромисла зношені, фактична робота клапанів відрізняється від розрахункової, і двигун може втрачати потужність або працювати нерівно, хоча фазорегулятор і датчики справні.

Для оцінки впливу зносу перевіряють клапанні зазори в усіх циліндрах і порівнюють їх між собою. Значна різниця між сусідніми клапанами вказує на нерівномірний знос коромисел або кулачків. Порядок вимірювання описано на сторінці перевірка зазорів клапанів.

Якщо зазори регулюються гвинтом, знос коромисла можна частково компенсувати регулюванням. Але при сильному зносі робочої поверхні регулювання не відновлює правильну геометрію контакту, і коромисло потрібно замінити.

Після заміни коромисел зазори перевіряють повторно через невеликий пробіг, коли деталі припрацюються.

Коромисло клапана: що можна перевірити самостійно, а що - на сервісі

Коромисла розташовані під клапанною кришкою, і їх огляд потребує розбирання. Проте власник може помітити ранні ознаки зносу на слух і за поведінкою двигуна. Вчасне звернення до сервісу допомагає уникнути пошкодження розподільного вала.

Дія	Власник	Сервіс
фіксація цокання у верхній частині двигуна	так	так
спостереження, чи змінюється шум після прогріву	так	так
контроль рівня і стану оливи	так	так
запис звуку і обставин його появи	так	так
зняття клапанної кришки і огляд коромисел	ні	так
вимірювання зазорів і тиску оливи	ні	так
заміна коромисел і регулювання	ні	так

Цокання зношеного коромисла зазвичай ритмічне, залежить від обертів і чутніше на холостому ходу. Схожий звук дають гідрокомпенсатори, форсунки і нещільний випускний колектор. Тому записи звуку і опис умов допомагають сервісу швидше визначити джерело.

Якщо шум з'явився після заміни оливи, варто перевірити її в'язкість і рівень. Неправильна олива може погіршити змащення коромисел і гідрокомпенсаторів. Про розпізнавання стуків - на сторінці стук у двигуні.

Регулярна заміна оливи і фільтра - найкраща профілактика зносу коромисел, оскільки вони дуже чутливі до якості змащення.

Окремо варто звертати увагу на шум після тривалої стоянки. Короткочасне цокання в перші секунди після пуску часто пов'язане з гідрокомпенсаторами, які втратили частину оливи, і зникає після заповнення. Якщо ж шум не зникає після прогріву або стає гучнішим, імовірніший механічний знос коромисел, осі або кулачків.

При появі металевого скреготу або різкого посилення шуму рух краще припинити: зламане коромисло може пошкодити клапан і розподільний вал.

Часті питання

Чи можна замінити одне коромисло?

Так, якщо інші коромисла, вісь і кулачки без зносу. При помітному зносі одного коромисла варто оглянути весь комплект.

Чи небезпечно цокання коромисла?

Саме по собі не відразу, але воно свідчить про знос або порушений зазор. Поломка коромисла може залишити клапан непрацюючим і пошкодити кулачок.

Чи можна поставити б/в коромисла?

Лише після огляду ролика і робочих поверхонь і тільки на ті самі місця, де вони працювали. Змішувати коромисла з різних двигунів не варто.

Чому після заміни коромисел стук не зник?

Причина могла бути в гідрокомпенсаторах, зношеному кулачку, валу коромисел або низькому тиску масла. Потрібна повна діагностика ГРМ.

Скільки служать коромисла?

При правильному обслуговуванні часто весь ресурс двигуна. Основні причини передчасного зносу - старе або неякісне масло, низький тиск масла і перегрів.

Чи можна міняти лише одне коромисло?

Так, якщо інші в нормі і пошкодження має локальну причину. Але при загальному зносі через масляне голодування краще замінити комплект і перевірити розподільний вал.