Автомобіль / Силова установка / Двигун внутрішнього згоряння / Механічна частина двигуна / Газорозподільний механізм / Вал коромисел

Вал коромисел

Автор матеріалу: Олег Тимошенко

Вал коромисел (вісь коромисел) - це порожниста загартована вісь у головці блока циліндрів, на якій хитаються коромисла клапанів. Через внутрішній канал вала до коромисел і часто до гідрокомпенсаторів подається моторна олива.

Вал коромисел характерний для двигунів із коромисловим приводом клапанів. Його знос або порушення подачі оливи викликає цокання в ГБЦ, швидкий знос коромисел і кулачків розподільного вала. Торці вала в деяких двигунах закривають заглушками, через які можливі витоки оливи.

Головне правило TESMA: вісь коромисел - частина системи змащення ГБЦ. Знос вала завжди перевіряють разом із подачею оливи, коромислами і кулачками.

Несправності вала коромисел

знос поверхні в зоні коромисел - люфт, цокання;
засмічення масляних отворів відкладеннями - масляне голодування коромисел;
вигин або тріщина після обриву ГРМ чи заклинювання клапана;
витоки оливи через торцеві заглушки;
ослаблення кріплення стійок.

Діагностика

Прослуховування ГБЦ і вимірювання тиску масла.
Після зняття кришки коромисел - перевірка люфту коромисел на осі, огляд масляних отворів.
Після демонтажу - вимірювання діаметра вала в робочих зонах і отворів коромисел, перевірка прямолінійності.

Заміна

При зносі вал замінюють разом із коромислами або перевіряють пару за зазором. Під час складання дотримуються орієнтації масляних отворів, порядку затягування стійок і моменту з документації виробника. Після складання перевіряють і за потреби регулюють зазори клапанів.

Конструкція вала коромисел

Вал коромисел - загартована порожниста вісь, закріплена в стійках на головці блока. Усередині проходить масляний канал, а напроти кожного коромисла зроблено отвір для подачі оливи. Між коромислами можуть стояти пружини або дистанційні втулки. Торці вала закривають заглушками.

Причини зносу і пошкодження

низький тиск і стара олива - знос у зонах коромисел;
відкладення в каналі після перегріву або нерегулярної заміни оливи;
неправильна орієнтація при складанні - масляні отвори не напроти коромисел;
нерівномірне затягування стійок - вигин вала;
удар клапанів об поршні після обриву ГРМ.

Розширена перевірка

Зніміть кришку коромисел і огляньте сліди змащення на кожному коромислі.
Перевірте радіальний люфт кожного коромисла на осі.
Після демонтажу виміряйте діаметр вала в робочих зонах і поза ними.
Перевірте прямолінійність вала на призмах.
Прочистіть і продуйте канал, перевірте прохідність отворів.
Огляньте заглушки на витік.
Перевірте тиск оливи двигуна.

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.

Вимірювання зношення: що і чим

Параметр	Інструмент	Що означає відхилення
діаметр вала в зонах роботи коромисел	мікрометр	знос робочих шийок, нерівномірне навантаження
внутрішній діаметр втулки коромисла	нутромір	знос втулки, розбита посадка
зазор вал-коромисло	різниця діаметрів або щуп	стук, падіння тиску масла у верхній частині
прямолінійність вала	призми і індикатор	вигин після обриву ременя або заклинювання
стан масляних отворів	огляд, продування	закоксовані канали, масляне голодування

Граничні діаметри і зазори для конкретного двигуна беруть із сервісної документації виробника. Для оцінки важлива також рівномірність: якщо одна шийка зношена значно більше за інші, шукайте причину в подачі масла до цієї зони або в клапані цього циліндра.

Зв'язок вала коромисел із системою змащення

У більшості конструкцій вал коромисел порожнистий і є частиною масляної магістралі головки блоку: масло надходить у вал через опору, а з нього - через радіальні отвори до втулок коромисел і далі на кулачки. Тому знос вала і тиск масла пов'язані в обидва боки: низький тиск прискорює знос, а великі зазори на валу «скидають» масло і знижують тиск на дальніх ділянках. Пробки в торцях вала (заглушки) теж утримують тиск - їх негерметичність дає ті самі симптоми.

Як відрізнити шум вала коромисел від інших шумів ГРМ

Великі зазори клапанів - чіткий металевий стукіт з частотою розподільного вала, не залежить від прогріву масла; лікується регулюванням клапанів.
Гідрокомпенсатори - стук на холодну, що зникає після прогріву або підвищення обертів.
Знос вала і втулок коромисел - глухий стук, що посилюється на гарячому двигуні, коли масло рідшає, супроводжується низьким тиском масла.
Знос кулачків - нерівномірна робота, втрата потужності, часто без сильного стуку (знос розподільного вала).

Збирання і затягування

Встановлюйте коромисла на свої місця і в тій самій орієнтації, якщо використовуєте старі деталі.
Змастіть вал і втулки чистим моторним маслом перед збиранням.
Перевірте положення масляних отворів вала: при неправильній установці отвори можуть бути спрямовані не до втулок.
Затягуйте кріплення опор поступово, у послідовності і з моментами виробника, провертаючи колінвал так, щоб уникнути тиску відкритих клапанів на одну опору.
Після збирання виконайте перевірку зазорів клапанів.

Практичні випадки

Скарга: стук у верхній частині двигуна на гарячому холостому ходу. Перевірка: тиск масла на гарячому низький, зазор вал-коромисло в кількох точках збільшений. Висновок: заміна вала і втулок коромисел, промивання каналів, заміна масла.
Скарга: після заміни вала - стук і знос кулачка за кілька тисяч км. Перевірка: вал встановлено з масляними отворами не в той бік. Висновок: перевстановлення вала, заміна пошкодженого коромисла і розподільного вала.

Призначення вала коромисел

Вал (вісь) коромисел - нерухома деталь у головці блоку, на якій гойдаються коромисла клапанів. Він визначає положення коромисел відносно кулачків розподільного вала і клапанів, сприймає сили від пружин клапанів і одночасно є масляним каналом. Від точності його положення і стану поверхні залежать точність фаз, рівність зазорів і шум ГРМ.

Деталі вузла

сам вал - порожниста загартована труба з радіальними отворами;
опори або стійки, що кріплять вал до головки;
дистанційні пружини або втулки між коромислами;
стопорні шайби і шплінти на кінцях вала;
заглушки торців, що утримують тиск масла.

Коли вузол краще замінити комплектом

Якщо вал зношений, коромисла, що працювали на ньому, майже завжди теж мають розбиті втулки. Нове коромисло на старому валу або новий вал зі старими коромислами дають неоптимальний зазор і швидкий повторний знос. Тому при значному зносі вузол замінюють разом: вал, коромисла, кріпіж, пружини, а також перевіряють кулачки розподільного вала, бо вони працювали в парі зі зношеними коромислами.

Що зробити з системою змащення при ремонті

промити масляні канали головки і вала;
замінити масло і фільтр;
перевірити тиск масла манометром на холодному і гарячому двигуні;
оглянути маслоприймач на забруднення;
з'ясувати причину масляного голодування, якщо знос був нерівномірним.

Вал коромисел у двигунах з різними схемами ГРМ

Вал коромисел зустрічається в кількох схемах газорозподільного механізму, і в кожній він виконує дещо інші функції. Від схеми залежать навантаження на вал, спосіб його змащення і типові несправності. Розуміння конструкції конкретного двигуна допомагає правильно діагностувати шум і вибрати методику ремонту.

Схема ГРМ	Роль вала коромисел	Типові особливості
нижньовальна (OHV) зі штангами	опора коромисел, що передають рух від штанг до клапанів	довгий вал на всю головку, змащення через стійки або штанги
верхньовальна з одним розподільним валом (SOHC)	опора коромисел впускних і випускних клапанів	часто два вали коромисел, олива подається через сам вал
з перемиканням профілю кулачків	канали в валу керують блокуванням коромисел	чутливість до тиску і чистоти оливи
дизельний з гальмом двигуна	додаткові коромисла або механізми на валу	підвищені навантаження, складніше регулювання

У двигунах з системами перемикання профілю кулачків вал коромисел часто є частиною гідравлічної системи. Олива під тиском подається через канали вала до фіксаторів, які з'єднують коромисла між собою. Знос вала або забруднення каналів призводить до того, що система не перемикається, і двигун втрачає потужність на високих обертах.

У нижньовальних двигунах вал коромисел довгий і кріпиться кількома стійками. Нерівномірне затягування стійок або деформація головки можуть вигнути вал, і коромисла почнуть заїдати. Тому при збиранні дотримуються послідовності затягування.

Загальну будову механізму описано на сторінці газорозподільний механізм. Перед ремонтом корисно визначити схему конкретного двигуна і знайти його документацію.

Помилка в розумінні схеми часто призводить до неправильного висновку про причину шуму.

Як вибрати запчастини для ремонту вузла

Ремонт вузла вала коромисел може обмежуватися заміною окремих деталей або виконуватися комплектом. Вибір залежить від стану всіх елементів і доступності запчастин. Неправильно підібрані деталі можуть змінити геометрію приводу клапанів і скоротити ресурс розподільного вала.

Що враховують при виборі

каталожний номер за VIN або кодом двигуна;
діаметр вала і розташування мастильних отворів;
тип і розташування заглушок на торцях вала;
сумісність коромисел з новим валом за діаметром отвору;
наявність у комплекті пружин, шайб і фіксаторів;
якість поверхні і твердість вала.

Варіант	Переваги	Ризики
оригінальний вал і коромисла	точна геометрія і сумісність	вища вартість, можлива довга доставка
якісний аналог від відомого виробника	доступність, нижча ціна	потрібно перевірити розміри і отвори
комплект вала з коромислами	деталі підібрані між собою	вища вартість, ніж окремий вал
вживаний вузол	низька ціна	невідомий знос, ризик швидкої повторної відмови

Новий вал зі старими зношеними коромислами працюватиме зі збільшеним зазором, і шум швидко повернеться. Так само нові коромисла на зношеному валу не дадуть очікуваного результату. Тому при значному зносі доцільно міняти обидві деталі разом.

Після встановлення нових деталей обов'язково виконують регулювання клапанів, якщо конструкція його передбачає.

Перед встановленням новий вал очищують від консерваційного мастила, продувають мастильні канали і змащують робочі поверхні чистою моторною оливою. Також перевіряють, щоб заглушки на торцях були встановлені щільно: незакрита заглушка спричиняє падіння тиску оливи в усьому верхньому вузлі. Старі деталі варто зберегти до завершення контрольної поїздки.

Вал коромисел: що можна перевірити самостійно, а що - на сервісі

Вал коромисел знаходиться під клапанною кришкою і без розбирання недоступний для огляду. Проте ознаки зносу часто чутні на слух, а деякі пов'язані з ними проблеми власник може помітити сам. Своєчасна реакція допомагає уникнути пошкодження розподільного вала і клапанів.

Дія	Власник	Сервіс
фіксація цокання або шелесту у верхній частині двигуна	так	так
контроль лампи тиску оливи і рівня	так	так
спостереження за втратою потужності на високих обертах	так	так
фіксація витоку оливи з-під клапанної кришки	так	так
вимірювання тиску оливи манометром	ні	так
огляд і вимірювання вала і коромисел	ні	так
ремонт і регулювання клапанів	ні	так

Шум від вала коромисел часто посилюється після прогріву, коли олива стає рідшою. Якщо разом з шумом періодично блимає лампа тиску оливи, проблема може бути в системі змащення, а не лише у валу. У такому разі потрібне вимірювання тиску оливи манометром.

Витік оливи з-під клапанної кришки не пов'язаний напряму з валом коромисел, але при його усуненні сервіс може оглянути вузол без додаткового розбирання. Це зручна нагода оцінити знос.

Використання оливи правильної в'язкості і своєчасна заміна фільтра - головні умови довгого ресурсу вала коромисел.

Якщо двигун має систему перемикання профілю кулачків, власник може помітити, що автомобіль перестав «підхоплювати» на високих обертах або з'явилася помилка системи регулювання фаз. Це теж може бути пов'язано зі станом вала коромисел і тиском оливи в ньому, тому таку інформацію варто передати сервісу разом з описом шуму.

Часті питання

Чи можна шліфувати вал коромисел?

Як правило, ні: вал має загартований шар, і його замінюють разом із зношеними коромислами.

Чи можна шліфувати вал коромисел?

Як правило, ні: вал має загартований поверхневий шар, а ремонтних розмірів втулок зазвичай немає. Зношений вал замінюють.

Чи впливає в'язкість масла на знос вала коромисел?

Так. Занадто рідке або старе масло не утримує масляну плівку, а надто густе погано доходить до верхньої частини при холодному пуску. Застосовуйте масло з допуском виробника.

Чи можна повернути вал на 180 градусів, щоб використовувати незношену сторону?

Ні. Положення масляних отворів визначене конструкцією, і поворот вала порушить змащення коромисел.

Чи пов'язаний знос вала коромисел з гідрокомпенсаторами?

Так: великі зазори на валу знижують тиск масла у верхній частині, і гідрокомпенсатори гірше заповнюються, починають стукати. Заміна лише компенсаторів у такому випадку не допомагає.