Автомобиль / Силовая установка / Двигатель внутреннего сгорания / Механическая часть двигателя / Газораспределительный механизм / Коромысло клапана

Коромысло клапана

Автор материала: Олег Тимошенко

Коромысло клапана (рокер) - это рычаг газораспределительного механизма, который передает усилие от кулачка распределительного вала или штанги на стержень клапана и открывает его. Коромысла устанавливают на ось (вал) коромысел или на шаровые опоры, часто вместе с гидрокомпенсаторами.

От состояния коромысел зависят фазы и высота открытия клапанов, а значит - наполнение цилиндров, мощность и тишина работы двигателя. Износ коромысла проявляется цоканьем, нарушением зазоров и неровной работой.

Главное правило TESMA: коромысла, ось, кулачки и гидрокомпенсаторы изнашиваются вместе. Замена одного коромысла без осмотра пары часто не убирает шум.

Типы коромысел

коромысла на оси - классическая схема с регулировочным винтом;
роликовые коромысла (рокеры) с шаровой опорой и гидрокомпенсатором - уменьшают трение;
коромысла с механической регулировкой зазора или с регулировочными шайбами.

Неисправности и симптомы

износ контактной поверхности или ролика - цоканье, не исчезающее после прогрева;
износ отверстия или втулки на оси - люфт, нарушение зазора;
заедание ролика - быстрый износ кулачка;
поломка коромысла - клапан не открывается, пропуски зажигания в цилиндре.

Диагностика и замена

Прослушивание зоны ГБЦ, сравнение на холодном и прогретом двигателе.
Проверка зазоров клапанов по процедуре производителя.
Осмотр коромысел, роликов, оси и кулачков после снятия крышки коромысел.
Проверка подачи масла к оси и гидрокомпенсаторам.
При замене коромысла устанавливают на свои места или комплектом; зазоры выставляют по документации.

Как работает привод клапанов с коромыслами

Кулачок распределительного вала нажимает на коромысло (непосредственно, через ролик или штангу), коромысло поворачивается на оси или шаровой опоре и своим другим плечом отжимает стержень клапана. Соотношение плеч определяет, насколько откроется клапан относительно высоты кулачка. Зазор в приводе компенсируют регулировочным винтом, шайбами или гидрокомпенсатором.

Причины износа коромысел

недостаточная смазка: низкое давление масла, засоренные каналы оси;
старое масло с абразивом;
заедание ролика коромысла;
неправильный зазор - ударные нагрузки;
неисправные гидрокомпенсаторы;
превышение оборотов и «зависание» клапанов.

Как отличить шум коромысла

цоканье в верхней части двигателя с частотой вдвое ниже оборотов коленчатого вала;
на холодную может быть громче, но при износе не исчезает после прогрева;
если цоканье исчезает после прогрева - чаще гидрокомпенсаторы; см. Регулировка клапанов;
глухой стук в нижней части блока - не коромысло, см. Стук в двигателе.

Что проверить после замены

зазоры клапанов или работу гидрокомпенсаторов после прогрева;
отсутствие шума на всех режимах;
давление масла;
герметичность крышки коромысел.

Практические случаи

Жалоба: цоканье, не исчезающее после прогрева. Проверка: износ ролика одного коромысла и кулачка. Вывод: замена коромысла и распределительного вала.
Жалоба: цоканье на холодную 10 секунд. Проверка: гидрокомпенсаторы теряют масло на стоянке. Вывод: коромысла исправны; проверка масла и гидрокомпенсаторов.

Типичные ошибки

диагноз по звуку без проверки зазоров;
замена гидрокомпенсаторов без проверки давления и качества масла;
перестановка коромысел между клапанами;
игнорирование износа кулачков распределительного вала;
регулировка зазоров на горячем двигателе, если производитель требует холодный;
неправильное положение коленчатого вала при регулировке;
повторное использование прокладки крышки коромысел;
пуск без заполнения гидрокомпенсаторов маслом после сборки.

Роликовые и скользящие коромысла

В более старых двигателях коромысло контактирует с кулачком через закаленную площадку скольжения. Современные двигатели чаще имеют роликовые коромысла (рокеры): кулачок катится по ролику на игольчатом подшипнике, что уменьшает трение и износ, но добавляет новый узел износа - подшипник ролика. Штампованные роликовые рокеры легкие и дешевые, но чувствительны к качеству масла: при загрязненном масле иглы ролика изнашиваются, ролик начинает проворачиваться рывками или заклинивает, и тогда кулачок быстро изнашивается.

Как осмотреть коромысло

Зона	Что искать	Вывод
ролик	люфт, заедание, лыски, сколы	замена коромысла; осмотр кулачка
площадка скольжения	выработка, задиры, цвета побежалости	масляное голодание, замена коромысла и проверка кулачка
пятка, давящая на клапан	выработка, ступенька	неправильная геометрия привода, большие зазоры
гнездо гидрокомпенсатора или регулировочный винт	износ сферы, разбитое гнездо	замена пары
втулка (для коромысел на валу)	овальность, люфт на валу	проверка вала коромысел
фиксаторы и пружины	деформация, трещины	замена, проверка правильности установки

Коромысла и гидрокомпенсаторы

Во многих двигателях коромысло опирается на гидрокомпенсатор, который автоматически выбирает зазор. Коромысло и гидрокомпенсатор работают парой: износ сферы или гнезда дает стук, похожий на неисправный компенсатор, а замена только компенсаторов не убирает шум. Поэтому при стуке в ГРМ осматривают обе детали, а при замене часто меняют их комплектом. В двигателях без компенсаторов зазор устанавливают регулировкой клапанов, и изношенное коромысло делает регулировку нестабильной.

Профилактика износа коромысел

масло с допуском производителя и своевременная замена, особенно при городской эксплуатации;
избегание высоких оборотов на непрогретом двигателе;
контроль давления масла при появлении стука;
регулярная проверка зазоров клапанов на двигателях без компенсаторов.

Передаточное отношение коромысла

Коромысло - рычаг. Отношение плеч от оси до точки контакта с кулачком и до точки контакта с клапаном определяет, насколько ход клапана больше высоты подъема кулачка. Поэтому даже небольшой износ площадки или ролика увеличивает зазор в приводе в большей мере на стороне клапана, а замена коромысла на деталь с другой геометрией меняет фазы и высоту подъема клапана. Именно поэтому коромысла подбирают по номеру детали для конкретного двигателя.

Схемы привода клапанов с коромыслами

Схема	Как работает	Типичные проблемы
нижний распределительный вал (OHV)	кулачок - толкатель - штанга - коромысло на оси - клапан	износ оси коромысел, изгиб штанг
верхний вал, коромысла на оси	кулачок давит на коромысло, которое вращается на валу коромысел	износ втулок и вала, масляное голодание
верхний вал, роликовые рокеры на гидроопорах	рокер опирается одним концом на гидрокомпенсатор, другим - на клапан, кулачок катится по ролику	износ ролика, выпадение рокера при неправильной сборке

Последствия поломки коромысла

Сломанное или выпавшее коромысло перестает открывать клапан. Цилиндр теряет наполнение или выпуск, двигатель работает неровно, появляются пропуски зажигания и стук. Обломки могут попасть в привод ГРМ или в масляный поддон. Поэтому при появлении резкого щелчка в головке двигатель глушат и снимают крышку коромысел для осмотра.

Как снять и установить роликовые рокеры

Снимите крышку коромысел и, если нужно, распределительный вал по процедуре производителя.
Разложите рокеры и гидрокомпенсаторы в органайзер в порядке цилиндров.
Осмотрите ролики, сферы и концы штоков клапанов.
При установке убедитесь, что рокер правильно сидит на штоке клапана и на гидроопоре, а фиксатор (если есть) защелкнут.
Перед монтажом распределительного вала смажьте ролики маслом.
После сборки проворачивайте коленвал вручную на два оборота и проверьте, что ничего не заклинивает.

Как выбрать качественное коромысло для замены

Коромысла клапанов производит много производителей, и внешне детали могут выглядеть одинаково. Однако разница в материале, термообработке и точности изготовления определяет, сколько прослужит коромысло и не повредит ли оно распределительный вал. Дешевая деталь с мягкой рабочей поверхностью способна за короткое время разрушить кулачки, и ремонт обойдется значительно дороже экономии.

На что смотреть	Почему это важно
соответствие каталожному номеру по VIN или коду двигателя	геометрия и передаточное отношение отличаются между версиями
качество обработки рабочей поверхности или ролика	грубые следы обработки ускоряют износ кулачка
легкость вращения ролика без люфта	заедание ролика приводит к скольжению и задирам на кулачке
расположение и диаметр смазочных отверстий	от них зависит подача масла к трущимся парам
совместимость с гидрокомпенсатором	гнездо под гидрокомпенсатор должно соответствовать размеру
маркировка производителя и упаковка	помогает отличить деталь от подделки

Роликовые коромысла желательно покупать комплектом для всего двигателя или хотя бы для одной головки. Смешивание деталей разных производителей может вызвать разную высоту подъема клапанов и неравномерную работу цилиндров.

Отдельно оценивают распределительный вал. Новое коромысло на изношенном кулачке быстро повторит его профиль и потеряет работоспособность. Если на кулачках есть следы износа или выкрашивания, замена только коромысел не даст длительного результата. Подробнее об оценке - на странице распределительный вал.

При замене полезно сравнить новое коромысло со старым: размеры, форма и расположение отверстий должны совпадать. Любое отличие - повод уточнить совместимость до установки.

Коромысла и фазы газораспределения: что меняется при износе

Коромысло передает движение от кулачка к клапану. Любой износ в этой цепи меняет момент открытия и закрытия клапана, высоту его подъема и продолжительность открытого состояния. Хотя сами фазы задаются положением распределительного вала, фактическая работа клапана зависит и от состояния коромысла.

Как износ влияет на работу клапана

износ рабочей поверхности коромысла увеличивает зазор и уменьшает высоту подъема;
клапан открывается позже и закрывается раньше, чем задумано;
наполнение цилиндра ухудшается, особенно на высоких оборотах;
растут ударные нагрузки на седло и торец клапана;
появляется шум, который усиливается с прогревом;
гидрокомпенсатор может не успевать компенсировать зазор.

В двигателях с регулированием фаз блок управления рассчитывает положение распределительного вала, считая механизм исправным. Если коромысла изношены, фактическая работа клапанов отличается от расчетной, и двигатель может терять мощность или работать неровно, хотя фазорегулятор и датчики исправны.

Для оценки влияния износа проверяют клапанные зазоры во всех цилиндрах и сравнивают их между собой. Значительная разница между соседними клапанами указывает на неравномерный износ коромысел или кулачков. Порядок измерения описан на странице проверка зазоров клапанов.

Если зазоры регулируются винтом, износ коромысла можно частично компенсировать регулировкой. Но при сильном износе рабочей поверхности регулировка не восстанавливает правильную геометрию контакта, и коромысло нужно заменить.

После замены коромысел зазоры проверяют повторно через небольшой пробег, когда детали приработаются.

Коромысло клапана: что можно проверить самостоятельно, а что - на сервисе

Коромысла расположены под клапанной крышкой, и их осмотр требует разборки. Однако владелец может заметить ранние признаки износа на слух и по поведению двигателя. Своевременное обращение в сервис помогает избежать повреждения распределительного вала.

Действие	Владелец	Сервис
фиксация цоканья в верхней части двигателя	да	да
наблюдение, меняется ли шум после прогрева	да	да
контроль уровня и состояния масла	да	да
запись звука и обстоятельств его появления	да	да
снятие клапанной крышки и осмотр коромысел	нет	да
измерение зазоров и давления масла	нет	да
замена коромысел и регулировка	нет	да

Цоканье изношенного коромысла обычно ритмичное, зависит от оборотов и слышнее на холостом ходу. Похожий звук дают гидрокомпенсаторы, форсунки и неплотный выпускной коллектор. Поэтому записи звука и описание условий помогают сервису быстрее определить источник.

Если шум появился после замены масла, стоит проверить его вязкость и уровень. Неправильное масло может ухудшить смазку коромысел и гидрокомпенсаторов. О распознавании стуков - на странице стук в двигателе.

Регулярная замена масла и фильтра - лучшая профилактика износа коромысел, поскольку они очень чувствительны к качеству смазки.

Отдельно стоит обращать внимание на шум после длительной стоянки. Кратковременное цоканье в первые секунды после пуска часто связано с гидрокомпенсаторами, которые потеряли часть масла, и исчезает после заполнения. Если же шум не исчезает после прогрева или становится громче, вероятнее механический износ коромысел, оси или кулачков.

При появлении металлического скрежета или резкого усиления шума движение лучше прекратить: сломанное коромысло может повредить клапан и распределительный вал.

Частые вопросы

Можно ли заменить одно коромысло?

Да, если остальные коромысла, ось и кулачки без износа. При заметном износе одного коромысла стоит осмотреть весь комплект.

Опасно ли цоканье коромысла?

Само по себе не сразу, но оно говорит об износе или нарушенном зазоре. Поломка коромысла может оставить клапан неработающим и повредить кулачок.

Можно ли поставить б/у коромысла?

Только после осмотра ролика и рабочих поверхностей и только на те же места, где они работали. Смешивать коромысла с разных двигателей не стоит.

Почему после замены коромысел стук не исчез?

Причина могла быть в гидрокомпенсаторах, изношенном кулачке, валу коромысел или низком давлении масла. Нужна полная диагностика ГРМ.

Сколько служат коромысла?

При правильном обслуживании часто весь ресурс двигателя. Основные причины преждевременного износа - старое или некачественное масло, низкое давление масла и перегрев.

Можно ли менять только одно коромысло?

Да, если остальные в норме и повреждение имеет локальную причину. Но при общем износе из-за масляного голодания лучше заменить комплект и проверить распределительный вал.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Признаки неисправности

Симптомы - Механическая часть двигателя

Типичные неисправности

Износ распределительного вала

Замена и обслуживание

Смежные детали

Что еще почитать по этой теме

Товарные группы TESMA

Вывод

Коромысло клапана передает движение от распределительного вала на клапан. Его износ дает цоканье и нарушение зазоров, поэтому оценивать нужно весь привод клапанов.

Правило TESMA: зазоры клапанов - только по документации производителя, коромысла - на свои места.