Автомобиль / Силовая установка / Двигатель внутреннего сгорания / Механическая часть двигателя / Газораспределительный механизм / Вал коромысел

Вал коромысел

Автор материала: Олег Тимошенко

Вал коромысел (ось коромысел) - это полая закаленная ось в головке блока цилиндров, на которой качаются коромысла клапанов. Через внутренний канал вала к коромыслам и часто к гидрокомпенсаторам подается моторное масло.

Вал коромысел характерен для двигателей с коромысловым приводом клапанов. Его износ или нарушение подачи масла вызывает цоканье в ГБЦ, быстрый износ коромысел и кулачков распределительного вала. Торцы вала в некоторых двигателях закрывают заглушками, через которые возможны утечки масла.

Главное правило TESMA: ось коромысел - часть системы смазки ГБЦ. Износ вала всегда проверяют вместе с подачей масла, коромыслами и кулачками.

Неисправности вала коромысел

износ поверхности в зоне коромысел - люфт, цоканье;
засорение масляных отверстий отложениями - масляное голодание коромысел;
изгиб или трещина после обрыва ГРМ или заклинивания клапана;
утечки масла через торцевые заглушки;
ослабление крепления стоек.

Диагностика

Прослушивание ГБЦ и измерение давления масла.
После снятия крышки коромысел - проверка люфта коромысел на оси, осмотр масляных отверстий.
После демонтажа - измерение диаметра вала в рабочих зонах и отверстий коромысел, проверка прямолинейности.

Замена

При износе вал заменяют вместе с коромыслами или проверяют пару по зазору. При сборке соблюдают ориентацию масляных отверстий, порядок затяжки стоек и момент из документации производителя. После сборки проверяют и при необходимости регулируют зазоры клапанов.

Конструкция вала коромысел

Вал коромысел - закаленная полая ось, закрепленная в стойках на головке блока. Внутри проходит масляный канал, а напротив каждого коромысла сделано отверстие для подачи масла. Между коромыслами могут стоять пружины или дистанционные втулки. Торцы вала закрывают заглушками.

Причины износа и повреждения

низкое давление и старое масло - износ в зонах коромысел;
отложения в канале после перегрева или нерегулярной замены масла;
неправильная ориентация при сборке - масляные отверстия не напротив коромысел;
неравномерная затяжка стоек - изгиб вала;
удар клапанов о поршни после обрыва ГРМ.

Расширенная проверка

Снимите крышку коромысел и осмотрите следы смазки на каждом коромысле.
Проверьте радиальный люфт каждого коромысла на оси.
После демонтажа измерьте диаметр вала в рабочих зонах и вне их.
Проверьте прямолинейность вала на призмах.
Прочистите и продуйте канал, проверьте проходимость отверстий.
Осмотрите заглушки на утечку.
Проверьте давление масла двигателя.

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.

Измерение износа: что и чем

Параметр	Инструмент	Что означает отклонение
диаметр вала в зонах работы коромысел	микрометр	износ рабочих шеек, неравномерная нагрузка
внутренний диаметр втулки коромысла	нутромер	износ втулки, разбитая посадка
зазор вал-коромысло	разница диаметров или щуп	стук, падение давления масла в верхней части
прямолинейность вала	призмы и индикатор	изгиб после обрыва ремня или заклинивания
состояние масляных отверстий	осмотр, продувка	закоксованные каналы, масляное голодание

Предельные диаметры и зазоры для конкретного двигателя берут из сервисной документации производителя. Для оценки важна также равномерность: если одна шейка изношена значительно больше других, ищите причину в подаче масла к этой зоне или в клапане этого цилиндра.

Связь вала коромысел с системой смазки

В большинстве конструкций вал коромысел полый и является частью масляной магистрали головки блока: масло поступает в вал через опору, а из него - через радиальные отверстия к втулкам коромысел и далее на кулачки. Поэтому износ вала и давление масла связаны в обе стороны: низкое давление ускоряет износ, а большие зазоры на валу «сбрасывают» масло и снижают давление на дальних участках. Пробки в торцах вала (заглушки) тоже удерживают давление - их негерметичность дает те же симптомы.

Как отличить шум вала коромысел от других шумов ГРМ

Большие зазоры клапанов - четкий металлический стук с частотой распределительного вала, не зависит от прогрева масла; лечится регулировкой клапанов.
Гидрокомпенсаторы - стук на холодную, исчезающий после прогрева или повышения оборотов.
Износ вала и втулок коромысел - глухой стук, усиливающийся на горячем двигателе, когда масло жиже, сопровождается низким давлением масла.
Износ кулачков - неравномерная работа, потеря мощности, часто без сильного стука (износ распределительного вала).

Сборка и затяжка

Устанавливайте коромысла на свои места и в той же ориентации, если используете старые детали.
Смажьте вал и втулки чистым моторным маслом перед сборкой.
Проверьте положение масляных отверстий вала: при неправильной установке отверстия могут быть направлены не к втулкам.
Затягивайте крепления опор постепенно, в последовательности и с моментами производителя, проворачивая коленвал так, чтобы избежать давления открытых клапанов на одну опору.
После сборки выполните проверку зазоров клапанов.

Практические случаи

Жалоба: стук в верхней части двигателя на горячем холостом ходу. Проверка: давление масла на горячем низкое, зазор вал-коромысло в нескольких точках увеличен. Вывод: замена вала и втулок коромысел, промывка каналов, замена масла.
Жалоба: после замены вала - стук и износ кулачка через несколько тысяч км. Проверка: вал установлен масляными отверстиями не в ту сторону. Вывод: переустановка вала, замена поврежденного коромысла и распределительного вала.

Назначение вала коромысел

Вал (ось) коромысел - неподвижная деталь в головке блока, на которой качаются коромысла клапанов. Он определяет положение коромысел относительно кулачков распределительного вала и клапанов, воспринимает силы от пружин клапанов и одновременно является масляным каналом. От точности его положения и состояния поверхности зависят точность фаз, равномерность зазоров и шум ГРМ.

Детали узла

сам вал - полая закаленная труба с радиальными отверстиями;
опоры или стойки, крепящие вал к головке;
дистанционные пружины или втулки между коромыслами;
стопорные шайбы и шплинты на концах вала;
заглушки торцов, удерживающие давление масла.

Когда узел лучше заменить комплектом

Если вал изношен, коромысла, работавшие на нем, почти всегда тоже имеют разбитые втулки. Новое коромысло на старом валу или новый вал со старыми коромыслами дают неоптимальный зазор и быстрый повторный износ. Поэтому при значительном износе узел заменяют вместе: вал, коромысла, крепеж, пружины, а также проверяют кулачки распределительного вала, потому что они работали в паре с изношенными коромыслами.

Что сделать с системой смазки при ремонте

промыть масляные каналы головки и вала;
заменить масло и фильтр;
проверить давление масла манометром на холодном и горячем двигателе;
осмотреть маслоприемник на загрязнение;
выяснить причину масляного голодания, если износ был неравномерным.

Вал коромысел в двигателях с разными схемами ГРМ

Вал коромысел встречается в нескольких схемах газораспределительного механизма, и в каждой он выполняет несколько иные функции. От схемы зависят нагрузки на вал, способ его смазки и типичные неисправности. Понимание конструкции конкретного двигателя помогает правильно диагностировать шум и выбрать методику ремонта.

Схема ГРМ	Роль вала коромысел	Типичные особенности
нижневальная (OHV) со штангами	опора коромысел, передающих движение от штанг к клапанам	длинный вал на всю головку, смазка через стойки или штанги
верхневальная с одним распределительным валом (SOHC)	опора коромысел впускных и выпускных клапанов	часто два вала коромысел, масло подается через сам вал
с переключением профиля кулачков	каналы в валу управляют блокировкой коромысел	чувствительность к давлению и чистоте масла
дизельный с тормозом двигателя	дополнительные коромысла или механизмы на валу	повышенные нагрузки, более сложная регулировка

В двигателях с системами переключения профиля кулачков вал коромысел часто является частью гидравлической системы. Масло под давлением подается через каналы вала к фиксаторам, которые соединяют коромысла между собой. Износ вала или загрязнение каналов приводит к тому, что система не переключается, и двигатель теряет мощность на высоких оборотах.

В нижневальных двигателях вал коромысел длинный и крепится несколькими стойками. Неравномерная затяжка стоек или деформация головки могут согнуть вал, и коромысла начнут заедать. Поэтому при сборке соблюдают последовательность затяжки.

Общее устройство механизма описано на странице газораспределительный механизм. Перед ремонтом полезно определить схему конкретного двигателя и найти его документацию.

Ошибка в понимании схемы часто приводит к неправильному выводу о причине шума.

Как выбрать запчасти для ремонта узла

Ремонт узла вала коромысел может ограничиваться заменой отдельных деталей или выполняться комплектом. Выбор зависит от состояния всех элементов и доступности запчастей. Неправильно подобранные детали могут изменить геометрию привода клапанов и сократить ресурс распределительного вала.

Что учитывают при выборе

каталожный номер по VIN или коду двигателя;
диаметр вала и расположение смазочных отверстий;
тип и расположение заглушек на торцах вала;
совместимость коромысел с новым валом по диаметру отверстия;
наличие в комплекте пружин, шайб и фиксаторов;
качество поверхности и твердость вала.

Вариант	Преимущества	Риски
оригинальный вал и коромысла	точная геометрия и совместимость	более высокая стоимость, возможна долгая доставка
качественный аналог от известного производителя	доступность, более низкая цена	нужно проверить размеры и отверстия
комплект вала с коромыслами	детали подобраны между собой	выше стоимость, чем отдельный вал
б/у узел	низкая цена	неизвестный износ, риск быстрого повторного отказа

Новый вал со старыми изношенными коромыслами будет работать с увеличенным зазором, и шум быстро вернется. Так же новые коромысла на изношенном валу не дадут ожидаемого результата. Поэтому при значительном износе целесообразно менять обе детали вместе.

После установки новых деталей обязательно выполняют регулировку клапанов, если конструкция ее предусматривает.

Перед установкой новый вал очищают от консервационной смазки, продувают смазочные каналы и смазывают рабочие поверхности чистым моторным маслом. Также проверяют, чтобы заглушки на торцах были установлены плотно: незакрытая заглушка вызывает падение давления масла во всем верхнем узле. Старые детали стоит сохранить до завершения контрольной поездки.

Вал коромысел: что можно проверить самостоятельно, а что - на сервисе

Вал коромысел находится под клапанной крышкой и без разборки недоступен для осмотра. Однако признаки износа часто слышны на слух, а некоторые связанные с ними проблемы владелец может заметить сам. Своевременная реакция помогает избежать повреждения распределительного вала и клапанов.

Действие	Владелец	Сервис
фиксация цоканья или шелеста в верхней части двигателя	да	да
контроль лампы давления масла и уровня	да	да
наблюдение за потерей мощности на высоких оборотах	да	да
фиксация утечки масла из-под клапанной крышки	да	да
измерение давления масла манометром	нет	да
осмотр и измерение вала и коромысел	нет	да
ремонт и регулировка клапанов	нет	да

Шум от вала коромысел часто усиливается после прогрева, когда масло становится более жидким. Если вместе с шумом периодически мигает лампа давления масла, проблема может быть в системе смазки, а не только в валу. В таком случае нужно измерение давления масла манометром.

Утечка масла из-под клапанной крышки не связана напрямую с валом коромысел, но при ее устранении сервис может осмотреть узел без дополнительной разборки. Это удобный случай оценить износ.

Использование масла правильной вязкости и своевременная замена фильтра - главные условия долгого ресурса вала коромысел.

Если двигатель имеет систему переключения профиля кулачков, владелец может заметить, что автомобиль перестал «подхватывать» на высоких оборотах или появилась ошибка системы регулирования фаз. Это тоже может быть связано с состоянием вала коромысел и давлением масла в нем, поэтому такую информацию стоит передать сервису вместе с описанием шума.

Частые вопросы

Можно ли шлифовать вал коромысел?

Как правило, нет: вал имеет закаленный слой, и его заменяют вместе с изношенными коромыслами.

Можно ли шлифовать вал коромысел?

Как правило, нет: вал имеет закаленный поверхностный слой, а ремонтных размеров втулок обычно нет. Изношенный вал заменяют.

Влияет ли вязкость масла на износ вала коромысел?

Да. Слишком жидкое или старое масло не удерживает масляную пленку, а слишком густое плохо доходит до верхней части при холодном пуске. Применяйте масло с допуском производителя.

Можно ли повернуть вал на 180 градусов, чтобы использовать неизношенную сторону?

Нет. Положение масляных отверстий определено конструкцией, и поворот вала нарушит смазку коромысел.

Связан ли износ вала коромысел с гидрокомпенсаторами?

Да: большие зазоры на валу снижают давление масла в верхней части, и гидрокомпенсаторы хуже заполняются, начинают стучать. Замена только компенсаторов в таком случае не помогает.