За что отвечает сальник распредвала
2017-09-30 Сальник распредвала
Конструкция и классификация
Сальник распредвала отличается по конструкции, материалу изготовления и месту установки. По месту установки выделяют передние сальники распределительного вала, они устанавливаются обязательно на каждый распредвал. В ряде случаев на распредвал ставится и задний сальник.
По конструкции используется несколько основных решений. По своей сути это круглая манжета из резины, армированная металлическим кольцом, подрезной или формованной кромкой, зачастую подпружиненная.
Когда выполняется замена сальника распредвала следует учитывать, что они отличаются также по габаритам, внутреннему и наружному диаметру, толщине. Могут использоваться различные оригинальные конструкционные решения, среди которых отметим:
Второй момент. Деталь с дополнительным армированием может быть:
Ряд сальников может еще иметь и пыльники.
Также может использоваться тефлон, он же фторопласт и политетрафторэтилен. Это далеко не все варианты. Очень удобно, что материалы отличаются по цвету, то есть имеют цветовую маркировку.
Неисправности
Сальник распредвала подвержен износу и имеет свой ресурс эксплуатации. Вторая причина, воздействие агрессивных факторов и третья механическая деформация и надрывы. В результате нарушается герметичность соединения, моторное масло, его объем в системе смазки , уменьшается, что требует замены сальника.
Диагностика
Выявить неисправность сальника распредвала достаточно легко с помощью визуального осмотра. При нарушении герметичности соединения масло попадает на элементы конструкции автомобиля, находящиеся в подкапотном пространстве, а следы подтекания находятся на самом сальнике. Сложнее с задним сальником распредвала. Для определения следов его подтекания необходимо снимать ряд узлов, все зависит от того, какую конструкцию имеет двигатель.
Замена
Не маслосъёмный не колпачок. Как устроен сальник клапана и как понять, что его надо менять
Часто приходится слышать фразу о том, что, мол, «жрёт масло – надо менять маслосъёмные колпачки». Если человек не видел, как выглядит этот самый колпачок, у него в голове могут складываться разные картинки. Что это за колпачок, на что он надет, что он закрывает, почему он виноват в том, что мотор ест масло? Сложно ли его заменить? И виноват ли именно он? Сегодня попробуем разобраться во всех этих вопросах. Кое-что тут покажется очень простым, а кое-что – сложнее, чем кажется.
МСК, сальник, колпачок
Итак, с самого начала: что такое маслосъёмный колпачок? Этот колпачок, который правильно называть маслоотражательным, а не маслосъёмным, всего лишь сальник клапана. Если совсем правильно, то «уплотнительный элемент газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания с верхним расположением клапанов; резиновый колпачок, устанавливаемый на направляющей втулке и стержне клапана для попадания моторного масла в камеру сгорания». В общем-то, из этого определения понятна и задача колпачка: не давать маслу попадать по штоку клапана в камеру сгорания.
Если для простоты пренебречь всякими рокерами, толкателями, гидрокомпенсаторами и некоторыми другими деталями головки блока, то можно сказать, что одним своим концом клапан упирается в кулачки распредвала. Другим (тем, который заканчивается тарелкой), он уходит в камеру сгорания. Вот тот конец, который находится во взаимодействии с распредвалом, постоянно пребывает в моторном масле. И задача колпачка – не дать этому маслу протечь ниже, на тарелку клапана. Вот это и есть то самое простое, что я обещал в самом начале. Теперь перейдём к более сложной части.
Надо сказать, что сейчас колпачки работают намного дольше, чем раньше. Владельцы классических Жигулей были обречены менять эти копеечные (но в своё время дефицитные) детальки часто. Причина – в материале колпачков. Автолюбители старой школы наверняка помнят продукцию Курского завода резинотехнических изделий (ныне ОАО «Курскрезинотехника»), который выпускал колпачки для ВАЗа. Те колпачки делали из акрилатной резиновой смеси 51-1537А-2. Термостойкость этой смеси – до 150 градусов, а температура, до которой может разогреться работающий колпачок, – 180 градусов. Понятно, что такие колпачки не могли служить долго.
Интересно, что на моторах ранних ВАЗ-2108 колпачки служили дольше, чем на «классике». Дело в том, что у нас не было колпачков, которые подошли бы «зубильному» мотору, поэтому сначала там стояли немецкие изделия «Goetze» и «Elring», а потом, в начале девяностых, появились и отечественные колпачки, которые смогли бы работать в этих моторах. И делали их не из смеси 51-1537А-2, а из нового на тот момент состава ИРП-1287 на основе фторкаучука СКФ-26 (их выпускали на НПК «Резерв» в Самаре). Отечественные колпачки стали лучше, но при этом всё равно могли «сползать» с направляющей втулки клапана, после чего мотор начинал жрать масло литрами.
Кстати, а почему колпачок может сползти со втулки? Теоретически некоторые колпачки могут это сделать легко, а некоторые не могут при всём желании. Причина – в различном варианте конструкции.
Основные детали тут более-менее одинаковые. Колпачок – это втулка переменного диаметра. Нижняя часть шире – она должна плотно сесть на направляющую клапана. Верхняя часть колпачка более узкая, он должна плотно обхватывать стержень клапана. Для этого снаружи колпачка в этой более узкой части обычно стоит кольцо из спиральной пружинки, которое обеспечивает более плотное прилегание резины колпачка к стержню клапана. В нижней части, той, которая охватывает втулку клапана, тоже есть металлический элемент – стальное кольцо, благодаря которому колпачок должен быть зафиксирован на направляющей втулке очень надёжно.
Отличия манжетного и фланцевого колпачков заключаются как раз в этой нижней части колпачка. Если манжетный просто надевается на втулку клапана, то у фланцевого стальное кольцо внизу расширяется и заканчивается как раз фланцем. При установке такого колпачка в этот фланец упирается пружина клапана, и таким образом фланцевый колпачок сидит на своём месте надёжнее, чем манжетный. Манжетный всё-таки может слететь, а вот фланцевому этого не даст сделать пружина клапана.
Впрочем, манжетные колпачки сейчас тоже очень надёжные, и какой-то проблемы с их массовым бегством со своего места на втулке клапана не существует. Зато другие проблемы на машинах с пробегом встречаются регулярно.
Всё не так и всё не то
Что может пойти не так, я уже говорил: из-за старения колпачок не может обеспечить качественный отвод масла со стержня клапана, и оно начинает просачиваться внутрь камеры сгорания. В этом случае последствия разнообразны, но все как один неприятны: на тарелке клапана образуется нагар, может упасть компрессия, станет хуже динамика, из трубы повалит дым. Ну а главное – это расход масла. Собственно, про колпачки только из-за масла обычно и вспоминают. И то только потому, что поменять их считается проще, чем залезать в цилиндро-поршневую группу и заниматься кольцами или гильзами. Часто так и бывает, и замена колпачков может решить проблему «масложора».
Главное – понять, стоит ли с ними связываться. Есть довольно простые способы узнать, в них причина или нет.
Самый эффективный метод – это попробовать на прогретом моторе резко надавить на газ. Важно соблюсти два условия: дать сначала мотору поработать на холостых оборотах хотя бы пять минут и нажать на педаль резко. Смысл в том, что на холостых оборотах скапливается протекающее масло, а при резком нажатии оно вместе с большим количеством смеси сгорает и вылетает в трубу. Так что кто-то газует, а кто-то смотрит на выхлоп. Вылетел клуб синего – это колпачки. При этом после этого клуба дымность может быть в норме.
Чтобы ещё раз всё проверить, можно попытаться тормозить двигателем. Повалит дым – это тоже колпачки. Дым во время перегазовки – тоже признак смерти колпачков.
С одной стороны, эти способы достаточно надёжны. С другой, есть некоторые тонкости, которые такую простенькую диагностику делают бессмысленной. Тонкости заключаются в том, что похожее попадание масла в камеру сгорания может быть и по другой причине. Например, из-за износа стержня клапана. Он постепенно становится тоньше, и в запущенных случаях даже самый новый колпачок ситуацию не спасёт. А может быть изношена и втулка клапана. Встречается редко, но бывает. Колпачок ведь способен работать только при продольном перемещении клапана, как это и было задумано конструкторами. Его осевое перемещение вследствие износа стержня или направляющей колпачок компенсировать не может, и масло всё равно попадёт внутрь цилиндра. И еще могут быть проблемы с вентиляцией картерных газов, которые дают схожие симптомы.
Мерить компрессию для поиска больных колпачков бесполезно. Если она упала, причина, скорее, будет в компрессионных кольцах.
Получается, что единственно стопроцентно достоверный метод диагностики маслоотражательных колпачков – это обязательная разборка головки блока цилиндров. А всё, описанное выше, лишь должно побудить заняться этим не самым увлекательным делом.
Требуется помощь!
Были времена, когда эти колпачки на «копейках» меняли в гаражах под пиво с воблой. Там это можно было. Гипотетически так же их можно заменить и на современной машине. Но сложностей, конечно, будет больше (хотя бы в силу более компактной компоновки и более строгих требований при сборке), так что не думаю, что кто-то захочет возиться с этим самостоятельно. Кто хочет – тот всё это не читает, а давно уже снимает клапанную крышку и разглядывает распредвал. А если кто-то всё-таки подумал, что такую ерунду он сделает и своими руками, могу напомнить следующее.
Ставить на клапаны с убитыми стержнями новые колпачки бессмысленно – масло всё равно будет уходить литрами. Ещё оно будет уходить, если перепутать колпачки и поставить на выпускные клапаны колпачки с впускных, а на впускные – с выпуска. Клапаны отличаются, их колпачки – тоже. Малейшее неплотное прилегание – и здравствуй, «масложор». Может, даже больше, чем был.
По-хорошему, для этой работы лучше полностью снять ГБЦ. Заодно можно оценить состояние ЦПГ (может, причина совсем не в колпачках), проверить головку блока (например, опрессовкой), оценить состояние привалочных плоскостей (головку может и повести) и самих клапанов. Конечно, в ряде случаев поможет и совсем уж кустарная замена, но разбирать мотор дважды из-за собственной лени или тяги к экономии – это очень обидно. И ещё очень важно не экономить на самих колпачках: «палёный» колпачок из плохой резины проживёт очень мало, так что экономия себя не оправдает.
Распределительный вал: Повреждение, признаки, затраты
Как распознать признаки неисправности распредвала.
Распределительный вал является важным компонентом системы управления двигателем. Он редко выходит из строя, но если это произошло, то ремонт часто оказывается очень дорогим. Особенно если не следить за техническим состоянием двигателя и вовремя не распознать признаки неисправности распределительного вала. Вот самая подробная информация об этом важном компоненте двигателя.
Функция распределительного вала
Распределительный вал в четырехтактном двигателе обеспечивает открытие и закрытие клапанов в головке цилиндров и, таким образом, контролирует газообмен в двигателе. Для этого на распредвале есть кулачки (как правило, их количество соответствует количеству клапанов в двигателе), которые преобразуют вращательное движение распределительного вала в движение хода клапанов. Если кулачок распредвала выдвигает клапан вниз (через толкатель или коромысло), открывается вход или выпуск в головке блока цилиндров двигателя.
Затем клапан закрывается. Его задвигает назад пружина клапана.
Распределительный вал приводится в движение коленчатым валом. Распредвал вращается с половинной скоростью коленвала. Соединяются коленвал и распредвал обычно через зубчатый ремень или цепь ГРМ (в более старых автомобилях соединение шло через зубчатый редуктор).
В линейных двигателях (плоские силовые агрегаты) может быть установлено максимум два распределительных вала. В V- и W-образных двигателях могут вращаться до четырех распредвалов в головках блока цилиндров.
OHC и DOHC – что это значит?
Распределительный вал Volkswagen Beetle: Кулачок (слева) передает движение через длинный плунжер на коромысло клапана
В современных двигателях используются только верхние распределительные валы (OHC = верхний распределительный вал). Часто в современных моторах установлено два распредвала. Один служит для впускных клапанов, второй отвечает за выпускные клапана (DOHC = двойной верхний распределительный вал).
В старых моторах двигатели были сконструированы, как правило, с одним распредвалом. Также в них клапаны в головке блока управлялись плунжерами. Эта конструкция моторов приводит к большому механическому трению, что делает силовые агрегаты этого типа менее эффективными и менее мощными.
Ниже в графической анимации вы можете увидеть, как два распредвала работают в современном четырехцилиндровом двигателе (принцип DOHC).
Конструкция распределительного вала
Существуют различные материалы, из которых изготавливаются распределительные валы. В основном в автопромышленности прижились кованые кулачковые валы. Но также есть и литые распредвалы, которые еще называют «полые литые валы». В том числе есть еще новые распредвалы, которые только начали появляться в автомире. Речь идет о трубчатых валах из трубчатой стали.
Эти новые валы могут сэкономить около 40 процентов энергии.
Как и все части автомобиля, инженеры при проектировании распредвала стараются сделать его как можно легче без ущерба качеству и надежности. Это касается и всех других движущихся компонентов двигателя и других частей машины. Уменьшение движущихся масс в двигателе оказывает гораздо большее влияние на общую эффективность силового агрегата транспортного средства, чем, например, снижение веса других компонентов авто.
Повреждение распределительного вала
Распределительные валы считаются износостойкими деталями двигателя и обычно служат весь срок службы автомобиля. Именно поэтому повреждение распредвала является редким явлением. Особенно если речь идет о старых автомобилях. В более современных моторах распредвал имеет больше рисков повреждения, но тем не менее дефекты этой детали также редки.
Правда, если современное авто использовать в нормальном режиме. Если же часто ездить на высоких оборотах двигателя («винтить» машину), то распредвал в современном моторе выйдет из строя намного раньше, чем в старой машине. Но опять же это касается не всех автомобилей. Все зависит от того, какой распредвал использует автопроизводитель и какая конструкция ГРМ в моторе.
Неисправность: Вкладыши подшипников и впускной распределительный вал
Значительные следы износа на вкладышах подшипников распределительного вала: если поверхности подшипников распределительного вала повреждены, то достаточно заменить вкладыши.
Распределительный вал, как правило, имеет подшипники, в корпусах которых есть небольшие отверстия. Эти отверстия соединены с масляным контуром двигателя, благодаря чему между рабочими поверхностями распределительного вала и вкладышами подшипников есть постоянная смазочная пленка, которая уменьшает трение между этими компонентами. Однако некоторые двигатели спроектированы так, что распредвалы работают без вкладышей подшипников.
В таких моторах при отсутствии подачи масла или чрезмерного напряжения двигателя (например, при больших скоростях) начинается ускоренный износ распредвала. Также в таких моторах при большой нагрузке на двигатель кулачки, постоянно вынужденные прижимать клапаны сопротивляясь силы прижимной пружины), при недостаточной смазки могут изменять время вывода клапанов. Из-за того что клапаны открываются и закрываются в неподходящее время, они больше не достигают своего максимально предусмотренного хода.
В итоге это отражается на плавности хода и мощности, которая падает. Также подобную проблему несвоевременного открытия и закрытия клапанов можно заметить по работе двигателя на холостых оборотах. К сожалению, неправильная работа клапанов двигателя может привести к его повреждению.
Потеря масла при повреждении сальника распределительного вала
Признаки износа распредвала: Такой дефект может остаться незамеченным в течение длительного времени
Как мы уже сказали, распределительный вал соединен с коленчатым валом через шестерню распредвала, который вращается с помощью цепи газораспределения или зубчатого ремня ГРМ. В этой точке есть уплотнительное резиновое кольцо (сальник), которое с течением времени может затвердеть или стать пористым. В результате сальник перестанет выполнять функцию уплотнения и начнется течь масла из-под сальника распредвала.
В этом случае течь масла должна быть устранена как можно скорее. Особенно если в вашей машине используется ремень ГРМ. Дело в том, что попадание на ремень ГРМ моторного масла нежелательно, поскольку это может привести к преждевременному износу ремня. В итоге он может неожиданно порваться. К сожалению, во многих современных автомобилях используются двигатели, в которых при повреждении ремня ГРМ клапана могут встретиться с поршнями, что приведет к серьезному повреждению двигателя.
Сальник распредвала стоит очень дешево. Но вот поменять его очень сложно. Следовательно, замена сальника распределительного вала – дорогое удовольствие, поскольку для того чтобы его поменять, нужно снять ремень или цепь ГРМ. В некоторых автомобилях, чтобы это сделать, придется разобрать пол автомобиля в передней части. Именно поэтому многие автолюбители не спешат с заменой сальника, мирясь с течью масла с распредвала, откладывая замену уплотнителя на тот момент, когда согласно регламенту необходимо планово менять ремень или цепь ГРМ. Ведь в этом случае вам так и так придется все разбирать. Но это далеко не лучшее решение.
Датчик положения распредвала
Датчик распределительного вала определяет текущее положение распредвала. В зависимости от показаний датчика коленвала и датчика распредвала блок управления двигателем решает, как делать впрыск топлива и как управлять детонацией силового агрегата.
Датчики распредвала довольно-таки часто выходят из строя. Как правило, при неисправностях датчика начинают плавать обороты двигателя на холостом ходу. Также на приборной панели автомобиля появляется значок «Чек двигателя», а в памяти компьютера записывается код ошибки блока управления двигателем, по которой при диагностике можно расшифровать причину появления индикации «Чек двигателя».
Замена датчика распредвала относительно несложная. Обычно для этого не нужно даже снимать клапанную крышку двигателя. Но все, конечно, зависит от конструкции двигателя, от марки и модели. В среднем для того чтобы заменить датчик распределительного вала, необходимо от 30 минут до 2 часов времени. Сам датчик стоит ориентировочно от 2000 до 6000 рублей. Но стоимость, безусловно, зависит от автомобиля. Сами понимаете, что датчик распредвала на премиальных авто может обойтись в круглую сумму.
Питтинг распределительного вала – Появление углублений на поверхности
Явление питтинга встречается преимущественно в высокооборотных мотоциклетных двигателях. Но иногда это явление наблюдается и в двигателях легковых автомобилей. Питтинг в переводе с английского – «яма». Таким образом, питтинг распредвала означает, что на его поверхности начинают появляться углубления.
Из-за поврежденной поверхности распредвала в этих местах смазка становится неоптимальна, что ведет к преждевременному износу распределительного вала и его компонентов. Кроме того, отслоившийся металл является серьезной проблемой в масляном контуре двигателя, поскольку эти частицы металла приводят к засорению мотора и могут спровоцировать его повреждение.
Системы фаз газораспределения
Регулировка фаз: Распределительный вал регулируется специальной системой. Это позволяет регулировать время открытия и закрытия клапанов.
Современные бензиновые двигатели часто имеют систему регулировки распредвала (система фаз газораспределения Variable Valve Timing, VVT ). Эта система позволяет достичь соответствия современным экологическим нормам, принятым Евросоюзом и рядом других стран. Благодаря этой системе происходит адаптация синхронизации распредвала в соответствии с текущей ситуацией вождения. Например, во время остановки машины и работы двигателя на холостом ходу система регулировки распредвала настраивает систему газораспределения двигателя на более эффективную работу, чтобы снизить расход топлива и, соответственно, уменьшить уровень вредных веществ, выпускаемых через выхлопную систему автомобиля.
На мощных двигателях система фаз газораспределения, как правило, общая как на стороне всасывания, так и на стороне выхлопа. Регулировка распределительного вала в основном состоит из гидравлической системы регулировки и регулирующего клапана. Благодаря этой системе фазы газораспределения. Например, на разных режимах работы двигателя требуется разная величина фаз газораспределения. Так, при работе двигателя на холостом ходу фазы должны быть короткими. На высоких оборотах фазы должны быть более широкими.
В итоге двигатели с изменяемыми фазами газораспределения постоянно меняют работу распредвала в зависимости от режима движения.
Помимо гидравлической системы регулирующие фазы газораспределения, система Variable Valve Timing, VVT регулирует работу двигателя с помощью датчиков на коленчатом валу и с помощью информации о вращении распредвала.
Одним из самых известных типов регулировки распределительного вала является система «Vario Cam» от Porsche (теперь «Vario Cam Plus» ). Натяжитель цепи действует как регулировочный элемент, который поднимает или опускает звенья цепи между двумя распредвалами (DOHC) в зависимости от частоты вращения двигателя. В этой системе давление масла имеет решающее значение.
Еще одна известная система регулировки распредвала была представлена компанией Тойота в начале 2000-х годов. Она называется VVTL-i (система с изменяемым временем работы клапанов).
Здесь помимо фазировки распределительного вала может изменяться ход клапанов через распредвал. Функцию регулировки подъема клапанов автопроизводители видят по-разному. Например, некоторые автопроизводители реализуют работу клапанов через переменные углы отклонения. Другие же ( Porsche Vario Cam Plus ) используют специальные по конструкции кулачки в сочетании с многоточечными толкателями.
Honda использует, например, разные по размеру кулачки ( i-VTEC ), которые в сочетании с переключаемыми коромыслами позволяют изменять подъем клапана в два этапа.
Вот как работает эта система с изменяемыми фазами газораспределения:
Ремонт распредвала
Обычно распределительный вал в двигателе автомобиля может служить весь срок службы автомобиля. Это означает, что распредвал может прослужить примерно 200 000-300 000 километров пробега автомобиля (именно такой средний срок службы устанавливают сегодня для большинства автомобилей многие автопроизводители). Тем не менее существуют случаи, когда распредвал выходит из строя намного раньше. Например, при заводском браке распредвала. Или же когда автовладелец использовал автомобиль в экстремальных условиях или часто ездил на высоких оборотах (как говорится, постоянно «винтил» свою машину).
Естественно, при появлении дефекта распредвала требуется его восстановительный ремонт или покупка нового компонента. Кстати, в прошлом восстановительный ремонт был популярным средством. Ведь помимо некоторой экономии денежных средств ремонт распредвала в некоторых автомобилях давал небольшой прирост мощности. Дело в том, что в свое время было модно растачивать распределительные валы, проводя их шлифовку и т. п. Сегодня же расточка и ремонт распредвала менее популярны.
Как обнаружить дефект распредвала
При верхнем расположении распределительных валов первый же визуальный осмотр механика поможет быстро выявить возможные дефекты детали. Ведь при этом расположении распредвалов, после демонтажа клапанной крышки, доступ к распределительным валам становится свободным. Различные дефекты на распредвале могут быть видны невооруженным взглядом. Естественно, перед демонтажем клапанной крышки опытный мастер проверит работу двигателя с целью выявления характерных шумов в работе распредвала. Единственное, что часто тяжело выявить даже визуально эти дефекты кулачков, которые при износе не имеют заметных меток повреждения.
Если причиной повреждения распредвала являются подшипники, то обнаружить это можно только после разборки верхней части двигателя. Например, на изношенных подшипниках распредвалов легко обнаружить абразивные метки. В этом случае нужно заменить подшипники на новые.
Стоимость нового распределительного вала
В зависимости от типа и марки двигателя новые распредвалы стоят по-разному. Цены варьируются от 15 000 до 30 000 рублей. Естественно, это средняя стоимость оригинальных распредвалов для авто средней ценовой категории иностранного производства.
Но стоимость распредвала – это только половины истории при его неисправности. Ведь его еще предстоит заменить. Вот здесь разброс цен действительно не имеет границ. Все, конечно, зависит от марки, модели, года выпуска автомобиля и места, где будут проводиться работы. Сами понимаете, что у официалов замена распредвала влетит в огромные деньги. У частника в гараже эта работа может стоить в 5 раз дешевле. Но в этом случае есть риски по качеству предоставленных услуг.
Так что если вашей машине нужна замена распредвала, вы должны тщательно подходить к вопросу выбора места ремонта, поскольку это касается двигателя вашего автомобиля, который может быть серьезно поврежден в случае неправильной замены распределительного вала.
Кроме того, не забывайте, что во многих автомобилях добраться до распредвала очень тяжело из-за конструктивных особенностей транспортного средства. Именно поэтому в таких авто стоимость замены распредвала не может быть низкой, поскольку для этого необходимо слишком много времени. И если вы владелец такого авто и вам объявляют недорогой ценник по замене, то стоит призадуматься, будет ли в таком сервисе оказана действительно качественная услуга.
Может быть, не стоит рисковать? Ведь в итоге ваша экономия может выйти вам боком. Согласитесь, мы же не настолько богаты, чтобы экономить. Сами знаете, скупой обычно платит дважды. Особенно когда речь идет о сложном устройстве, которым является автомобиль.