Регулировка клапанов: для чего она нужна и как выполняется

Настройка клапанов — важный этап технического обслуживания автомобиля. Она обеспечивает правильную работу двигателя и продлевает срок его службы. Сейчас подробно расскажем, для чего нужна регулировка клапанов, как понять, что пришло время их регулировать, и как именно это сделать.

Клапаны — важнейшая часть системы газораспределения. Благодаря работе впускного клапана происходит наполнение цилиндра топливовоздушной смесью, а выпускной позволяет освободить его от образовавшихся после сгорания газов. В четырёхтактном двигателе впуск происходит в первый такт, а выпуск — в четвёртый. В нашем Учебнике уже есть подробная статья об устройстве ДВС.

При работе двигателя важно, чтобы клапаны не только вовремя открывались, но и вовремя закрывались, герметизируя цилиндры. Иначе часть отработанных газов будет уходить через клапан и не сможет совершать полезной работы.

Клапаны работают следующим образом. Когда кулачок распредвала давит на толкатель клапана, тот открывается. Как только давление прекращается, под действием пружины клапан возвращается на место. Важно, чтобы открытие и закрытие клапанов происходило в оптимальные для наполнения или опустошения цилиндров моменты.

Но в процессе работы двигателя его детали подвергаются сильному нагреву. А при нагреве металл расширяется и клапан фактически становится длиннее. Как учесть такое изменение длины? Для этого в конструкции предусмотрен так называемый тепловой зазор. Он рассчитан таким образом, чтобы в рабочем режиме клапан максимально широко открывался и одновременно плотно соприкасался с седлом в закрытом положении. Когда мы говорим про регулировку клапанов, то имеем в виду именно контроль и корректировку этого зазора.

Что даёт регулировка клапанов? И что будет, если не обращать внимание на размер зазора?

В первую очередь пострадает эффективность работы двигателя в целом. То есть клапаны не смогут обеспечивать герметичность цилиндрам (в моменте закрытия) или открываться будут не полностью, а это ухудшит качество наполнения цилиндров топливовоздушной смесью. Что в конечном счёте снизит мощность мотора. Если отклонения зазоров от нормальных величин незначительны, водитель может этого и не почувствовать. По мере роста появится цокающий звук из-под капота, а двигатель будет «тянуть» всё хуже и хуже.

Игнорирование регулировки тепловых зазоров может привести и к более серьёзным последствиям. В частности, при уменьшенном зазоре изменится температурный режим работы клапана (потому что тарелка уже не будет соприкасаться с седлом и отдавать ему часть тепла), при увеличенном — весь клапанный механизм будет испытывать ударные нагрузки при контакте с кулачком распредвала. И то, и другое приводит к ускоренному износу деталей и приближает капитальный ремонт двигателя. Так что не стоит думать, будто регулировка тепловых зазоров клапанов нужна только для получения максимальной тяги мотора.

Во многих современных двигателях проблема регулировки тепловых зазоров решена кардинально. Она происходит автоматически за счёт гидрокомпенсаторов. Это небольшие и в целом довольно простые конструктивные элементы, работающие за счёт давления в системе смазки. Подробнее об устройстве и принципе работы гидрокомпенсаторов мы рассказывали в отдельной статье Учебника.

Если в двигателе есть гидрокомпенсаторы, клапаны тоже со временем могут начать постукивать. Но в таких случаях нужно будет не регулировать зазоры клапанов, а проверять работу гидрокомпенсаторов — они рано или поздно тоже выходят из строя. 

Перед началом регулировки нужно узнать, какие зазоры должны быть на клапанах вашего двигателя. Универсальных значений здесь нет — лишь диапазоны. Обычно тепловые зазоры впускных клапанов допускаются в пределах от 0,15 до 0,25 мм, а для более горячих выпускных — 0,2–0,4 мм. Точную информацию надо искать в документации к автомобилю.

Измеряются зазоры с помощью щупа — прибора с металлическими пластинами тарированной толщины. Чтобы отрегулировать клапаны, вам потребуются не только обычные инструменты, но и набор щупов для регулировки. Также нужно будет понять принцип замера. Есть понятия проходного и непроходного щупа. Условно говоря, если вы пытаетесь выставить зазор 0,15 мм, то щуп 0,15 должен в него проходить (поэтому он проходной), а следующий (например, 0,17) — не должен, то есть он непроходной.

Регулировка клапанов двигателя выполняется на холодном агрегате. Также стоит проверить натяжение ремня или цепи ГРМ. В зависимости от конструкции газораспределительного механизма регулировка зазоров производится либо специальными винтами, либо подбором шайб. Первый способ гораздо проще, потому что нужно будет снять только клапанную крышку (и элементы, которые мешают её демонтажу). Так что понять, как правильно регулировать клапаны, можно только зная, какой именно конструктив использован в вашем двигателе.

Порядок регулировки клапанов с помощью винтов примерно такой:

• Установите поршень первого цилиндра в верхнюю мёртвую точку (ВМТ). Для этого нужно совместить метки на корпусе (блоке цилиндров) двигателя и шкиве коленвала или маховике. Одновременно должны совпасть отметки на распредвале и его корпусе или на ГБЦ (в зависимости от конструкции мотора).
• Проверьте зазоры соответствующих клапанов цилиндров — конкретная схема проверки указывается в инструкциях по обслуживанию автомобиля. Если они за пределами нормы, нужна регулировка. 
• Как именно выполняется регулировка? Ослабляем фиксирующую (контровочную) гайку, вставляем в зазор нужный щуп, вторым ключом или отвёрткой закручиваем регулировочный винт до упора, «контрим» его гайкой. Затем вытаскиваем щуп и уже накрепко затягиваем гайку.
• Проверяем получившийся зазор проходным и непроходным щупами. 
• То же самое нужно проделать с другими цилиндрами и клапанами. При этом необходимо каждый раз проворачивать коленвал на 180 градусов — для этого может потребоваться ключ. 

Как настроить клапаны, если конструкция предполагает использование шайб? Для такой операции, помимо набора шайб, понадобятся ещё два инструмента. Одним нужно будет замерять их толщину (обычно используют высокоточный микрометр), другим — отжимать клапан. С его помощью вы нажимаете на клапан, вынимаете регулировочную шайбу и ставите на её место новую. Её толщина определяется по размеру старой с поправкой на необходимое изменение зазора. В остальном процедура принципиально не отличается от первого варианта.

После окончания регулировки тепловых зазоров нужно проверить их ещё раз. Бывает, что при затяжке гаек происходит смещение штока и зазор уменьшается. Или щуп вставляется с лёгким перекосом. В любом случае стоит ещё раз провернуть коленчатый вал по полному циклу — и перемерить все зазоры заново. Также не забудьте заменить прокладку клапанной крышки. 

Как понять, что надо регулировать клапаны? В первую очередь при появлении цокающих металлических звуков из-под капота. Другие симптомы, вроде потери тяги, снижения мощности, могут иметь и другие причины, то есть они не самые очевидные. 

В старых автомобилях проверку зазоров приходилось делать едва ли не на каждом ТО. Для более современных конструкций рекомендован интервал 60–80 тысяч километров, но по факту клапаны без регулировки могут проработать и вдвое больше. А при наличии гидрокомпенсаторов вам не придётся думать, когда регулировать клапаны, — важно лишь следить, чтобы гидрокомпенсаторы выполняли свои функции. Для этого, в частности, нельзя экономить на качестве масла и нарушать интервалы его замены — эти устройства очень чувствительны к смазке.