Призначення, регулювання, ремонт та заміна клапанів двигуна ВАЗ 2101 своїми руками

ВАЗ 2101 – перша модель, випущена Волзьким автомобільним заводом на початку 1970 року. За основу при її розробці був взятий Fiat 124, що добре зарекомендував себе в Європі. Перші ВАЗ 2101 були укомплектовані карбюраторними двигунами об'ємом 1.2 і 1.3 л, клапанний механізм яких періодично потребував регулювання.

Призначення та влаштування клапанного механізму ВАЗ 2101

Робота двигуна внутрішнього згоряння неможлива без механізму газорозподілу (ГРМ), який забезпечує своєчасне заповнення циліндрів паливно-повітряною сумішшю та виводить продукти її згоряння. Для цього в кожному циліндрі є по два клапани, перший з яких призначений для впуску суміші, а другий для випуску відпрацьованих газів. Керуються клапани за допомогою кулачків розподільного валу.

У кожному робочому циклі кулачки розподільного валу по черзі відкривають клапани.

Розподільний вал приводиться в рух колінчастим валом через ланцюговий або ременний привід. Тим самим у поршневій системі забезпечується розподілений у часі впуск та випуск газів з дотриманням послідовності фаз газорозподілу. Закруглені наконечники кулачків розподільного валу натискають на коромисла (важелі, рокери), які, у свою чергу, приводять у дію клапанний механізм. Кожним клапаном керує свій кулачок, відкриваючи і закриваючи його у суворій відповідності до фаз газорозподілу. Закриваються клапани за допомогою пружин.

Клапан складається з стрижня (штока, шийки) та капелюшка з плоскою поверхнею (тарілки, головки), що закриває камеру згоряння. Стрижень переміщається направляючою його рух втулці. Весь ГРМ змащується моторним маслом. Для запобігання попаданню мастила в камери згоряння передбачені маслознімні ковпачки.

Пружини, маслознімні ковпачки та клапани періодично доводиться міняти

Кожна фаза газорозподілу повинна суворо відповідати положенню поршнів у циліндрах. Тому колінчастий і розподільний вали жорстко пов'язані через привід, причому перший вал обертається рівно вдвічі швидше за другий. Повний робочий цикл двигуна складається з чотирьох фаз (тактів):

1. Впуск. Рухаючись у циліндрі вниз, поршень створює над собою розрідження. Паралельно з цим відкривається впускний клапан і паливно-повітряна суміш (ТВЗ) надходить під низьким тиском камери згоряння. При досягненні поршнем нижньої мертвої точки (НМТ) впускний клапан починає закриватися. Протягом цього такту колінвал повертається на 180 °.
2. Стиснення. Досягши НМТ, поршень змінює напрямок руху. Піднімаючись, він стискає ТВС і створює у циліндрі високий тиск (8.5–11 атм у бензинових та 15–16 атм у дизельних двигунах). При цьому клапан, що впускає і випускає, закриті. Через війну поршень досягає верхньої мертвої точки (ВМТ). За два такти колінчастий вал зробив один оберт, тобто повернувся на 360 °.
3. Робочий хід. Від іскри відбувається займання ТВС, і під тиском газу поршень, що утворився, прямує до НМТ. На цій фазі клапани також закриті. З початку робочого циклу колінвал повернувся на 540 °.
4. Випуск. Пройшовши НМТ, поршень починає рухатися вгору, стискаючи газоподібні продукти згоряння ТВС. При цьому відкривається випускний клапан і під тиском поршня гази видаляються з камери згоряння. За чотири такти колінчастий вал здійснив два обороти (повернувся на 720 °).

Передавальне число між колінвалом та розподільним валом — 2:1. Тому за робочий цикл розподільний вал робить один повний обіг.

ГРМ сучасних двигунів розрізняються за такими параметрами:

• верхнього або нижнього розташування газорозподільного валу;
• кількості розподільчих валів - один (SOHC) або два (DOHC) валу;
• кількості клапанів в одному циліндрі (від 2 до 5);
• типу приводу від колінвала до розподільного валу (зубчасто-ременний, ланцюговий або шестерний).

Перший карбюраторний двигун моделей ВАЗ, що випускаються з 1970 по 1980 рік, має чотири циліндри загальним об'ємом 1.2 л, потужність 60 л. с. і є класичний рядний чотиритактний силовий агрегат. Його клапанний механізм складається з восьми клапанів (по два на кожний циліндр). Невибагливість та надійність у роботі дозволяє йому використовувати бензин Аі-76.

Відео: робота газорозподільного механізму

Газорозподільний механізм ВАЗ 2101

Газорозподільний механізм ВАЗ 2101 рухається колінчастим валом, а за роботу клапанів відповідає розподільчий вал.

Газорозподільний механізм ВАЗ 2101: 1 - колінчастий вал; 2 - зірочка коленвала; 3 - приводний ланцюг; 4 - втулка натяжного пристрою; 5 - регулювальний вузол натяжного пристрою; 6 - зірочка розподільчого валу; 7 - розподільний вал; 8 - рокер (важіль) клапана; 9 - клапан; 10 - втулка для регулювального болта; 11 - регулювальний болт; 12 - заспокоювач ланцюга; 13 - зірочка, що керує роботою переривника - розподільника запалювання та масляного насоса.

Обертальний момент від колінчастого валу двигуна (1) через провідну зірку (2), ланцюг (3) і ведену зірку (6) передається розподільчому валу (7), розташованому в головці блоку циліндрів (ГБЦ). Кулачки розподільного валу періодично впливають на важелі приводу або рокери (8), рухаючи клапани (9). Теплові зазори клапанів встановлюються регулювальними болтами (11), що знаходяться у втулках (10). Надійна робота ланцюгового приводу забезпечується втулкою (4) та регулювальним вузлом (5), натяжного пристрою, а також заспокоювачем (12).

Робочі такти у циліндрах двигуна ВАЗ 2101 мають певну послідовність.

Робочі такти в циліндрах ВАЗ 2101 мають певну послідовність: цифрами позначені номери тактів, стрілками — напрямок руху поршнів у циліндрах

Основні несправності ГРМ ВАЗ 2101

Згідно зі статистикою, кожна п'ята несправність двигуна відбувається у газорозподільному механізмі. Іноді різні несправності мають схожі симптоми, тому на діагностику та ремонт витрачається багато часу. Вирізняють такі найпоширеніші причини несправності ГРМ.

1. Неправильно виставлений тепловий зазор між рокерами (важелями, коромислами) та кулачками розподільного валу. Це призводить до неповного відкриття або закриття клапанів. У процесі роботи клапанний механізм нагрівається, метал розширюється і відбувається подовження клапанних стрижнів. Якщо тепловий зазор виставлений неправильно, двигун буде важко запускатися і почне втрачати потужність, з'являться бавовни з глушника і стукіт в районі мотора. Усувається ця несправність коригуванням зазору або заміною клапанів і розподільного валу у разі їх зносу.
2. Зношування маслознімних ковпачків, клапанних штоків або направляючих втулок. Наслідком цього стане збільшення витрати моторної олії та поява диму з вихлопної труби під час холостого ходу чи перегазовок. Несправність усувається заміною ковпачків, клапанів та ремонтом ГБЦ.
3. Вихід з ладу приводу розподільного валу в результаті ослаблення або обриву ланцюга, поломки натяжного пристрою або ланцюгового заспокоювача, зносу зірочок. В результаті порушаться фази газорозподілу, клапани зависнуть, а двигун заглухне. Потрібно його капітальний ремонт із заміною всіх деталей, що вийшли з ладу.
   

   В результаті прослизання або обриву ланцюга приводу ГРМ клапани можуть зігнутися
4. Поломка чи втома клапанних пружин. Клапани закриватимуться не до кінця і почнуть стукати, порушаться фази газорозподілу. У цьому випадку слід замінити пружини.
5. Неповне закриття клапанів через обгорання робочих фасок клапанних тарілок, утворення нальоту з відкладень неякісної моторної олії та палива. Наслідки будуть аналогічні описаним у пункті 1 — буде потрібно ремонт та заміна клапанів.
6. Зношування підшипників і кулачків распредвала. В результаті порушаться фази газорозподілу, знизиться потужність і ємність двигуна, в ГРМ з'явиться стукіт, а відрегулювати тепловий зазор клапанів стане неможливо. Проблема вирішується заміною зношених елементів.

Після усунення будь-якої з несправностей двигуна ВАЗ 2101 обов'язково знадобиться регулювання зазору між рокерами та кулачками розподільчого валу.

Відео: вплив теплового зазору клапанів на роботу ГРМ

Навіщо потрібне регулювання клапанів. Зазори клапанів. Теорія

Демонтаж та ремонт головки блоку циліндрів ВАЗ 2101

Для заміни клапанних механізмів та напрямних втулок потрібно демонтувати ГБЦ. Операція ця - досить трудомістка і копітка, що вимагає певних слюсарних навичок. Для її виконання знадобляться такі інструменти:

• набір гайкових ключів (обов'язково наявність головок на 8, 10, 13, 17, 19);
• шліцеві та хрестоподібні викрутки;
• плоскогубці;
• оправки для випресовування та запресовування напрямних втулок;
• пристрій А.60311/R для вилучення клапанних пружин (розсухарувач);
• знімач та оправка для масловідбивних ковпачків;
• динамометричний ключ.

Крім стандартних інструментів, для ремонту ГБЦ знадобиться кривий стартер, подовжувач для тріщатки та пруток м'якого припою.

Перед початком демонтажу ГБЦ необхідно:

1. Злити антифриз із системи охолодження двигуна.
2. Зняти повітряний фільтр та карбюратор, попередньо від'єднавши всі патрубки та шланги.
3. Від'єднати дроти, викрутити свічки запалювання та датчик температури антифризу.
4. Відкрутивши ключем на 10 гайки кріплення, зняти клапанну кришку разом із старим прокладенням.
   

   Для демонтажу клапанної кришки знадобиться ключ на 10
5. Поєднати настановні мітки колінчастого та розподільчого валів. При цьому поршні першого і четвертого циліндрів перемістяться у верхню точку.
   

   Перед зняттям ГБЦ необхідно поєднати настановні мітки колінчастого і розподільчого валів (ліворуч - зірочка розподільного валу, праворуч - шків колінвалу)
6. Послабити натягувач ланцюга, демонтувати опорну шайбу та зірочку розподільного валу. Ланцюг зі зірочки знімати не можна, потрібно скріпити їх дротом.
7. Зняти розподільний вал разом із корпусом підшипників.
8. Стягнути з регулювальних болтів, вийняти зі пружин і зняти всі рокери.

Заміна клапанних пружин та маслознімних ковпачків

Опорні підшипники, розподільний вал, пружини та масловідбивні ковпачки можна замінити, не знімаючи ГБЦ. Для цього знадобиться пристрій для вилучення (розсухарювання) клапанних пружин. Спочатку проводиться заміна зазначених елементів на клапанах першого та четвертого циліндрів, які знаходяться у ВМТ. Потім колінвал провертається кривим стартером на 180^о, та операція повторюється для клапанів другого та третього циліндрів. Усі дії виробляються у строго певній послідовності.

1. У отвір свічок між поршнем і клапаном вставляється пруток з м'якого металу діаметром близько 8 мм. Можна використовувати олов'яний припій, мідь, бронзу, латунь, у крайньому випадку – хрестоподібну викрутку.
   

   У свічковий отвір між поршнем і клапаном вставляється пруток з м'якого металу або хрестоподібна викрутка
2. На шпильку кріплення корпусу підшипників розподільного валу накручується гайка. Під неї заводиться захоплення пристрою для вилучення сухарів (пристосування А.60311/R), що стопорять пружину та її тарілку.
   

   Гайка на шпильці виступає як опора, створюючи важіль для розсмачувача
3. Пружина притискається розсухарувачем, і пінцетом або намагніченим стрижнем витягуються сухарі, що стопорять.
   

   Замість пінцету для вилучення сухарів краще використовувати намагнічений стрижень - у цьому випадку вони не загубляться
4. Знімається тарілка, потім зовнішня та внутрішня пружини.
   

   Пружини зверху притискає тарілка, зафіксована двома сухарями.
5. Виймаються верхня та нижня опорні шайби, розташовані під пружинами.
   

   Щоб витягти маслознімний ковпачок, потрібно зняти опорні шайби
6. Шлицевою викруткою акуратно піддягається і витягається маслознімний ковпачок.
   

   Підсмоктувати ковпачок викруткою слід дуже акуратно, щоб не пошкодити край втулки клапана
7. На стрижень клапана надягається пластикова втулка (поставляється в комплекті з новими ковпачками).
   

   Втулка оберігає маслознімний ковпачок при його монтажі від пошкоджень
8. На втулку надягає масловідбивний ковпачок і переміщається на стрижень.
   

   Робочу кромку ковпачка перед монтажем потрібно змастити олією
9. Пінцетом знімається пластикова втулка, а ковпачок напресовується на втулку клапана.
   

   Щоб не пошкодити ковпачок, при його запресуванні використовується спеціальна оправка

Якщо інші ремонтні роботи не потрібні, складання ГРМ здійснюється у зворотній послідовності. Після цього необхідно відрегулювати тепловий проміжок клапанів.

Заміна та притирання клапанів, встановлення нових напрямних втулок

Якщо капелюшки клапанів прогоріли, або на них утворився наліт з домішок в олії та паливі, що заважає щільному приляганню до сідла, клапани необхідно замінити. Для цього буде потрібно демонтаж ГБЦ, тобто потрібно буде виконати всі пункти наведеного вище алгоритму до встановлення на шийки клапанів нових ковпачків. Самі ковпачки та пружини можна встановити на знятій ГБЦ після заміни та притирання клапанів. Роботи виконуються у такому порядку.

1. Від'єднуються шланги від карбюратора, впускного трубопроводу та випускного патрубка охолоджувальної сорочки ГБЦ.
2. Від випускного колектора від'єднуються захисний щиток стартера та приймальна труба глушників.
3. Від'єднується датчик тиску олії.
4. Зриваються, а потім відвертаються коміром і тріскачкою болти кріплення ГБЦ до блоку циліндрів. ГБЦ знімається.
5. Якщо клапанні механізми не розбиралися, вони знімаються відповідно до наведеної вище інструкції (див. «Заміна клапанних пружин та маслознімних ковпачків»).
   

   Для заміни клапанів та втулок потрібно розібрати клапанні механізми
6. ГБЦ перевертається так, щоб сторона, що прилягає до блоку циліндрів, була зверху. Старі клапани витягуються зі своїх напрямних.
   

   Старі клапани потрібно витягти зі своїх напрямних
7. У напрямні вставляються нові клапани та перевіряються на люфт. Якщо потрібна заміна напрямних втулок, застосовуються спеціальні пристрої.
   

   Оправлення для вибивання (вгорі) та запресування (внизу) напрямних втулок
8. ГБЦ нагрівається – можна на електроплиті. Щоб втулки краще увійшли до гнізда, їх слід змастити моторним маслом.
   

   Для встановлення нових втулок потрібно молоток з оправкою та моторне масло
9. Нові клапани притираються до сідла ГБЦ за допомогою спеціальної пасти для притирання і дриля. Під час обертання клапанні тарілки необхідно періодично притискати до сідла дерев'яною ручкою молотка. Кожен клапан притирається кілька хвилин, потім паста видаляється з поверхні.
   

   Притирання закінчується, коли поверхня сідла та клапана в місці контакту стане матовою.
10. Установка клапанних механізмів та складання ГБЦ проводиться у зворотній послідовності. Перед цим поверхні головки та блоку циліндрів ретельно зачищаються, промазуються графітовим мастилом, а на шпильки блоку циліндрів одягається нова прокладка.
    

    При встановленні ГБЦ на блок циліндрів прокладка обов'язково змінюється на нову
11. При установці головки в блок циліндрів болти затягуються динамометричним ключем у суворій послідовності та з певним зусиллям. Спочатку для всіх болтів застосовується зусилля 33.3-41.16 Н-м. (3.4–4.2 кгс-м), потім вони докручуються із зусиллям 95.94–118.38 Н-м. (9.79-12.08 кгс-м.).
    

    Якщо не дотримуватись порядку закручування болтів, можна пошкодити прокладку та поверхню ГБЦ
12. При встановленні корпусу підшипників розподільного валу гайки на шпильках затягуються також у певній послідовності.
    

    Якщо не дотримуватись порядку затягування гайок кріплення корпусу підшипників розподільного валу, можна перекосити сам розподільний вал
13. Після встановлення ГБЦ та корпусу розподільного валу проводиться регулювання теплового зазору клапанів.

Відео: ремонт ГБЦ ВАЗ 2101-07

Чому прогорів клапан? Ремонт головки блоку циліндрів ВАЗ 2101-07-Нива

Регулювання теплового зазору клапанів

Конструктивною особливістю двигунів класичних моделей ВАЗ є те, що в процесі експлуатації змінюється зазор між кулачком розподільного валу та рокером-штовхачем клапана. Регулювати цей проміжок рекомендують кожні 15 тис. км пробігу. Для роботи будуть потрібні гайкові ключі на 10, 13 і 17 і щуп завтовшки 0.15 мм. Операція нескладна, і виконати її зможе навіть недосвідчений автолюбитель. Усі дії виконуються на холодному двигуні у такому порядку:

1. Згідно з наведеною вище інструкцією, знімається клапанна кришка (п. 4 розділу «Демонтаж та ремонт головки блоку циліндрів ВАЗ 2101»), потім кришка розподільника запалювання. Виймається масляний щуп.
2. Поєднуються мітки колінчастого та розподільного валу (п. 5 розділу «Демонтаж та ремонт головки блоку циліндрів ВАЗ 2101»). Поршень четвертого циліндра встановлюється в положення ВМТ, при цьому обидва клапани закриті.
3. Між рокером і кулачком розподільного валу 8 і 6 клапанів просовується щуп, який повинен входити в щілину з невеликою працею і не переміщатися вільно. Ключем на 17 послаблюється контргайка, а ключем на 13 виставляється зазор. Після цього контргайкою затискається регулювальний болт.
   

   При регулюванні зазору ключем на 17 послаблюється контргайка, а ключем на 13 виставляється сам зазор
4. Колінвал провертається кривим стартером за годинниковою стрілкою на 180 °. Аналогічним чином регулюються 7 та 4 клапани.
   

   Після повороту колінвала на 180° регулюються 7 та 4 клапани
5. Колінчастий вал знову повертається за годинниковою стрілкою на 180° і регулюються 1 і 3 клапани.
   

   Якщо щуп не входить у щілину між кулачком і рокером, слід послабити контрагайку та регулювальний болт
6. Колінвал ще раз провертається за годинниковою стрілкою на 180 ° і регулюються 2 та 5 клапани.
   

   Після регулювання зазорів клапанів слід запустити двигун і перевірити його роботу
7. Всі деталі, у тому числі клапанна кришка, встановлюються на місце.

Відео: регулювання зазору клапанів ВАЗ 2101

Налаштування клапанів на ВАЗ 2101

клапанна кришка

Клапанна кришка закриває та герметизує ГРМ, запобігаючи витіканню мастила розподільного валу, клапанів та інших деталей назовні. Крім того, через її горловину заливається нове моторне масло при заміні. Тому між клапанною кришкою та ГБЦ встановлена ​​герметизуюча прокладка, яка змінюється щоразу після ремонту або регулювання клапанів.

Після кожного регулювання клапанів ущільнювальну прокладку клапанної кришки слід змінювати

Перед її заміною слід ретельно протерти поверхні ГБЦ та кришки від залишків моторного масла. Потім прокладка надягає на шпильки ГБЦ і притискається кришкою. Необхідно, щоб прокладка точно увійшла до пази кришки. Після цього в певній послідовності затягуються гайки кріплення.

При затягуванні гайок клапанної кришки не слід докладати великих зусиль — можна пошкодити поверхню кришки та прокладку

Відео: усунення течі олії з-під клапанної кришки ВАЗ 2101-07

Ваз-класика. Кришка клапанів, усуваємо текти олії.

Заміна та ремонт клапанів на ВАЗ 2101 - робота досить трудомістка і потребує певних навичок. Однак, маючи в наявності набір необхідного інструменту та послідовно виконуючи вимоги інструкцій фахівців, зробити її реально навіть недосвідченому автолюбителю.