Jak zjistit, zda vaše auto potřebuje výměnu vačkového hřídele – příznaky a symptomy

Při poruše vačkového hřídele často není příčinou poruchy špatná kvalita samotného vačkového hřídele, ale něco úplně jiného. Pro montáž motoru je proto velmi důležité jasné pochopení vztahů v činnosti vačkového hřídele a s ním spojených částí. Zde se pokusíme mluvit o nejdůležitějších funkcích, na které byste měli myslet, než budete kritizovat vačkový hřídel nebo zvedáky.

Jarní zavařování

K tomu dochází, když je montážní délka ventilové pružiny (namontované na svém původním místě) menší než plný zdvih ventilu. V tomto případě cívky pružiny sedí na sobě a proměňují pružinu v „pevné tělo“. Tato „role“ drátu zastaví pohyb ventilového mechanismu a zpravidla se zlomí nejslabší článek mechanismu distribuce plynu. Obvykle se tlačné tyče ohýbají, ventily se odlomí a spadnou do válce nebo jsou vačky „vymazány“. Níže uvedený diagram ukazuje správnou instalaci ventilové pružiny:

V zásadě by při plném zdvihu ventilu měla být mezi závity pružiny mezera. „Bezpečnostní rezerva“ je obvykle asi 1,5 mm, i když u některých moderních motorů se tato hodnota může pohybovat od 0,40 do 3,0 mm, zejména se dvěma pružinami na ventil. Ale budiž: uzavírání závitů pružiny je velmi špatné a může vést k „zničení“ vačkových hřídelů a dalších dílů.

„Srážka“ mezi talířem pružiny ventilu a těsněním dříku ventilu

Pokud se uzavřením cívek změní pružina v pevný „kus“ kovu, pak „přilepení“ držáku pružiny ventilu a těsnění dříku ventilu může způsobit stejné poškození. Vzdálenost od horní části víčka ventilové pružiny ke spodnímu okraji držáku ventilové pružiny musí být větší než zdvih ventilu, jinak dojde ke kolizi víčka a držáku. Pokud je tato vzdálenost menší, je nutné upravit vodicí pouzdro ventilu na stroji. Toto je velmi častá příčina předčasného selhání vačkového hřídele (viz diagram 1).

Problémy s pohonem ventilů

Poškození může také způsobit nesprávné ovládání ventilového rozvodu. Ventilový mechanismus je komplexní systém dokonale vyladěných pohyblivých částí, které pracují pod velkým zatížením a při vysokých rychlostech. Jakýkoli slabý článek nebo nesprávně zvolená součástka může proměnit harmonicky fungující součásti v odpad. Příčinou jsou navíc často nevhodné pružiny, například „usazené“ dlouhodobým používáním. Problémy se jen zhorší, když je motor posílen instalací vačkových hřídelů s „vysokými“ vačkami a zvýšením výkonu (to znamená zvýšením tlaku ve válcích).

To je zvláště patrné u „nižších“ motorů s ventily poháněnými ojnicí. Tlačné tyče jsou nejflexibilnějším prvkem ve ventilovém rozvodu a obvykle se deformují jako první. Pokud jsou pružiny příliš „slabé“, pak zvýšený tlak ve válci ztěžuje otevření ventilu a to způsobí ohnutí tlačné tyče. Proto musí být tyče dostatečně silné, aby vydržely tlakové zatížení a vysoké rychlosti. Poškození může také způsobit nadměrná vůle nebo zadření tlačné tyče. Určujícím faktorem je rychlost pohybu pohyblivých dílů rozvodu předtím, než se dostanou do kontaktu – čím rychlejší je „náraz“ nebo kontakt, tím silnější je jeho účinek na díly.

Vypnutí zapalování na omezenou rychlost

Použití takového omezovače otáček se zdá jako dobrý nápad, ale má to také negativní dopad na ventilový rozvod.

Většina moderních „omezovačů otáček“ jednoduše vypne zapalování ve válcích. Palivo však dále proudí do válce a při následném zážehu spalování bohaté směsi válec přetěžuje. Z tohoto důvodu se tlak ve válci zvyšuje, „bouchne“ ventil a přenáší ráz na pružinu, vahadlo, tlačnou tyč, zdvihátko a vačku. Testy ukázaly, že deaktivace takového omezovače otáček je dobrý nápad pro prodloužení životnosti motoru.

Špatné proplachování válečkových zdvihátek

Nečistoty (malé částice uhlíku nebo prachu, usazeniny laku) jsou nejčastější příčinou problémů se zdvihátkem. Částice nečistot padající s proudem oleje do „tenkých“ kanálků tlačného zařízení mohou způsobit jeho zaseknutí. V důsledku toho se zvětšují vůle v mechanismu ventilu, což způsobuje nadměrný hluk a narušuje normální pohyb ventilu.

Při instalaci tlačných tyčí se ujistěte, že blok motoru nebo hlava (a průchody v nich) jsou zcela čisté. Zkontrolujte zdvihátka, zda nejsou poškozena během přepravy a propláchněte je čistým benzínem nebo naftou, abyste odstranili nečistoty. Po umytí ponořte zdvihátka do čistého motorového oleje, aby se povrchy před montáží namazaly.

Kontaminace olejem

Po opětovném složení nebude motor nikdy „příliš čistý“. Dobré čištění a mytí částí karoserie (blok válců nebo hlava válců) je velmi pracné a obvykle vyžaduje specializované vybavení, jako je pračka. Ale ani v tomto případě se neobejdete bez kartáče na láhve. Poškození ložisek nebo zdvihátek může být často způsobeno nečistotami nahromaděnými UVNITŘ olejových kanálků.

Nečistoty (drobné částečky uhlíku nebo prachu, usazeniny laku) se usazují v olejových kanálcích, zejména u motorů, které byly náhodně poškozeny. Tyto nečistoty se hromadí v zákoutích a skulinách dálnic a pouhé vyfouknutí kanálů stlačeným vzduchem znamená ještě větší stlačení nečistot. Cizí částice je nutné důkladně omýt a vyčistit, aby po nich nezůstala ani stopa. Chcete-li to provést, musíte odstranit (i při vrtání a závitování u nových svíčky) všechny zátky olejového potrubí a vyčistit olejové kanály kartáčem. Musíte také vyčistit všechny otvory pro přívod oleje v klikovém hřídeli a umýt tlačné tyče, i když jsou nové.

Vačky, zvedáky a ložiska (a další pohyblivé části motoru) jsou chráněny před opotřebením tenkým filmem mazacího oleje a veškeré pevné částice, které zůstanou v oleji, se stanou abrazivem, které se rychle opotřebuje na povrchu dílů nebo se zasekne v malých vůlích. . Pokud jsou tyto životně důležité olejové cesty zablokovány, je nevyhnutelné selhání ložisek nebo tlačníku. Sečteno a podtrženo, pokud chcete, aby váš vačkový hřídel a zvedáky vydržely, musí být čisté, čisté, čisté!

Nedostatečné mazání nebo příliš vysoká teplota oleje

Dobré mazání je klíčem k dlouhodobému výkonu vačkového hřídele a zvedáku.

Čtyři pravidla dobrého mazání jsou:

• kvalitní olej;
• na správném místě;
• ve správný čas;
• v dostatečném množství.

Za normálních provozních podmínek se motorový olej nepřehřívá. Zvýšení jeho teploty je obvykle důsledkem zaseknutí dílů, například v důsledku uvíznutí tlačníku v díře nebo ucpaném kanálu.

Aditiva proti opotřebení v oleji však vyžadují určité množství tepla a tlaku k uvolnění molekuly zinku a vytvoření jednotného ochranného povlaku na dílech. Vlivem přehřátí nedochází k chemické reakci, která tvoří ochranný film, a přísady již nefungují správně. V tomto případě dochází k rozpadu oleje nebo je oslabena jeho schopnost „primovat“ kontaktní plochy dílů. To znamená, že porucha je nevyhnutelná!

Pokud je tlak oleje příliš nízký, nevytvoří se mezi protilehlými částmi dostatečně silný olejový film. To umožňuje, aby se části dotýkaly, což vytváří velké množství tepla a poškozuje je. Olejové čerpadlo s vysokým průtokem je moudrým řešením při zvyšování otáček.

Chyby při běhu v „plochých“ zdvihátkách

Konstrukční prvky a vysoký tlak pružin dělají z „plochých“ zdvihátek „hvězdy“ v případě selhání vačky vačkového hřídele. Porušení správného postupu záběhu u nich nevyhnutelně vede k poruchám.

Vzhledem k tomu, že plochý povrch zdvihátka je v přímém kontaktu s výstupkem vačky, je nezbytné použití správného (obsahujícího správná aditiva) motorového oleje. Kromě toho byste měli dodržovat několik jednoduchých pravidel.

Nikdy nepoužívejte staré zvedáky s novým vačkovým hřídelem. Pokud opakovaně používáte vačkový hřídel i zvedáky, musíte zvedáky nainstalovat na stejná místa, kde fungovaly dříve.

Po úplném propláchnutí namažte všechny styčné plochy dílů správným montážním mazivem.

Před nastartováním naplňte systém mazání motoru a přitom otáčejte klikovým hřídelem, abyste se ujistili, že olej zaplnil všechny kanály a že jsou všechna vahadla a tlačná zařízení namazána.

Správně nastavte časování a časování zapalování a také přívod paliva, aby motor okamžitě naskočil a nepřehříval se. Po nastartování musí motor několik sekund běžet na otáčky 2000 – 2500 ot/min, aby olej spolehlivě promazal ventilový mechanismus. Volnoběh motoru nezajišťuje dostatečnou zásobu oleje. Pokud motor nenaskočí během první minuty, zastavte startování a zjistěte, proč motor nenaskočil.

Poté nechte motor běžet 20-30 minut, přičemž pomalu měňte otáčky v rozsahu od 1500 do 3800 ot./min. Okamžitě jej spusťte znovu, pokud se zastaví, aby olej nestihl vytéct do pánve. Ihned poté vyměňte olej a filtr a poté znovu po 800 km.

Špatný olej pro vačkové hřídele s válečkovými zdvihátky

Cizí znečištění (drobné částice uhlíku nebo prachu, usazeniny laku) je příčinou č. 1 poškození ložisek válečkových zdvihátek. Pokud je poškození „plochého“ tlačníku při vloupání zřejmé, pak v případě poškození válečkového tlačného zařízení přijatého během vloupání se následky mohou objevit po několika tisících km. Důležitý je zde ale také správný postup záběhu a kvalita oleje.

Kvalitní záběhový olej by měl sloužit dvěma účelům: chránit ventilový rozvod a snižovat opotřebení kroužků. Pokud je olej špatné kvality, díly se příliš rychle opotřebují a produkty opotřebení – velké množství kovových částic – „zabijí“ ložiska ve válečcích.

Ten „správný“ olej obsahuje hodně aditiva proti opotřebení, které vytvoří film, který zakryje mikronerovnosti na povrchu dílů a hladký povrch snese velké zatížení.

Správná kinematika mechanismu distribuce plynu

Další oblastí ponechanou bez pozornosti je správná kinematika pohyblivých částí. Při vytváření vylepšeného motoru vytváří proces „míchání a spárování“ dílů mnoho příležitostí k narušení správné kinematiky. Pečlivě zkontrolujte tlačné tyče a vahadla, zda nevykazují známky nežádoucího kontaktu. Geometrii vahadla a délku tlačné tyče je nutné zkontrolovat, aby byl zajištěn snadný pohyb v celém rozsahu pohybu.

Tlačné tyče musí odpovídat otáčkám a rozsahu zatížení motoru a ostatní díly jsou ve svých sedlech a nic nebrání jejich pohybu.

Ujistěte se, že mezi vahadlami, krytem ventilů, pružinami ventilů a dalšími souvisejícími částmi jsou vůle, jinak může být potřeba trochu frézovat. Nikdy nemontujte ventilový mechanismus takto: utáhněte upevňovací prvky a odejděte.

Kromě toho zkontrolujte opotřebení nově použitých komponentů, ujistěte se, že válcové části si zachovaly svůj tvar a otvory, například pro posunovač, mají „správnou“ geometrii. Opotřebený otvor zdvihátka způsobí, že se zdvihátko vychýlí a pravděpodobně se zadře – s katastrofálními následky. Ujistěte se, že všechny použité a nové díly do sebe zapadají a lze je použít v rámci stejné specifikace.

Zkontrolujte vůli vačkového hřídele, je-li to nutné, a polohu a zakřivení vaček. Některé vačky kvůli svému tvaru nemusí dobře lícovat s tlačnými tyčemi.

Závěr

Správná montáž nebo oprava motoru je složitá a precizní záležitost. Existuje mnoho míst, kde se věci mohou pokazit, a dvojitá kontrola specifikací a dodržování správných postupů později vždy ušetří čas. Nespěchejte s motorem běžet na maximální otáčky hned po opětovné montáži a neobviňujte vačkový hřídel, když dojde ke katastrofě. Selhání vačkového hřídele má obvykle jinou příčinu.

K poruchám vačkového hřídele dochází především z důvodů nesouvisejících s kvalitou dílu, proto je při provádění montážních prací motoru nutné vzít v úvahu vztahy v provozu vačkového hřídele.

Jarní problémy

Při instalaci ventilové pružiny na původní místo věnujte zvláštní pozornost její instalační délce, která by neměla být menší než plný zdvih ventilu. Pokud k tomu dojde, pružina se „zasekne“ kvůli tomu, že cívky sedí na sobě. V této poloze nebude pružina schopna plnit svou funkci a zastaví pohyb mechanismu ventilu. Porucha povede k selhání slabých rozvodových článků. Například opotřebení vaček, zlomení ventilů, které spadají do válce, změny v geometrii tlačných tyčí.

Rozsah mezery mezi závity pružiny u různých motorů by měl být od 0,4 do 3,0 mm (tento rozdíl je způsoben konstrukčními prvky, například přítomnost 2 pružin na ventil). V tomto případě je obvykle při plném zdvihu ventilu mezera přibližně 1,5 mm. Absence mezery mezi cívkami nemůže být povolena, což povede k velmi vážnému poškození a selhání vačkového hřídele.

Náraz talíře pružiny ventilu do těsnění dříku ventilu

Následky nárazu talíře ventilové pružiny na olejové těsnění jsou stejné, jako když se pružina „zasekne“. Aby se tomu zabránilo, zdvih ventilu by měl být menší než vzdálenost od spodního okraje držáku pružiny ventilu k horní části olejového těsnění. Závada je na stroji odstraněna úpravou vodícího pouzdra ventilu. Z tohoto důvodu se vačkový hřídel velmi často láme.

Problémy s pohonem ventilů

Selhání v ovládání ventilů může způsobit vážné problémy. Složitost konstrukce ventilového mechanismu, který během provozu zažívá obrovské zatížení, vyžaduje ideální interakci všech jeho prvků. Jakýkoli vadný nebo nesprávně vybraný konstrukční prvek vyřadí mechanismus z provozu. Například oslabené pružiny nebo „vysoké“ vačky vačkového hřídele pro zvýšení výkonu motoru.

Takové problémy jsou typičtější pro motory s vačkovým hřídelem umístěným pod hlavou válců a s ventily poháněnými tyčí. Jako první se deformují tlačné tyče. To je způsobeno tím, že se jedná o netuhý prvek mechanismu. „Slabost“ v pružinách vede k ohnutí tlačné tyče v důsledku zvýšeného tlaku ve válci a problémům s otevíráním ventilu. Tloušťka tyčí musí odolat vysokým rychlostem a tlakovému zatížení. Problémy mohou být způsobeny zadřením tlačníku nebo zvýšenou vůlí. Hlavním faktorem ovlivňujícím stav dílů je rychlost pohybu prvků mechanismu distribuce plynu před kontaktem jeho pohyblivých částí.

Použití omezovače otáček

Omezovač otáček slouží k vypínání zapalování ve válcích. To však nezastaví proces vstupu paliva do válců, což způsobuje jeho přetížení v důsledku spalování obohacené směsi. V důsledku toho se tlak ve válci zvyšuje, ventil bouchá a ráz se přenáší na prvky vačkového hřídele. Pokud je tedy takový omezovač otáček nainstalován na autě, je lepší jej deaktivovat, což zajistí prodloužení životnosti motoru.

Problémy s válečkovými zdvihátky

Válcová zdvihátka velmi často selhávají v důsledku vnikání drobných částeček nečistot nebo karbonových usazenin. Zablokování posunovače může být způsobeno tím, že se částice nečistot dostanou do kanálků dílů. Spolu s olejem se do kanálů dostávají nečistoty, což vede ke zvětšení vůlí ve ventilovém mechanismu. Objeví se zvýšená hladina hluku a ventil se přestane normálně pohybovat.

Před instalací tlačných prvků se musíte ujistit, že hlava válců a hlava válců (včetně kanálů) nevyžadují dodatečné čištění. Posunovače by měly být zkontrolovány, zda nejsou poškozené. Potom se tlačná zařízení vyčistí čistou naftou nebo benzínem. Namažte zdvihátka čistým motorovým olejem.

Kontaminace olejem

Při montáži motoru je velmi obtížné zabránit menšímu znečištění. Požadovanou úroveň čištění hlavy válců a hlavy válců lze zajistit pouze použitím specializovaného zařízení. Samotné mytí je složité a časově náročné. Je třeba dávat pozor na znečištění olejových kanálů, což vede k poškození tlačných prvků a ložisek.

V tomto případě foukání stlačeným vzduchem někdy nedává požadovaný výsledek. Je velmi obtížné tímto způsobem odstranit nečistoty nahromaděné v odlehlých částech dálnic. Požadované kvality proplachu se dosáhne čištěním olejových kanálků kartáčem při současném odstranění zátek olejového potrubí. Někdy se musí zátky vyvrtat a poté našroubovat pro nové zátky. Dále je nutné důkladně vyčistit otvory pro vypouštění oleje v klikovém hřídeli a omýt tlačné tyče.

Pohyblivé části spalovacího motoru jsou chráněny tenkým filmem maziva. Částice nečistot zachycené v této vrstvě se mění v brusivo, jehož dopad vede k poškození povrchů dílů a ucpání malých mezer, což jistě způsobí rozbití tlačníků a vložek. Proto je nutné zajistit čistotu vačkového hřídele a zdvihátek, aby byla zajištěna jejich dlouhá životnost.

Typické problémy s mazáním

Typické problémy s mazáním zahrnují nízkou hladinu oleje a vysokou teplotu oleje. Kvalitní mazání zároveň zajišťuje dlouhodobý provoz vačkového hřídele. Pro dobré mazání je potřeba používat kvalitní olej, mazat včas na správném místě a v potřebném množství.

K přehřátí oleje obvykle dochází při poruše motoru. To se může stát, když jsou ucpané olejové kanály nebo ucpaný tlačný válec. Přehřátí vede k tomu, že přísady proti tření v oleji neplní své funkce. Pravděpodobnost poruchy se dramaticky zvyšuje.

Při nízkém tlaku oleje se na spojovacích konstrukčních prvcích nevytváří mazací film požadované tloušťky. Kontakt dílů je doprovázen uvolňováním značného množství tepla a výrazně se zvyšuje i pravděpodobnost poškození. K vyřešení tohoto problému je vhodné nainstalovat olejové čerpadlo s odpovídajícím průtokem.

Zvláštnosti záběhových plochých zdvihátek

Nesprávný záběh plochých zdvihátek má za následek poruchu. To je způsobeno konstrukčními vlastnostmi plochých zdvihátek a tlakem vyvíjeným pružinou při prasknutí vaček na vačkových hřídelích. Kontaktní místo vačkového výstupku s rovným povrchem dílu musí být pokryto tenkou vrstvou maziva s přísadami. Doporučuje se dodržovat následující pravidla:

• Při montáži nového vačkového hřídele neinstalujte stará zdvihátka. Pokud plánujete přeinstalovat vačkový hřídel, staré tlačné prvky jsou namontovány na jejich místech.
• Povrchy dílů, které přicházejí do vzájemného kontaktu, musí být natřeny montážním mazivem.
• Před nastartováním motoru je nutné nalít olej do mazacího systému, zatímco se klikový hřídel otáčí. To zajistí, že se mazivo dostane k tlačným tyčím, vahadlům a kanálům.
• Při startování nesmíte dopustit přehřátí motoru, k čemuž je potřeba správně nastavit fáze zapalování a časování. Motor by měl běžet v otáčkách v rozmezí 2000-2500 ot./min. Tím bude zajištěno kvalitní mazání ventilového mechanismu. Provoz motoru na volnoběh takové mazání nezaručuje.
• V těchto otáčkách by měl motor běžet zhruba půl hodiny, poté by měl motor běžet v režimech od 1500 do 3800 ot./min. Poté se vymění olej a filtr. Další výměna se provádí po 800 km.

Olej nízké kvality

Nekvalitní olej má zvláště negativní vliv na válečková zdvihátka. Do ložisek se dostávají nečistoty, což vede k jejich poškození. V tomto případě se poškození válečkového zdvihátka na rozdíl od plochého zdvihátka (jejich poškození lze zaznamenat při vloupání) někdy objeví až po poměrně dlouhé době. Je důležité pamatovat na to, že v případě válečkových zdvihátek je nutné dodržovat pravidla postupu vloupání a sledovat kvalitu oleje.

Záběhový olej chrání mechanismus ventilu a snižuje opotřebení kroužku. Použití nekvalitního oleje nemůže zpomalit rychlost opotřebení. V tomto případě se produkty opotřebení dostávají do ložisek ve válečcích a poškozují je.

Vysoce kvalitní olej s nemrznoucími přísadami vytváří na povrchu dílů ochranný film, který umožňuje odolat značnému zatížení.

Správná kinematika časování

Je nutné dosáhnout správné kinematiky pohyblivých částí rozvodu. Tomuto problému je třeba věnovat zvláštní pozornost při vytváření nucených motorů, kdy může dojít k porušení kinematiky v důsledku kombinace různých částí. Je nutné prohlédnout vahadla a tlačné tyče, zkontrolovat geometrii těchto dílů. Volba tyčí musí odpovídat otáčkám a rozsahu zatížení pohonné jednotky.

Je nutné zkontrolovat mezery, které by měly být mezi vahadlami, pružinami ventilů a krytem a dalšími díly. V případě potřeby se provádí frézování.

Dále je nutné zkontrolovat opotřebení instalovaných prvků a geometrii válcových částí a otvorů pro posunovač. Změna geometrie otvoru může způsobit zaseknutí zdvihátka a vážné poškození. Je důležité zajistit, aby všechny použité díly, nové i použité, mohly být použity v rámci stejné specifikace.

Nezapomeňte zkontrolovat zakřivení vaček a vůli vačkového hřídele. Tvar některých vaček nemusí dobře spolupracovat s zvedáky.

Závěry

Je velmi obtížné správně opravit nebo znovu sestavit motor. Přesné postupy musí být přesně dodržovány a specifikace musí být kontrolovány alespoň dvakrát. Jakákoli chyba ovlivní dobu opravy a povede k vážným následkům. Také byste neměli spěchat, aby motor běžel na maximální otáčky.