Zawory są istotnym elementem układu rozrządu umieszczonym w głowicy silnika (w silnikach górnozaworowych) lub w bloku silnika (w silnikach dolnozaworowych), sterującym przepływem powietrza (w silnikach wysokoprężnych) lub mieszanki paliwowo-powietrznej (w silnikach o zapłonie iskrowym) oraz spalin. Od ich stanu oraz prawidłowej pracy zależy sprawność silnika, spalanie, moc oraz zużycie oleju.
Rodzaje rozrządów
W dzisiejszych silnikach czterosuwowych ze względu na rodzaj konstrukcji wyróżniamy trzy rodzaje rozrządu:
– OHV (overhead valve)- rozrząd górnozaworowy popychaczowy, oznaczenie rodzaju rozrządu silników tłokowych z wałkiem rozrządu umieszczony jest w bloku silnika i steruje przez popychacze zaworami znajdującymi się w głowicy cylindrów. Jest to rozrząd górnozaworowy z „zaworami wiszącymi”. Obecnie układ ten jest rzadziej stosowany, głównie w pojazdach produkowanych w USA,
– SOHC (single overhead camshaft) – rozrząd górnozaworowy z wałkiem w głowicy, w którym wałek rozrządu służący do napędzania zaworów znajduje się w głowicy silnika. Napędzany jest za pomocą koła zębatego, elastycznego paska rozrządu lub łańcuchem. Zaletą tego rozwiązania jest brak pośrednich elementów rozrządu (popychaczy, dźwigni zaworowych) oraz dobra szybkobieżność silnika. Wadą jest złożona konstrukcja głowicy silnika.
– DOHC (double overhead camshaft) – rozrząd górnozaworowy z podwójnym wałkiem rozrządu, w głowicy znajdują się dwa wałki rozrządu do sterowania pracą zaworów. Jeden z wałków steruje zaworami ssącymi, a drugi wydechowymi. Zawory umieszczone są pod kątem naprzeciw siebie i dają łatwiej jest kształtować kształt komory spalania. Silnik DOHC umożliwia zastosowanie większej liczby zaworów na cylinder, wpływa to na powiększenie sprawności napełniania i opróżniania cylindra oraz umożliwia osiągnięcie wyższego stopnia sprężania i zmniejszenie oporów przepływu. Konstrukcja ta umożliwia zastosowanie zmiennych faz rozrządu (pod wpływem wzrostu prędkości obrotowej i obciążenia silnika).
Podział zaworów
Zawory dzielimy zasadniczo na ssące (dolotowe) i wydechowe (wylotowe).
schemat budowy zaworu (źródło: http://www.zs-ilawa.pl )
schemat kompletnego zaworu (z sprężynami) (zdj. http://www.zs-ilawa.pl)
Zawór ssący otwiera się w stosownym momencie cyklu ssania silnika w celu zassania mieszanki paliwowo-powietrznej lub powietrza do cylindra silnika. Po napełnieniu cylindra mieszanką następuje zamknięcie zaworu (uszczelnienie cylindra)umożliwiające sprężenie mieszanki. Temperatura zaworów ssących w czasie pracy silnika z pełną mocą wynosi od 450 do 550 °C. Zawór wydechowy otwiera się umożliwiając odprowadzenie rozprężonych w suwie pracy gazów. Po wyrzuceniu spalin z cylindra zawór wydechowy zostaje zamknięty. Temperatura zaworów wydechowych dochodzi nawet do 750 °C. Temperatura zaworów dolotowych jest mniejsza, gdyż są omywane świeżo dostarczanym powietrzem i paliwem, natomiast wydechowe gorącymi spalinami. Zawory ssące silnika mają zawsze większe średnice (przekroje) niż zawory wydechowe, jest to efekt dążenia do zwiększenia masy ładunku podczas cyklu pracy silnika (generowana większa moc). Z tego też powodu, jeśli liczba zaworów na cylinder jest nieparzysta, to zaworów ssących jest więcej.
Obsługa zaworów
Obsługa zaworów polega na okresowej regulacji luzów zaworowych zgodnie z interwałem zaleconym przez producenta silnika w wypadku występowania zaworów z regulacją ręczną. Nie dotyczy to silników wyposażonych w układy samoregulacyjne, w których wykorzystuje się ciśnienie oleju smarującego silnik i stosuje się popychacze hydrauliczne lub urządzenia hydrauliczne dociskające dźwignię do zaworu i drążka popychacza. Sposób ręcznej regulacji uzależniony jest od zastosowanego rozwiązania, możemy kasować luz zaworowy:
- śrubą regulacyjną (metoda najtańsza, nie wymagająca stosowania żadnych dodatkowych materiałów, oprócz nowej uszczelki pod pokrywę zaworów),
regulacja luzu zaworowego za pomocą śruby kontrującej (zdj. https://gazeo.pl)
- przez wymianę płytek regulacyjnych w popychaczach zaworowych (szklankach), oprócz uszczelki pokrywy zaworów możemy potrzebować dodatkowych płytek o innej grubości,
- przez wymianę całych popychaczy zaworowych (szklanek), jest to najdroższa metoda z uwagi na cenę samych szklanek zaworowych (różna wysokość) oraz drogą robociznę (konieczność demontażu wałków rozrządu).
Luz zaworowy to dystans pomiędzy końcem trzonka zaworu a współpracującą z nim częścią mechanizmu rozrządu, jest on potrzebny jest do prawidłowej pracy silnika, ponieważ ze względu na rozszerzalność cieplną materiałów oraz systematyczne zużywanie się współpracujących. Zbyt duży lub za mały wpływa niekorzystnie na trwałość silnika i prawidłową pracę. Duże luzy powodują dodatkowy metaliczny hałas i przyspieszone zużycie zaworów, krzywek wałka rozrządu i dźwigienek, a zbyt mały luz lub jego brak może doprowadzić do niepełnego zamykania zaworu i spadku ciśnienia w komorze spalania. Jeśli zawory nie będą się stykać z gniazdami zaworowymi, nie będą miały się jak ochłodzić, ich temperatura będzie coraz wyższa i konsekwencją może być uszkodzenie (wypalenie) grzybka zaworu. Jest on mierzony za pomocą szczelinomierza, przy zamkniętym zaworze i zimnym silniku. Wartość luzu musi być zgodna z instrukcją producenta danego modelu samochodu. W razie braku dokładnych danych przyjmuje się, iż luz zaworu dolotowego powinien wynosić około 0,2 mm, a wylotowego 0,3 mm, w silniku o normalnej temperaturze pracy.
Interwał regulacji
Częstotliwość regulacji luzów jest bardzo różna. W niektórych autach trzeba ją wykonywać przy każdym przeglądzie, a w innych tylko przy wymianie paska rozrządu, czyli rozrzut jest od 10 do 100 tys. km. Standardowo jednak zalecana jest kontrola luzu (regulacja) co 50-60 tys. km. Jeśli silnik zasilany jest LPG to regulację zaworów należy wykonywać nawet dwa razy częściej.
Awarie i objawy
Typowe objawy braku luzu zaworowego są następujące:
- niestabilne obroty silnika,
- nieprawidłowe, niskie ciśnienie sprężania,
- wypadanie zapłonu,
- niższa moc silnika,
- charakterystyczne „dzwonienie” podczas dodawania gazu,
- wysokie zużycie paliwa.
Podsumowanie
Regulacja luzu zaworowego jest operacja konieczna mającą wpływ na sprawność i trwałość silnika oraz na spalanie paliwa. Nie dotyczy to aut z hydrauliczną regulacją zaworów, jednak i tu zdarzają się awarie hydropopychaczy, zachodzi wówczas konieczność wymiany całej „szklanki”. Pamiętajmy, że ile zaworów, tyle szklanek. Po raz kolejny przypomnę o terminowej zmianie oleju, zużyty olej w pracującym silniku to w efekcie przyśpieszone zużycie zaworów i ich osprzętu. Cena regulacji zaworów jest zależna od zastosowanego układu zaworowego. Najtańsza będzie regulacja dokonywana za pomocą stosownych śrub (od 200-300 zł), bardziej pracochłonna jest regulacja za pomocą płytek (często musimy dokupić płytki o odpowiedniej grubości), najdroższa jest regulacja luzu oparta na wymianie całych szklanek. W tym wypadku oprócz konieczności zakupienia szklanek o wymaganej wysokości dodatkowo musimy demontować układ rozrządu (cena regulacji od 1000 zł). Pamiętajmy, że ile zaworów, tyle pojedynczych regulacji bądź wymian zużytych hydropopychaczy… Cena jednej szklanki hydraulicznej rozpoczyna się od około 20 zł do ponad 100 zł za sztukę. Pamiętajmy więc o okresowej kontroli i regulacji zaworów, pozwoli nam to utrzymać silnik w dobrej kondycji przez wiele kilometrów przebiegu i unikniemy kosztownych (potencjalnych) napraw.
Pozdrawiam terenowo.
Seba 4×4