Функции коромысла или рокера клапана

Коромысло клапана — это компонент привода ГРМ. Его функция проста: передача механической энергии от распредвала к стержню клапана. Рокер встречается лишь в конструкции верхнеклапанных силовых агрегатов. Потому что в нижнеклапанных моторах роль посредника выполняет прямолинейный толкатель. Из-за слишком большой камеры сгорания неправильной формы таких двигателей почти не осталось в ходу. На борту современных автомобилей встретить их невозможно.

Принцип действия

Сложные механизмы ломаются из-за деформации металла при высокой температуре и большой силы трения. Особенно при недостатке смазки или ее закоксовке. Этого нельзя допускать для бесперебойной работы мотора. Поэтому в коромысле нет ничего, что может сломаться. Это монолитная деталь с отверстием для установки на ось и резьбой под регулировочный болт. Условно ее можно разделить на такие составляющие:

• длинное плечо;
• короткое плечо;
• рычаг.

Компоненты механизма разделены зазором, который нужен для компенсации температурного расширения. Шток клапана соединен с одним концом коромысла, а другой соприкасается с толкателем. Когда фаза движения начинается, толкатель опускает одно из плечей вниз. Затем наступает очередь рычага. Он задействует второе плечо, заставляющее клапан открываться.

Рокер системы газораспределения

Система не ограничивается исключительно тремя упомянутыми компонентами. Еще есть регулировочный винт, ось для втулки, насечки для проникновения смазки. Жидкость создает на поверхности соприкасающихся деталей стойкую пленку. Она уменьшает силу трения, а значит температуру и механическую деградацию. Для погружения в тему стоит ознакомиться с особенностями строения рокеров:

1. У всех коромысел своя ось нажима, отдельная от остальных.
2. Рокер соединен с головкой блока цилиндров одним крепежным элементом.
3. Оси рокеров зафиксированы штифтовой заглушкой.
4. Штифты запрессованы в стойку, это исключает риск поломки. 

Все оси стойки и коромысла объединяются в единую систему. Это максимизирует прочность и надежность механизма, обеспечивая плавную и безаварийную работу. Нарушить синхронизацию может разве что сильная коррозия или перегрев.

Из чего состоит ГРМ

Чтобы получить представление о функционировании коромысла, важно разобраться в компонентах системы газораспределения. Они образуют механизм, который обеспечивает поступление кислорода в цилиндры. В камере сгорания воздух соединяется с бензином. Так получается топливовоздушная смесь (ТВС). На такте сжатия она детонирует от искры или сильного давления. «Микровзрыв» высвобождает энергию, которая толкает поршень вниз. Этот такт называют рабочим ходом.

Схема ГРМ

Вместо ведущей цепи в легковых машинах используют ремни ГРМ. Недостаток состоит в том, что они растягиваются со временем. Побочная функция — выпуск выхлопа после воспламенения ТВС. За это отвечает выпускной клапан. Он открывается на такте выпуска. Система помогает герметизировать камеры сгорания во время смешивания компонентов. В результате получается идеальная пропорция, рассчитанная инженерами для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Существует два вида распределительных механизмов:

1. Клапанные.
2. Золотниковые.

Широко используется вариант, при котором клапаны расположены сверху или снизу. Все зависит от конструкции мотора. Преимущество этих вариантов в том, что они обеспечивают лучшее распределение ТВС и выхлопа по сравнению с другими типами конструкции. Почти все современные автомобили используют систему верхних клапанов.

Устройство рокеров

Коромысло распределительного вала имеет форму рычага с двумя краями. На более длинном из них находится штифт — металлическая цилиндрическая деталь. Она расположена рядом с наконечником стержня клапана.

Клапан и коромысло соединены коротким рычагом, в конец которого вставлен болт, позволяющий точно регулировать зазор между ними. От точности этой регулировки во многом зависит эффективность работы двигателя.

Рокеры изготавливают из стали методом штамповки. Ковка сейчас используется реже. Первый вариант позволяет получить более упругую деталь. Поэтому стальные заготовки, которые необходимо ковать для соответствия спецификациям, больше не используют.

Коромысла клапана

На плече каждого изделия выполнен т-образный разрез. Ось, к которой оно прикреплено, пустотелая. Это нужно, чтобы свести к минимуму нагрузку на нее. В результате уменьшается масса клапанного механизма и улучшается динамика автомобиля.

Пружина используется в сочетании с коромыслом, расположенным между стойками, для фиксации изделия и предотвращения любых осевых перемещений.

Как работают коромысла клапанов

Работа рокеров проста и понятна даже тем, кто не имеет знаний по техническим аспектам автомобиля. Каждый цикл работы рокера выстроен по алгоритму:

• распредвал вращается и кулачком нажимает на короткое плечо коромысла;
• плечо начинает движение в сторону головки блока цилиндров;
• длинное плечо опускается вниз под действием рычага;
• происходит касание штока стержня клапана и он открывается.

После завершения цикл повторяется заново. Так происходит до тех пор, пока водитель не заглушит мотор.

Коромысло отвечает за непрерывное и поступательное движение штоков клапанов. Вот почему для стабильной работы крайне важно следить за настройкой газораспределительного механизма. Малейшее нарушение приведет к рассинхронизации. Клапана погнуться, мотор придется разбирать и ремонтировать.

Старый и новый стандарт рокера

Старый и новый рокер имеют мало различий. Единственный аспект, в котором они отличаются,— это размер лунок. Незначительное изменение имеет важное значение для тех, кто пытается установить старый тип рокера на автомобиль, созданный по новым стандартам. Хотя их назначение остается прежним, клапанные механизмы новых и старых модификаций несовместимы. Инженеры постоянно улучшают динамические показатели силовых агрегатов. Поэтому запчасти прошлых лет уже нельзя использовать.

Есть различия по металлу, из которого изготавливают рокеры. Для части автомобилей в качестве исходного сырья используют ковкий чугун. Новые машины поставляют с коромыслами из белого чугуна.

Коромысла из белого чугуна

Все зависит от государственных норм, действующих в пределах государства-экспортера. Наука не стоит на месте, западные инженеры тестируют новые сплавы с уникальными свойствами. Они не трескаются под действием больших статических нагрузок, защищены от деформации.

Типичные поломки коромысел

Из-за способности выдерживать большие нагрузки, при изготовлении каждого коромысла клапана используются только прочные и долговечные материалы. В результате срок их службы весьма значителен. Но не бесконечен, и существуют определенные проблемы, которые могут повлиять на него. Вот две из них:

1. Разламывание. Эта поломка довольно необычна, поскольку деталь надежная. Но никто не отменял усталость металла и коррозию. Эти факторы приводят к появлению трещин и разрушению чугуна. Ремонт бесполезен. Рокер надо заменить на новый.
2. Выработка подшипников и бойков. Хотя они не могут быстро разрушаться, их долговечность снижается, если масло не заменяется регулярно или используется смазка низкого качества.

После выявления неисправности коромысла необходимо принять меры по его ремонту или замене. Даже малейшая нестабильность в работе может дорого обойтись, что приведет к значительным расходам для владельца автомобиля. Поэтому если рокер вовремя не отремонтировать, клапан, связанный с ним, также выйдет из строя. Сначала начнется стук, а потом и прогорание.