Распределительный вал с измененным профилем кулачков
В широкой продаже имеется несколько вариантов вполне неплохих распределительных валов, отличающихся друг от друга, но прекрасно подходящих для ВАЗ 2115. Продается в том числе стандартные распределительные валы. С различными профилями кулачков впускных и выпускных клапанов. Изменение профиля кулачков сразу же приводит к изменению и фаз газораспределения, и призван этот процесс изменить в лучшую сторону характеристики крутящего момента и мощности двигателя.
Нужно это для улучшения разгонной динамики или для увеличения максимальной скорости автомобиля, хотя одно другому тут не помеха. Иногда для гарантированного и точного повышения характеристик двигателя наряду такой с установкой тюнингового распределительного вала требуется еще и установить составной шкив привода вала, или же провести механическую обработку камер сгорания в нем и каналов впускного и выпускного трактов заодно.
При установке тюнингового распределительного вала вам следует иметь в виду, что повышение
скоростных и динамических показателей вашего автомобиля может вызвать также и увеличение расхода топлива, и даже уменьшение ресурса двигателя соответственно. И поэтому при выборе варианта распределительного вала, предназначенного для установки на ваш автомобиль, вам будет необходимо проконсультироваться со специалистом, причем если вы сами не знакомы с этой тематикой, то – в обязательном порядке, даже если работы проводить вы самостоятельно не намереваетесь, предпочитая доверить их автосервису. Мы же покажем вам, как выполнить подобную работу по установке тюнингового распределительного вала вместо стандартного на
двигателе ВАЗ.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЙ
Сначала снимаем зубчатый шкив распределительного вала.
Чтобы не потерять потом в процессе работ шпонку шкива, мы извлекаем ее из паза распределительного вала.
Затем ключом «на 10» мы отворачиваем гайку крепления от задней крышки ремня привода ГРМ.
Ключом «на 10» также отворачиваем две гайки крепления кронштейна троса привода дроссельной заслонки к ресиверу, после чего снимаем кронштейн.
Крестообразной отверткой мы ослабляем хомуты крепления обоих отводящих шлангов вентиляции картерных газов автомобиля и снимаем шланги со штуцеров клапанной крышки.
Крестообразной отверткой мы ослабляем хомут крепления данного подводящего шланга вентиляции картерных газов и снимаем этот шланг.
Ключом «на 10» мы отворачиваем обе гайки крепления клапанной крышки.
Снимаем клапанную крышку.
В отверстиях клапанной крышки бывают установлены резиновые уплотнительные втулки.
Снимаем имеющуюся прокладку клапанной крышки.
Ключом «на 10» мы отворачиваем обе гайки и один болт крепления заглушки.
Снимаем заглушку и ее уплотнительное кольцо вместе с ней.
Ключом «на 13» мы равномерно, и в несколько приемов, фактически до
снятия давления пружин клапанов, отворачиваем десяток гаек, что для крепления корпусов подшипников распределительного вала автомобиля.
Снимаем со шпилек передний, а вместе с ним и задний корпусы подшипников распределительного вала.
И немного отведя от головки блока цилиндров заднюю крышку ремня привода ГРМ, мы просто снимаем
распределительный вал.
Далее – снимаем сальник распределительного вала.
Устанавливаем новый, тюнинговый распределительный вал в следующей последовательности.
Перво-наперво мы очищаем сопрягаемые поверхности головки блока цилиндров и корпусов подшипников от имеющегося на них герметика и масла.
Затем мы смазываем моторным маслом опорные шейки, а также и кулачки распределительного вала. Укладываем вал в имеющиеся опоры головки блока цилиндров таким образом,
чтобы кулачки первого цилиндра были направлены строго вверх.
На поверхности же головки блока цилиндров, сопрягающиеся с корпусами подшипников в зоне
крайних опор, мы наносим тонкий слой герметика.
Мы устанавливаем корпуса подшипников на места и затягиваем гайки их крепления в два приема.
Предварительно мы затягиваем все гайки до прилегания поверхностей корпусов подшипников их к
головке блока цилиндров.
После затяжки всех гаек мы тщательно удаляем остатки герметика.
Затягиваем также гайку крепления задней крышки от ремня привода ГРМ.
И, смазав моторным маслом рабочую кромку вашего нового сальника, подходящим отрезком трубы просто запрессовываем его.
Далее устанавливаем зубчатый шкив распределительного вала, а также ремень привода ГРМ.
Мы поворачиваем коленчатый вал автомобиля по часовой стрелке до совмещения его установочных меток на зубчатом шкиве распределительного вала и на задней крышке ремня привода ГРМ.
Затем мы поворачиваем коленчатый вал еще на 40-50° – это 2,5–3 зуба на шкиве распределительного вала автомобиля.
В этом положении распределительных валов проверяем посредством набора щупов зазоры у первого, и у третьего из кулачков распределительного вала.
Зазор же между кулачками распределительного вала и шайбами должен составлять 0,20 мм для впускных клапанов и 0,35 мм для выпускных клапанов. Притом допуск на зазоры для всех кулачков един и составляет ±0,05 мм.
Если зазор отличается от нормы, то на его шпильки корпусов подшипников распределительного вала мы устанавливаем специальное приспособление для регулировки клапанов.
И вводим «клык» приспособления между кулачком и его толкателем.
Разворачиваем толкатель таким образом, чтобы прорезь в его верхней части была обращена вперед, то есть, по ходу автомобиля.
Нажимая при этом на рычаг приспособления, мы утапливаем «клыком» толкатель, и устанавливаем между краем толкателя и его распределительным валом фиксатор, который теперь удерживает толкатель в нижнем положении.
Затем переводим рычаг приспособления в его верхнее положение.
Пинцетом же через прорезь толкателя поддеваем и извлекаем оттуда регулировочную шайбу.
А при отсутствии приспособления для регулировки клапанов можно воспользоваться двумя
отвертками.
Достаточно мощной отверткой, опираясь на кулачок, мы отжимаем толкатель вниз. Вставив ребро другой отвертки, имеющей жало шириной не менее чем в 10 мм, между краем
толкателя и распределительным валом, мы фиксируем толкатель.
Далее просто вынимаем пинцетом регулировочную шайбу.
Зазор же между кулачком распределительного вала и толкателем клапана мы регулируем простым подбором толщины регулировочной шайбы. Для этого мы микрометром измеряем толщину этой снятой шайбы. Толщину же новой регулировочной шайбы для этого устройства определяем по формуле:
Н=В+(А–С), мм,
где А— это измеренный зазор;
В— толщина снятой нами шайбы;
С— номинальный зазор;
Н— толщина новой подобранной шайбы.
Толщина любой шайбы маркируется на ее поверхности посредством электрографа. Новую шайбу мы устанавливаем маркировкой вниз, после чего убираем фиксатор.
Еще раз мы проверяем этот зазор. При правильной регулировке устройства щуп толщиной 0,20 мм или 0,35 мм должен нормально входить в зазор с легким защемлением.
Поворачивая каждый раз коленчатый вал автомобиля на пол-оборота, мы регулируем зазоры остальных клапанов в их последовательности. Когда все будет отрегулировано, работы можно считать законченными и можно будет испытывать установленное оборудование.
Cоставной шкив привода распределительного вала
В многочисленных предложениях специализированных фирм, занимающихся тюнингом и доводкой двигателей, составной шкив для привода распределительного вала такового упоминается довольно-таки часто. Как правило, такой составной шкив используется для обеспечения оптимальной настройки двигателя автомобиля при установке распределительного вала с измененными, по сравнению с заводскими нормами, профилем и расположением кулачков.
Применение такого составного шкива с заводским распределительным валом обычно позволяет решить и другую частую проблему, которая также бывает связана обычно непосредственно с оптимизацией фаз газораспределения обычного двигателя.
Как известно, любые детали автомобиля, в том числе и детали двигателя, нельзя изготовить абсолютно точно, и в производстве назначаются определенные нормы и допуски на размеры. Неблагоприятное сочетание различных отклонений размеров отдельных деталей в рассматриваемом нами конкретном случае может привести даже к тому, что на абсолютно новом по сути автомобиле ошибка в установке распределительного вала относительно коленчатого
вала может даже составлять целых несколько градусов. И если для большинства двигателей предыдущего поколения, для заднеприводных автомобилей ВАЗ, такая ошибка в 4–5 градусов не приводит к заметным нарушениям в их работе, то для более современных и совершенных моторов переднеприводных автомобилей ВАЗ нынешнего дня такая же ошибка очень даже существенна. В результате мощность двигателя оказывается значительно меньше паспортной, и падает их
экономичность.
Таким образом, составной шкив автомобиля можно использовать в том числе и для того, чтобы привести показатели его двигателя к норме. Конечно, в данном случае речь идет об очень «тонкой» настройке двигателя, которую, как правило, могут качественно выполнить только высококвалифицированные специалисты автосервисов.
И вместе с тем, при установке такого составного шкива рядовой автолюбитель, которому не чужд заманчивый дух экспериментаторства, получает редкую возможность превратить свой автомобиль в небольшую своеобразную лабораторию и оценить, руководствуясь собственными ощущениями, насколько же изменяется «характер» двигателя при изменении фаз его газораспределения.
В конечном счете, ведь решение, устанавливать или не устанавливать на автомобиль те или иные узлы и детали, отличные от заводских и не входящие в базовую комплектацию, принимает владелец автомобиля. Однако всякое решение принимается, или, по крайней мере, должно приниматься на основании имеющейся достоверной информации, и лучше всего, если эта информация будет проверена на собственном опыте. Поэтому важно понимать, как и насколько должны изменяться характеристики двигателя автомобиля при смещении фаз его газораспределения.
Изменение фаз газораспределения, само собой, приводит к изменению и основных характеристик двигателя, среди которых обычно водителя больше интересуют крутящий момент и мощность. Причем, этот максимальный момент и максимальная мощность достигаются при разных значениях частоты вращения коленчатого вала, иначе – оборотов двигателя.
На большинстве современных двигателей применяются механизмы газораспределения, позволяющие изменять фазы работы в зависимости, естественно, от частоты вращения коленчатого вала. Эти механизмы и позволяют поддерживать максимальное значение крутящего момента в необходимом, достаточно широком диапазоне оборотов двигателя.
В двигателях ВАЗ же такие конструкции вовсе не применяются, и даже при установке измененных
распределительных валов под изменением фаз газораспределения можно понимать только
изменение угла перекрытия фаз клапанов и угла запаздывания закрытия и открытия клапанов.
Иными словами, настройка фаз при различных оборотах на машинах ВАЗ остается неизменной. Естественно и само по себе разумеется, что при этом характеристики момента и мощности принципиально не изменяются, ведь имеется явно выраженный максимум. В нашем конкретном случае, при использовании одного только составного шкива и без замены
заводского распределительного вала на какой-либо измененный, можно легко регулировать только установочные углы закрытия и открытия клапанов и только их.
Так например, можно сместить максимум крутящего момента от обычных для этих двигателей оборотов, составляющих — 3000…3500 мин–1, в другую зону более низких оборотов — 2000–3000 мин–1. И увеличить крутящий момент на этих оборотах вполне можно, уменьшив при этом угол запаздывания закрытия впускных клапанов, то есть, просто повернув распределительный вал по направлению вращения коленчатого вала двигателя. Говоря иначе, можно установить фазы газораспределения с опережением. Но при всем при этом не стоит забывать, что на высоких оборотах из-за недоиспользования инерции рабочей смеси во впускном тракте наполнение
цилиндров обязательно уменьшится. А это, естественно, приведет и к уменьшению максимальной мощности двигателя и, соответственно, к уменьшению максимальной скорости автомобиля.
Шкив состоит всегда из двух деталей: из зубчатого венца и ступицы, которые соединяются шестью болтами. В зубчатом венце выполнены характерные резьбовые отверстия, которые нужны для установки болтов. Прорези для болтов в ступице такого шкива имеют специальную форму, которая позволяет механизму поворачивать ступицу относительно зубчатого венца. А так как ступица шкива установлена на распределительном валу при помощи шпонки, то вместе со ступицей будет поворачиваться и наш распределительный вал. Этим и обеспечивается изменение фаз газораспределения. А размеры прорезей в ступице таковы, что распределительный вал вполне можно повернуть вперед или назад, то есть как в направлении вращения, так и в
противоположном направлении на небольшой угол, составляющий около пяти градусов в каждую сторону, чего может быть вполне достаточно для регулировки. К тому же, помним, что работа на предельных углах в течение непродолжительного времени не слишком опасна для двигателя.
Обращаем также ваше внимание и на то, что у восьмиклапанного двигателя ВАЗ соударения поршней и клапанов не происходит абсолютно при любом взаимном положении распределительного и коленчатого валов.
Замену зубчатого шкива распределительного вала начинаем, естественно, со снятия ремня привода генератора.
Затем ключом «на 10» отворачиваем все болты передней крышки привода ГРМ: два болта найдется сбоку, а один в центре. После чего снимаем крышку привода ГРМ.
Вывешиваем и снимаем правое колесо автомобиля.
Ключом «на 8» отворачиваем оба самореза крепления правой части брызговика двигателя к
брызговику правого крыла, и аналогично же— два самореза крепления левой части брызговика к брызговику левого крыла автомобиля.
Затем ключом «на 8» отворачиваем два самореза, соединяющие левую и правую части брызговика двигателя, а также и пять саморезов крепления брызговика к нижней поперечине рамки радиатора.
Снимаем после всего этого правую и левую части брызговика двигателя. Головкой «на 19» мы проворачиваем коленчатый вал по часовой стрелке за болт крепления шкива, и до совмещения метки на зубчатом шкиве распределительного вала с установочным усиком на задней крышке привода ГРМ.
Снимаем резиновую заглушку в верхней части картера сцепления, и убеждаемся, что риска на его маховике расположена точно напротив прорези крышки картера сцепления.
Далее ключом «на 17» ослабляем гайку крепления натяжного ролика.
Сдвигаем после этого натяжной ролик в такое положение, при котором его ремень будет максимально ослаблен.
Снимаем ремень привода ГРМ со шкива распределительного вала, и накидным ключом «на 17» отворачиваем болт крепления зубчатого шкива распределительного вала. Чтобы вал не проворачивался, мы пропускаем через отверстие в шкиве головку «на 10» с удлинителем и надеваем на гайку необходимые крепления задней крышки ремня привода ГРМ.
Поддеваем отверткой шкив распределительного вала, и, конечно же, снимаем его.
Перед установкой нового составного шкива необходимо обязательно выставить его «на ноль». То есть собрать и установить его таким образом, чтоб положение распределительного вала с составным шкивом полностью соответствовало положению распределительного вала со стандартным шкивом.
Для того, чтобы было удобнее контролировать взаимное положение ступицы и зубчатого венца
шкива привода распределительного вала, мы ключом «на 10» ослабляем затяжку всех шести болтов и любой из них полностью выворачиваем.
Укладываем составной шкив на стандартный так, чтобы хорошо совместились шпоночные пазы в
центральных отверстиях шкивов.
Для нормального совмещения шпоночных пазов можно даже воспользоваться в качестве направляющей сверлом диаметром в 4 мм.
После совмещения пазов мы тщательно выравниваем по боковым поверхностям зубья шкивов, удерживая при этом одной рукой сверло в шпоночных пазах шкивов.
После точного совмещения шкивов будет видно, что резьбовое отверстие в зубчатом венце составного шкива располагается точно по центру прорези в ступице.
Таким образом, «нулевое» положение нами уже найдено, и теперь нам можно изменять положение распределительного вала относительно этой точки отсчета. Устанавливаем на место недостающий болт крепления зубчатого венца шкива, и после этого равномерно затягиваем все шесть необходимых болтов. Для контроля правильности взаимного положения распределительного и коленчатого валов перед установкой составного шкива на него нужно нанести специальную установочную метку в том же месте, где она и находится у стандартного зубчатого шкива.
Необходимость выполнения этой операции вызвана тем фактом, что у составного шкива, который бывает изготовлен из двух стандартных, при установке на распределительный вал метка зачастую оказывается с внутренней стороны, то есть со стороны металлической задней крышки привода ГРМ, и, естественно, не видна.
Для эффективного контроля перемещения частей шкива при регулировке мы наносим на боковые поверхности этого зубчатого венца и ступицы метки «нулевого» положения.
Для того, чтобы можно было легко и точно оценить положение распределительного вала, то есть, ступицы составного шкива нашего автомобиля относительно «нулевого» положения, которое было отмечено данной меткой, нужно изготовить шкалу, по которой вам и можно будет ориентироваться.
Лично мы решили сделать шкалу из удобного отрезка ленты рулетки.
Лента такая окрашена в яркий желтый цвет, поэтому на ней хорошо видны все деления шкалы.
Устанавливаем составной шкив на распределительный вал, после чего проверяем совмещение
установочных меток валов. Надеваем ремень на шкив насоса охлаждающей жидкости соответственно, и заводим за натяжной ролик. После этого надеваем ремень на шкив распределительного вала, внимательно следя за тем, чтобы передняя ветвь этого ремня была натянута.
Вставляем отвертку между двумя винтами, стержнями или чем-то подобным диаметром в 4 мм, установленным в отверстие натяжного ролика, и, поворачивая ролик против часовой стрелки, натягиваем наш ремень.
Повернуть этот ролик можно специальным ключом.
Затягиваем как следует гайку крепления натяжного ролика.
Головкой «на 19» проворачиваем за болт шкива привода генератора автомобильный коленчатый вал на два оборота по часовой стрелке.
Проверяем совпадение всех установочных меток наших коленчатого и распределительного валов.
Если метки не совпадают, то повторяем операцию по установке ремня, пока не совпадет.
Для регулировки натяжения этого ремня поворачиваем коленчатый вал против часовой стрелки так, чтобы метка на шкиве распределительного вала переместилась вниз от усика задней крышки на два зуба ровно.
При нормальном и адекватном натяжении ремня его передняя ветвь должна закручиваться на 90° большим и
указательным пальцами руки с усилием 15–20 Н.
Чрезмерное натяжение, конечно же, снижает срок службы ремня, подшипников насоса охлаждающей жидкости и даже натяжного ролика.
Регулировочную шкалу, в нашем случае – отрезок ленты, устанавливаем в стык между ступицей и зубчатым венцом шкива привода распределительного вала исключительно на время регулировки фаз. Чтобы при работе двигателя эта шкала не попала под ремень, после регулировки извлекаем ее оттуда пинцетом.
Полезные советы
Теперь, когда все монтажные работы нами уже выполнены, приступаем к «экспериментам» с фазами газораспределения. Изменение фаз, конечно же, заключается в изменении положения ступицы составного шкива и связанного с ней распределительного вала относительно венца шкива. Таким образом, при изменении фаз газораспределения соответственно будет и меняться взаимное положение распределительного и коленчатого валов.
При этом можно отметить и несколько положительных, с точки зрения удобства регулировки,
затрат времени, и другого моментов. Во-первых, для изменения фаз составной шкив совсем не требуется демонтировать. Во-вторых, после изменения фаз вовсе не нужно каждый раз заново регулировать натяжение автомобильного приводного ремня, так как мы не ослабляем гайку натяжного ролика. Для изменения фаз нужно всего лишь ослабить все шесть болтов крепления ступицы составного шкива к зубчатому венцу настолько, чтобы с удобством можно было повернуть венец относительно ступицы. При такой регулировке распределительный вал остается неподвижным, а изменение фаз осуществляется только поворотом коленчатого вала, поскольку при этом поворачивается и зубчатый венец шкива.
Коленчатый вал мы поворачиваем отверткой за зубья маховика, и делаем это через отверстие в верхней части картера сцепления. Так как коленчатый вал нужно поворачивать на небольшой угол, а в противном случае с ним может провернуться и распределительный вал, то будет удобно действовать, опирая стержень отвертки на край отверстия.
Для контроля угла относительного поворота деталей шкива пользуемся описанной нами уже
регулировочной шкалой. А после того как зубчатый шкив повернут на необходимый угол, мы затягиваем болты шкива и устанавливаем на законное место переднюю крышку газораспределительного механизма.
После всего этого можно оценить результаты регулировки двигателя автомобиля уже в движении, ориентируясь на собственные ощущения.
Я конечно, прошу прощения, но это всё не подходит. Есть другие варианты?