Zestawy wałków rozrządu – Przyczyny awarii i sposoby ich unikania

, 17 maja 2005, 0:00

Współczesne mechanizmy rozrządu silników samochodowych wyposażone są najczęściej w układ hydraulicznej regulacji luzów zaworowych. Podstawowe urządzenie tego układu, zwane popularnie popychaczem hydraulicznym, współpracuje z wałkiem rozrządu bezpośrednio lub za pośrednictwem dźwigienki zaworowej. Typowe konfiguracje omawianych elementów przedstawione są na rysunkach 1, 2 i 3.

]1[
Rys.1 Układ regulacji luzów z jednostronną, „pływającą” dźwigienką zaworową (Opel Kadet 1,6)

]2[
Rys.2 Układ regulacji luzów z osadzoną na wałku, dwustronną dźwigienką zaworową (Ford Sierra 2,3 V6)

]3[
Rys.3 Układ regulacji luzów o bezpośrednim działaniu (VW Golf 2, 1,6D)
Działanie popychacza hydraulicznego jest oparte na kontrolowanym przepływie oleju pomiędzy jego komorami wysokiego i niskiego ciśnienia. Spróbujmy opisać kolejne fazy pracy popychacza podczas jednego cyklu otwierania zaworu silnikowego.

]4[
Rys.4 Przekrój typowego popychacza hydraulicznego
Typowy popychacz hydrauliczny składa się z obudowy (1), wewnątrz której przemieszcza się nurnik (2) podparty sprężyną powrotną (3). W dolnej części nurnika znajduje się jednokierunkowy zawór kulkowy (4), który łączy zasobnik oleju (5) z komorą wysokociśnieniową (6). Przy zaniku nacisku na grzybek nurnika (zamknięty zawór silnikowy) sprężyna powrotna nurnika wypycha go do góry (kompensując luz zaworowy). Wówczas znajdujący się w zasobniku olej, który przedostaje się do niego poprzez otwór dostarczający olej z układu smarowania silnika (7), przemieszcza się poprzez uchylny zawór kulkowy do komory wysokociśnieniowej.
W fazie otwierania zaworu silnikowego dźwigienka zaworowa, naciskając na nurnik, przesuwa go ku dołowi, wypychając olej z komory wysokociśnieniowej przez kalibrowane szczeliny upustowe (8). Jeśli szczeliny te są zablokowane (np. przez zanieczyszczony olej), nurnik nie może przemieścić się w dół, a zachowując się jak „ciało sztywne”, podpiera zawór silnikowy (niedomknięty zawór) przy kolejnych obrotach wałka rozrządu.

Ciśnienie mieszanki paliwowo – powietrznej w komorze spalania, przenoszone przez niedomknięty zawór silnikowy na krzywki wałka rozrządu, działa na nie siłą rzędu 1000-1500kG. Powoduje to zerwanie filmu olejowego pomiędzy popychaczem (lub dźwigienką) a krzywką wałka rozrządu. W rezultacie te elementy współpracują ze sobą „na sucho”, co prowadzi do gwałtownego wzrostu ich temperatury i szybkiego wytarcia obu części. Pracujący w takich warunkach układ wałek rozrządu – popychacz hydrauliczny/dźwigienka zaworowa ulega całkowitemu zniszczeniu po przejechaniu przez samochód nawet 100km. Efekt przedwczesnego wytarcia krzywek wałka rozrządu i współpracujących z nim popychaczy hydraulicznych występuje najczęściej w samochodach, których silniki są szczególnie wrażliwe na okresowe zaniki smarowania. Dotyczy to przede wszystkim silników Forda 1,3 – 1,6 (CVH), 1,8 (CVH)TD oraz Opla 1,3 OHC lub 1,6(16DA). Klasyczny efekt przedwczesnego zużycia się wałka przedstawia zdjęcie 1
 ]5L[
Wytarte krzywki wałka rozrządu (Ford 1,4 Escort)
Co robić, by uniknąć przedwczesnego wytarcia krzywek wałka rozrządu? Większość przedwczesnych awarii wałka rozrządu jest spowodowana ponownym zamontowaniem w naprawianym samochodzie zniszczonych elementów (w szczególności popychaczy hydraulicznych) oraz niestarannym przeczyszczeniem układu smarowania silnika (zwłaszcza miski olejowej) lub też ponownym używaniem zanieczyszczonego oleju. Aby uniknąć takich awarii, należy:
Dokładnie przeanalizować przyczyny pierwotnego zużycia się wałka rozrządu
Przede wszystkim należy sprawdzić poprawność pracy zaworów (czy nie są zatarte) oraz układu smarowania (łącznie z pompą oleju, zaworem itp.).
Unikać powtórnego montażu zużytych elementów hydraulicznych
Zamontowanie zaczopowanych popychaczy hydraulicznych spowoduje, że silnik będzie pracował przy niedomkniętych zaworach, co szybko doprowadzi do przedwczesnego wytarcia krzywki wałka rozrządu.
Starannie przeczyścić układ smarowania silnika – łącznie z miską olejową
Wymienić olej oraz filtr oleju
Posmarować krzywki wałka rozrządu specjalnym, zagęszczonym olejem

Zapewnia on dobre smarowanie układu podczas pierwszego rozruchu silnika (zanim pompa poda olej).
Sprawdzić płynność obracania się wałka rozrządu w gniazdach łożyskowych
Dzięki temu można uniknąć zdarzającej się dość często sytuacji, w której nowy wałek pracuje oscylacyjnie w niewspółosiowych gniazdach. Następstwem pracy w takich warunkach jest pękniecie wałka.
Zakładając nowe popychacze hydrauliczne, wcisnąć ich nurniki o połowę skoku (około 2-3mm)
Wprawdzie podczas rozruchu silnik będzie pracował głośniej, ale ograniczy się w ten sposób możliwość występowania zwiększonych nacisków w pierwszej fazie jego rozruchu (kiedy układ smarowania nie jest w pełni aktywny).
Sprawdzić prawidłowość ustawienia koła łańcucha rozrządu oraz właściwe napięcie paska/łańcucha
Przestrzegać właściwej procedury uruchamiania silnika

Zalecana procedura obejmuje 4-krokową sekwencję zmian prędkości obrotowej silnika, utrzymywana przez pierwsze 4 minuty po uruchomieniu silnika:
Krok 1 – 1 minuta z 2000 obr./min
Krok 2 – 1 minuta z 1500 obr./min
Krok 3 – 1 minuta z 3000 obr./min
Krok 4 – 1 minuta z 2000 obr./min
Postępując w powyższy sposób, w 90 proc. przypadków unikniemy ponownej awarii wałka rozrządu. Podejrzenia użytkowników, że przyczyną awarii była zbyt niska twardość wałka rozrządu, w większości przypadków nie znajdują uzasadnienia (oczywiście przy posługiwaniu się częściami pochodzącymi z renomowanych źródeł).

Przygotował: Michał Łyziński z firmy Federal-Mogul

Komentarze

Brak komentarzy