Дизельные ДВС концерна CAT, подобно аналогам других марок, комплектуются газораспределительными механизмами, одну из важнейших функций в которых выполняют распределительные валы. Главные функции распредвала – своевременное, четкое открытие и закрытие клапанов, за счет чего в цилиндры попадает топливовоздушная смесь, выводятся отработанные газы.
В процессе эксплуатации деталь подвергается огромным термическим, механическим нагрузкам, так что может деформироваться, треснуть, лишиться изначальных характеристик. В большинстве случаев устранить такую неисправность можно только заменой. Когда она необходима? Что для этого потребуется? Каких рекомендаций придерживаться в процессе работы?
Функции
Список задач, выполняемых распределительным валом, выглядит следующим образом:
- Выработка механического усилия для перемещения клапанов. Его передача возможна как напрямую, так и через промежуточные элементы, что помогает повысить эффективность, надежность узла.
- Синхронизация механизма газораспределения с зажиганием и прочими моторными системами.
- Повышение общей эффективности работы мотора за счет тонкой настройки фаз.
- Генерация механического усилия, необходимого для корректной работы других систем технической единицы. К примеру, в некоторых моделях CAT именно распредвал обеспечивает функционирование масляного насоса.
Конструктивные особенности
Распредвал – это своего рода “стержень”, вдоль которого размещены элементы, на каждый из которых возложена определенная функция. Например, кулачки воздействуют на клапаны для их своевременного открытия или закрытия, шестерни – позволяют подключить вспомогательное оборудование, шейки и подшипники – обеспечивают точность размещения в двигателе, снижают выраженность трения, что повышает общую эффективность работы.
Основная нагрузка, однако, приходится на кулачки, взаимодействующие с клапанами. Их форма помогает не просто смещать клапана в нужную позицию, но и удерживать их в течение заданного времени, что повышает производительность мотора, снижает расход топлива.
Признаки поломки
Концерн CAT использует в производстве распределительных валов специальные сплавы, рассчитанные на огромные нагрузки, использует технологию дополнительного закаливания, упрочнения воздействием токов высокой частоты, однако, даже у таких материалов есть свой предел прочности. При грубых нарушениях правил эксплуатации, критических нагрузках, пренебрежении сервисным обслуживанием, деталь может выйти из строя, на что указывают следующие признаки:
- Нестабильность работы ДВС. Обороты начинают плавать, а мощность – теряться.
- Посторонние шумы в процессе работы. Возможно, вал потерял изначальный баланс, его подшипники – деформировались или разрушились, из-за чего потеряли способность компенсировать возникающие силы трения.
- Трудности с запуском. Мотор не удается завести с первого раза из-за недостаточной мощности искрового разряда, генерируемого свечами, его полного отсутствия или пропусков.
- Увеличенный топливный расход. Несвоевременное открытие, закрытие клапанов не позволяет сформировать правильно сбалансированную топливовоздушную смесь, из-за чего расход солярки возрастает. Дополнительно может увеличиться и расход масла.
- Появление тревожных уведомлений на приборной панели. На многих машинах CAT установлены блоки управления двигателем, фиксирующие отклонения от нормальных рабочих параметров, уведомляющие оператора, водителя о необходимости срочного техобслуживания.
Чтобы продлить службу детали, нужно эксплуатировать технику в соответствии с официальными инструкциями производителя, своевременно менять масло, фильтры и другие расходники, исключить чрезмерные нагрузки, не пренебрегать сервисным обслуживанием.
Дефектовка
Дефектовка – определение характера и выраженности повреждений распределительного вала. Она позволяет определить оптимальный способ ремонта, порядок действий при замене или восстановлении, помогает сэкономить деньги, время, силы.
К категории распространенных повреждений относятся задиры, трещины, деформации, обнаруживаемые на кулачках. В такой ситуации деталь нужно менять. Причин дефектов множество, от использования моторного масла низкого качества и несвоевременной замены фильтров до естественного старения ДВС. Нужно рассмотреть и другие распространенные дефекты.
Износ опорных шеек
Причины сравнимы с предыдущими: длительная работа при пониженном уровне масла, низкое качество технической жидкости, несвоевременная замена масляного фильтра, естественное старение детали. В том случае, если выраженность дефектов невелика, вал можно не менять – достаточно шлифовки и комплектации новыми усиленными втулками.
Прогиб
Определить выраженность прогиба, отклонения от прямой продольной оси, можно при помощи специального стенда. Для большинства дизельных моторов CAT предельно допустимое значение составляет 0.01 миллиметра. Если лимит превышен – придется поменять деталь.
Трещины
Очень серьезные дефекты, исключающие возможность восстановления вала. Единственный вариант – установка новой детали. Их основные причины таковы:
- Ударная нагрузка, вызванная контактом с посторонним предметом, попавшим в камеру сгорания;
- Обрыв цепного или ременного привода ГРМ;
- Некорректно выставленные фазы ГРМ.
Царапины на посадочных местах для сальников
В большинстве случаев, возможна дальнейшая эксплуатация распределительного вала после проведения шлифовки и полировки. Чтобы исключить риск подобной поломки, нужно эксплуатировать мотор в соответствии с инструкциями, не допускать продолжительной работы под предельной нагрузкой, перегрева, своевременно менять фильтры для исключения загрязнения масла металлической стружкой и другими абразивами.
Коррозия и окисление
Появление ржавчины может быть вызвано как продолжительной эксплуатацией техники в условиях постоянно повышенной влажности, например, в морском порту, так и контактом с агрессивным химическим веществом. Если выраженность коррозии минимальна, она не сказалась на общей прочности, жесткости детали, допустимо дальнейшее использование после чистки.
Восстановление
Ремонт распределительного вала – альтернатива замене, выгодная, исключающая потребность в покупке новой детали. Конечно, оно допустимо исключительно при небольшой выраженности дефектов. Специалисты рекомендуют придерживаться следующего алгоритма:
- Возвращение изначальной формы, устранение отклонений от продольной оси и других искривлений. Операция выполняется на специальном стенде без термической нагрузки.
- Шлифовка шеек.
- Восстановление геометрии и целостности кулачков. Практика показывает, что вернуть их базовые свойства удается даже при достаточно сильном износе.
Специфика замены
Перед проведением замены нужно определить способ их расположения в ДВС, класс привода, цепной или ременной, функциональность. Распределительные валы, как уже было сказано, часто выполняют не только основную задачу, но и дополнительные.
Специфика установки определяется расположением детали. Оно представлено двумя типами:
- Нижнее. Вал находится в блоке ДВС.
- Верхнее. Моторы с верхним расположением распределительного вала считаются более простыми в обслуживании, так как он закреплен в ГБЦ.
Нужно отметить, что некоторые моторы CAT комплектуются не одним, а двумя распределительными валами. В таком случае первая деталь взаимодействует только с впускными клапанами, вторая – только с выпускными. Такая схема снижает механическую нагрузку на каждую из деталей, продлевает эксплуатационный период. Негативный момент – общее усложнение конструкции мотора.
Важнейшее требование при замене распределительного вала CAT – использование детали такого же типа, что и предыдущая. Категорически рекомендовано использование оригинальных запчастей, надежность более дешевых аналогов не гарантирована, экономия зачастую достигается использованием сплавов низкого качества, что провоцирует быстрое разрушение, деформацию.
Чтобы ремонт оказался максимально эффективным, не пришлось в скором времени снова снимать и разбирать мотор, нужно вместе с валом поменять и другие детали: втулки, вкладыши, шестерни, шкивы. Это ненамного увеличит расходы, но убережет от множества неприятностей в ближайшем будущем.
После установки нового распределительного вала, либо профессионально восстановленного старого, нужно провести “обкатку”, не подвергать мотор значительным нагрузкам, механическим и термическим. Это нужно для того, чтобы все контактные поверхности “притерлись” друг к другу.