Prawidłowe funkcjonowanie silnika wymaga odpowiedniego luzu zaworowego, który nie może być ani zbyt duży, ani zbyt mały. Obie te sytuacje mogą bardzo niekorzystnie wpływać na pracę jednostki napędowej. Współcześnie produkowane samochody zazwyczaj nie wymagają regulacji luzów zaworowych, jednak wciąż zdarzają się konstrukcje, które wymagają okresowego sprawdzania luzów. W przypadku pojazdów kilku- czy kilkunastoletnich regulację luzów zaworowych należy wykonywać praktycznie we wszystkich silnikach.
Znaczenie i konsekwencje nieprawidłowego luzu zaworowego
Luz zaworowy jest konieczny do prawidłowej pracy silnika. Wynika to z faktu, że materiały, z których wykonane są poszczególne elementy silnika, charakteryzują się rozszerzalnością cieplną, a także systematycznie się zużywają. Należy zwrócić uwagę, aby luz zaworowy miał odpowiednią wartość. Jeśli luz jest za mały lub zbyt duży, będzie to niekorzystnie wpływać na trwałość silnika oraz jego prawidłową pracę.
Skutki zbyt dużego luzu zaworowego
- Powoduje metaliczny hałas.
- Przyspiesza zużycie zaworów, krzywek wałka rozrządu oraz dźwigienek.
- Zbyt luźny zawór zaczyna w fazie domykania się uderzać przylgnią zaworową o gniazdo, co może doprowadzić do jego wykrzywienia się, a w konsekwencji do uderzenia w tłok.
- Trzonek zaworu będzie intensywniej uderzany przez krzywkę, co spowoduje jej przyspieszone zużycie.
- W przypadku szklanki na trzonku, zbyt duży luz może powodować efekt „nabijania luźnej szklanki” na trzonek, co wznios krzywki zaczyna uderzać o jej powierzchnię, prowadząc do remontu.
- W przypadku zaworu wylotowego, zbyt duży luz ma wpływ na znacznie intensywniejsze osadzanie się nagarów.
Skutki zbyt małego lub braku luzu zaworowego
- Może spowodować niepełne zamykanie zaworu i spadek ciśnienia w komorze spalania.
- Gdy zawory nie stykają się z gniazdami zaworowymi, nie mają się jak ochłodzić, co podwyższa ich temperaturę.
- Podwyższona temperatura może prowadzić do uszkodzenia - wypalenia grzybka zaworu.
Dlatego tak ważne są okresowe sprawdzanie i regulacja luzów zaworowych, które są realnym sposobem na dłuższą żywotność, mniejsze spalanie i pewny rozruch silnika.
Częstotliwość i ogólne metody regulacji
Częstotliwość, z jaką powinno się wykonywać regulację luzów zaworowych, jest bardzo różna. W jednych modelach samochodów należy ją wykonywać przy każdym przeglądzie, a w innych jedynie przy wymianie paska rozrządu. Rozrzut ten sięga od 10 tys. km do nawet 100 tys. km.
Typy regulacji
Większość obecnie produkowanych samochodów ma luzy zaworowe regulowane przez hydrauliczne popychacze. Wyjątki stanowią niektóre silniki Hondy, Toyoty, Nissana i Forda. W przypadku silników z dwoma zaworami na cylinder istnieje duże prawdopodobieństwo, że będą one wymagać mechanicznej regulacji luzów zaworowych.
W samochodach wyposażonych w hydrauliczną regulację również należy okresowo sprawdzać luzy. W takich przypadkach ich regulacja polega na wymianie specjalnych podkładek, co zwykle wykonują serwisy, a koszt takiej usługi to około 70 zł za jedną podkładkę.
Koszt regulacji luzów zaworowych
Regulacja i ustawianie luzu zaworowego w warsztacie to cena około 80-100 zł. W wielu przypadkach możesz je wykonać samodzielnie, jednak w niektórych modelach regulacja jest skomplikowana i wymaga fachowej wiedzy oraz specjalistycznych narzędzi, gdyż konieczny jest demontaż wałka rozrządu oraz paska rozrządu.
Narzędzia i warunki pomiaru luzu zaworowego
Do podstawowych narzędzi niezbędnych do obsługi zaworów należy szczelinomierz. Im więcej listków na przymiarze, tym łatwiej dopasować się w idealne wartości podane przez producenta. W przypadku silników wykonanych w normach imperialnych, przydatny może okazać się przymiar dwumianowany w milimetrach oraz calach.
Luzy zaworowe należy zawsze ustawiać na zimnym silniku. Jest to krytyczna kwestia, ponieważ wzrost temperatury podczas pracy silnika powoduje rozszerzanie się materiałów. Zimny silnik oznacza ustabilizowaną temperaturę bloku, głowicy, wtryskiwaczy i wszystkich elementów poniżej określonej wartości (np. 60°C mierzonej na płynie lub 80°C mierzonej na oleju, z zaleceniem odczekania co najmniej 30 minut od wyłączenia silnika przed przystąpieniem do prac).
Uzyskiwanie wartości luzów
Wartości luzów na zaworach wydechowych i ssących różnią się wielkością i są zależne od modelu silnika. Należy je sprawdzić w książce serwisowej pojazdu. Zwykle część producentów podaje te wartości na tabliczce silnika wraz z adnotacją, jak je mierzyć - na ciepło czy na zimno. Jeżeli tabliczka jest nieczytelna lub brakuje danych, warto zasięgnąć wiedzy w instrukcji obsługi lub u dystrybutora.
Dostęp do zaworów
Regulację luzów zaworowych należy rozpocząć od ściągnięcia pokrywy zaworów. Aby uzyskać dostęp do zaworów, należy zdemontować wszystkie elementy znajdujące się na drodze do pokrywy lub pokryw zaworowych. Część silników jest wyposażona w specjalne okno rewizyjne z zaślepką, po demontażu której można użyć specjalnej pokrętki na klucz, aby wygodnie obracać kołem zamachowym i ustawić zawory w pozycji do pomiaru.
Metody regulacji luzów zaworowych na przykładzie silników Yanmar
Precyzyjna regulacja luzów zaworowych w silnikach Yanmar to nie kosmetyka, ale realny sposób na dłuższą żywotność, mniejsze spalanie i pewny rozruch.
Luz popychaczy (Yanmar)
Silniki Yanmar rodziny 4TNE94-98
Firma Yanmar w rozdziale pt. „Inspekcja i Regulacja” zaleca, aby proces regulacji przeprowadzić na zimnym silniku. Dla tych silników podane są również wartości luzu: od 0,15 do 0,25 mm. Czasem można spotkać się z nieco większym zakresem, tzw. naprawczym, czyli akceptowalnym, aczkolwiek już sugerującym zużycie. Producent podaje również moment dokręcenia nakrętki kontrującej: 14,7-19,6 Nm.
Procedura regulacji:
- Po zdjęciu pokrywy zaworowej należy ustawić silnik tak, aby na pierwszym cylindrze znaleźć się w punkcie CTDC (Compression Top Dead Center), co odpowiada polskiemu skrótowi GMP (Górne Martwe Położenie).
- W tej pozycji można sprawdzić luz zarówno na zaworze dolotowym, jak i wylotowym.
- Korzystając z płytek szczelinomierza o grubości 0,2-0,3 mm, sprawdza się, która mieści się „na styk”. Płytka nie może być luźna, ale nie należy jej też wbijać na siłę; ma wejść ciasno, lecz suwliwie.
- Następnie, za pomocą klucza i śrubokrętu, reguluje się luz.
- Podczas regulacji rozrządu zaleca się trzykrotne zmierzenie wartości luzu i trzykrotne doregulowanie, zamiast przesadzania na starcie.
Silniki Yanmar 4D94LE i jego 3-cylindrowa wersja
W tej rodzinie silników można spotkać się z rozwiązaniem, gdzie dźwignia zaworowa nie steruje jednym zaworem, a za pomocą mostka popycha dwa zawory ssące. Wnosi to nowy punkt pomiaru luzu - nie pomiędzy trzonkiem a dźwignią, a pomiędzy powierzchnią mostka, z którą dźwignia współpracuje, a samą dźwignią.
Regulacja samego mostka, jeśli jest taka możliwość, polega na:
- Poluzowaniu go.
- Przytrzymaniu na środku.
- Ustawieniu zerowego luzu po stronie bez śruby regulacyjnej.
- Regulacji śrubą po drugiej stronie, aby również tutaj osiągnąć zerowy luz.
W tym przypadku chodzi o to, aby mostek był ustawiony równolegle i po wywarciu nacisku przez dźwigienkę, naciskał na obydwa zawory w taki sam sposób.
"Droga na skróty" w silnikach Yanmar 4D94LE (4-cylindrowe)
Można wykorzystać sposób, w jaki ustawiają się zawory podczas pracy na kolejnych cylindrach, i dokonywać pomiaru na kilku cylindrach jednocześnie, choć nie zawsze na tych samych zaworach.
- Gdy w silniku 4D94LE ustawimy pozycję GMP na pierwszym cylindrze, możemy oczywiście dokonać pomiaru na obydwu zaworach tegoż cylindra.
- Równocześnie możemy zmierzyć i wyregulować zawór ssący na cylindrze drugim oraz wydechowy na trzecim.
- Po przejściu do GMP na cylindrze czwartym, jednocześnie można ustawić pozostałe zawory, czyli wydechowy na cylindrze 2, ssący na trzecim oraz cały czwarty.
Silniki Yanmar 3-cylindrowe
Dla silnika trzycylindrowego, pierwszym co należy pamiętać, to kąt obrotu. Już nie 180 stopni, a 240 stopni, jeżeli chcemy sprawdzać i ustawiać zgodnie ze znakami.
W przypadku "drogi na skróty", producent podpowiada, że przy kolejności pracy 1-3-2 w wariancie trzycylindrowym, po ustawieniu GMP (CTDC) na cylindrze pierwszym można ustawić, oprócz zaworów pierwszego cylindra, także ssący zawór na drugim oraz wydechowy na trzecim.
Przykłady regulacji w innych silnikach (kontekst i różnorodność metod)
Świat silników maszyn jest ogromny i nie sposób opisać wszystkich konfiguracji i zaleceń. Poniższe przykłady z innych marek ilustrują różnorodność metod regulacji luzów zaworowych.
Silniki Cummins CELECT
Producent przewiduje, aby cała procedura została przeprowadzona na zimnym silniku, co w myśl jego zaleceń oznacza ustabilizowaną temperaturę bloku, głowicy, wtryskiwaczy i wszystkich elementów poniżej 60°C (pomiar na płynie). W tej rodzinie silników na każdy cylinder przypadają aż trzy dźwignie: środkowa odpowiada za wtryskiwacz umieszczony centralnie, a po jego obydwu stronach są dźwignie od zaworów. Na każde dwa cylindry przypada tutaj jedna pokrywa zaworowa.
Procedura regulacji:
- Producent podpowiada, aby wykonywać sprawdzenie lub regulację kolejno, nie przeskakując żadnego cylindra, poczynając od pozycji A na kole pasowym, co odpowiada pozycji do ustawienia zarówno zaworów, jak i wtryskiwacza na pierwszym cylindrze. Cały proces będzie wymagał dwóch obrotów wałem korbowym.
- W pozycji A obydwa zawory powinny być całkowicie zamknięte, co skutkuje tym, że dźwigienki będą zupełnie luźne.
- Z racji konstrukcji, producent zaleca, aby najpierw w tej pozycji wykonać ustawienie wtryskiwacza. Pierwszym krokiem jest upuszczenie paliwa z jego wnętrza poprzez kilkukrotne delikatne pokręcenie (odkręcanie i dokręcanie) śrubą na jego dźwigni, nie przekraczając 2,8 Nm momentu dokręcenia.
- Krok drugi po dokręceniu to cofnięcie śruby o 120 stopni, co zapewni 0,63 mm luzu (dopuszczalny przedział 0,5-0,74 mm).
- Następnie, przytrzymując śrubę regulacyjną, dokręcamy nakrętkę kontrującą na 68 Nm.
- Dopiero po ustawieniu wtryskiwacza można przystąpić do regulacji luzów na zaworach. Pomiar wykonuje się za pomocą szczelinomierza.
Cummins podpowiada pewien trik: po dokonaniu ustawiania luzu na właściwą płytkę (np. 0,35 mm dla zaworu ssącego) należy użyć płytki o 0,03 mm grubszej (czyli 0,38 mm). Ta nie powinna dać się wsunąć pomiędzy dźwigienkę a trzonek.
Silniki FPT (IVECO NEF N45)
W silnikach FPT z rodziny NEF, konkretnie N45 (popularne 4,5 litra), nie można ustawić wszystkich zaworów w przeciągu dwóch obrotów, jak ma to miejsce typowo. Każdy cylinder należy z osobna ustawić w pozycji CTDC, upewniając się, czy zawory na danym cylindrze są już całkowicie zamknięte, a dźwigienki luźne. Wymaga to uważnego kręcenia wałem i obserwacji wybranego cylindra.
Wartości luzów dla silników FPT N45:
- Zawór ssący: 0,25 mm (+/-0,05)
- Zawór wylotowy: 0,5 mm (+/-0,05)
Silniki Deutz TCD 2013 4V (4- i 6-cylindrowe)
Niemiecki producent Deutz definiuje zimny silnik jako taki, w którym temperatura oleju jest niższa niż 80°C. Zaleca się również zaczekać co najmniej 30 minut od wyłączenia silnika przed przystąpieniem do prac. W przypadku tych silników można wyposażyć się w adapter do kręcenia silnikiem, który montuje się w miejscu zaślepki na obudowie koła zamachowego, lub użyć koła pasowego.
Następnie należy ustawić silnik w pozycji dla pierwszego cylindra, gdy zawór wylotowy jeszcze nie jest zamknięty, a ssący właśnie zaczyna się otwierać - jest to tzw. „overlap” na cylindrze pierwszym. W tabeli dla TCD2013 w momencie, gdy na cylindrze pierwszym następuje „mijanka” (overlap), można sprawdzić i wyregulować zawory na innym cylindrze (np. na cylindrze szóstym dla silnika R6 lub na cylindrze czwartym dla jednostki czterocylindrowej). Po wykonaniu obrotu o 180 stopni „mijanka” pojawia się na cylindrze 5 dla R6.
Kolejność zapłonów (oraz „mijanek”) i odpowiadająca im kolejność regulacji:
- Dla silnika czterocylindrowego: kolejność zapłonów to 1-3-4-2, a odpowiadająca im kolejność regulacji to 4-2-1-3.
- Dla sześciocylindrowego: kolejność pracy następuje 1-5-3-6-2-4, a odpowiadająca im kolejność regulacji to 6-2-4-1-5-3.
Pomiar luzu za pomocą kątomierza
Deutz nie przewidział pomiaru za pomocą płytek, a kątomierza. Procedura polega na tym, aby najpierw ustawić kątomierz na 0 stopni, a następnie powoli i delikatnie kręcić wkrętakiem, żeby skasować luz do zera. Gdy dźwignia i trzonek znajdą się w kontakcie, odczytana wartość kąta stanowi wartość do oceny zużycia.
Producent podaje, że poprawny luz wynosi:
- 75 stopni dla zaworu ssącego
- 105 stopni dla zaworu wylotowego
Ustawienie luzu polega na przekręceniu wkrętaka tak, aby zwiększyć luz między trzonkiem a dźwigienką do uzyskania nominalnego kąta na kątomierzu. Następnie, trzymając śrubę regulacyjną, należy dokręcić nakrętkę kontrującą.