Содержание
1200 руб. за фотоотчёт
Платим за фотоотчёты по ремонту авто. Заработок от 10 000 руб/мес. Пишите:
Седло клапана – важная деталь конструкции головки блока цилиндров, в этом можно легко удостовериться, рассмотрев работу клапана и его составляющих.
Самая важная функция, которую выполняет седло – это образование прочного сжатия между собой и клапаном. Благодаря этому происходит минимизация утечки газов из камеры сгорания; хороший тепловой контакта клапана с седлом являются необходимыми условиями для этого.
Другими словами, плотность прилегания между деталями позволяет отводить тепло от тарелки с максимальной эффективностью, передавая тепло от клапана через седло в ГБЦ, которая в свою очередь охлаждается жидкостью. В процессе работы двигателя, фаски и сёдла изнашиваются, что приводит к дефекту седел клапанов. При разгерметизации происходит нарушение порядка теплоотдачи тарелки и седла, что провоцирует дефекты и разрушение деталей.
При таких условиях вопрос сохранности герметичности соединения встает на первый план. Достигнуть этого можно в основном лишь при помощи формирования необходимого профиля для седла и фаски клапана, что позволит сбалансировать износ поверхностей деталей.
Причины и признаки замены седла клапана ВАЗ
Приступая к проверке, необходимо старательно очистить сёдла и камеры сгорания двигателя, иногда под нагаром обнаруживаются еле заметные трещины. Испорченные и «проблемные» поверхности камер, как правило, отличаются от других камер по цвету. Наличие тех или иных типов дефектов определит необходимость и вариант ремонта сёдел клапанов. Основанием для замены может быть:
- Износ — главная причина замены сёдел клапанов. Проводя зенкование седла клапана, может обнаружится, что нет возможности для доводки, и дальнейшая регулировка седла клапана невозможна, так как клапан садится очень глубоко.
- Как продолжение первой причины, замена нужна, если седла и/или клапанапрогорели.
- Когда при осмотре выявлена коррозия по наружному диаметру — из-за нее ослабляется посадка седла.
- Наличие трещин и сколов в седле клапана.
- Замена сёдел клапанов производится, если нужна модернизация ГБЦ с заменой клапанов на увеличенные. Как следствие, возникает нужда в увеличении диаметра сёдел.
Советы по замене седел клапанов ВАЗ
Перед началом работ необходимо убедится в необходимости замены седел. Стоит помнить, что это достаточно сложный процесс, требующий специального инструмента, навыков выполнения подобных операций и твердых знаний.
Для начала проверяем ГБЦ на герметичность (опрессовка), т.е. на наличие малозаметных трещин рубашки. В случае обнаружения трещин, их необходимо заделать сваркой и лишь потом приступать к расточке сёдел.
Для удаления старых сёдел с посадочных мест лучше воспользоваться станочным оборудованием, растачивая его до момента, пока не останется тонкое кольцо, которое провернется в гнезде. Похожего результата можно добиться при помощи фрезы насаженной на обычную дрель. В данном случае работы необходимо выполнять аккуратно, чтобы не повредить посадочное место.
При монтаже новых сёдел следует учесть, что их установка производится с натягом; обеспечение гарантированного натяга должно составить от 0,1 до 0,15 мм по наружному диаметру. Разница температур рабочих поверхностей должна достигать минимум 180 С°. Для этого поверхность ГБЦ нагревают на 180-200 С°, а сёдла охлаждают в жидком азоте.
Для осуществления замены седла клапана понадобится:
- печка;
- шарошки для сёдел клапанов;
- холодильная камера;
- штангенциркуль;
- молоток и запрессовка для сёдел;
- новые сёдла клапанов.
Снимаем ГБЦ, моем, проверяем, подготавливаем необходимые инструменты.
Для предстоящего ремонта 8 клапанной ГБЦ были приобретены клапана TRW 17092 / 171201. Долго искал информацию стоит ли облегчать клапана или нет, но не нашел однозначного мнения или хороших объяснений.
Поскольку в низ лезть пока не собираюсь и он остается стоковым с тяжелыми поршнями и шатунами 2110, то особо смысла крутить мотор выше 6000 не вижу, а значит решил что клапана облегчать незачем.
В процессе поиска я случайно наткнулся на такую доработку которая называется тыльная фаска (по английски backcut) Вот источник и еще источник.
Суть её заключается в том что на основной фаске в 45° со стороны стебля клапана снимается дополнительная фаска в 30°.
По заявлениям эта доработка дает увеличение продувки пары клапан — седло на разных ГБЦ от 4 до 20% но при небольших подъемах клапана (до 10-12 мм)
Данный эффект получается из-за того что увеличивается размер клапанной щели при открытии клапана.
Также указывается что если нет стенда для продувки ГБЦ то фаски нужно делать узкие 0.8 — 1 мм т.к. можно только ухудшить продуваемость.
В итоге отправил клапана на доработку и спустя пару дней получил уже доработанные:
Из-за неидеальности формовки самой тарелки клапана фаска получилась местами немного не равномерной, но как по мне это ничего страшного т.к. она находится не на рабочей поверхности.
Также решил что смысла в полировке клапанов нет — поскольку есть такое понятие в аэродинамике как пограничный слой (boundary layer) т.е. зеркально отполированная поверхность будет иметь скорость потока ниже чем поверхность с небольшой шероховатостью.
Плюс по любому на клапане со временем появится нагар, а тогда смысл заморачиватся?
У работавших продолжительное время двигателей любого транспортного средства, клапаны которых многократно подвергались притирке, рабочие фаски сёдел клапанов, могут быть правильной формы, но сильно увеличены по ширине. А нормальная рабочая ширина фаски седла должна составлять 1 — 1,5 мм., не более. Почему, я объясню ниже. В этой статье мы рассмотрим как и с помощью чего восстановить правильную ширину фаски седла, и вообще правильную геометрию седёл клапанов.
Почему нужно восстанавливать сёдла клапанов.
Когда нормальная рабочая ширина фаски становится больше 1-1,5 мм., увеличивается площадь металлического контакта между тарелкой клапана и седлом, и казалось бы можно ожидать увеличения герметичности и усиления охлаждения тарелки клапана. Однако практика эксплуатации многих двигателей показала, что при увеличении ширины фаски седла, нормальная работа двигателя нарушается довольно быстро, после короткого пробега.
А всё дело в том, что при увеличении ширины фаски, например хотя бы до двух миллиметров, площадь соприкосновения тарелки клапана с седлом увеличивается вдвое, и значит вдвое уменьшается создаваемое клапанной пружиной давление клапана, на единицу площади. В добавок клапанные пружины итак ослаблены от продолжительной работы (усталость металла) и нагрева.
В итоге, первое время после притирки клапанов, двигатель работает вроде бы вполне нормально, но довольно быстро, от уменьшения давления пружин на единицу площади, клапан начинает подгорать (особенно выпускной) и очень быстро терять свою герметичность.
Инструмент для восстановления сёдел клапанов.
Чтобы восстановить нормальное давление тарелки клапана на единицу площади седла, установка усиленных пружин бесполезна, к тому же это может сильно сократить ресурс газораспределительного механизма, который рассчитан на меньшие нагрузки. Поэтому нормальное давление тарелки клапана на единицу площади седла, а следовательно и герметичность, восстанавливают уменьшением ширины фаски седла, до требуемой величины, с помощью специального инструмента — конических фрез.
Фрезы изготавливают несколько фирм, но наиболее популярные у нас, это наборы фирм MIRA, SUNNEN, NEWAY. Причём эти фирмы делают фрезы с различными углами: 15°, 20°, 30°, 45°, 60°, 70°, 75°, 80°, которые многим могут и не понадобиться, так как углов нарезки, а следовательно и фрез, для восстановления сёдел одного какого то распространённого двигателя, потребуется всего три. Если конечно вы не занимаетесь восстановлением сёдел абсолютно всех моторов.
Но следует учесть, что качественные наборы фрез зарубежных фирм, например известной NEWAY, могут стоить 350$ и выше (цена зависит от количества фрез). И если вы не собираетесь заниматься восстановлением сёдел клапанов профессионально, то есть смысл поискать в продаже менее дорогие отечественные наборы, которые иногда попадаются вполне нормального качества (ножи фрез сделаны из твёрдого сплава).
Углы фасок ремонтируемого двигателя, следует обязательно уточнить, перед приобретением набора фрез, так как на разных моторах эти углы могут быть разными. На некоторых двигателях (как на рис 1 ниже) угол верхней фаски может быть 15 градусов, рабочей 45, а угол нижней фаски может быть 60 градусов.
А на некоторых моторах (как на рис 2) угол верхней фаски может быть в 75°, рабочей фаски тоже в 45°, а угол нижней фаски может быть всего 15° . На некоторых двигателях могут быть и другие углы.
Поэтому прежде чем покупать для своего двигателя набор из трёх фрез, уточните сначала углы фасок сёдел вашего мотора, что бы не купить набор фрез с ненужными углами.
А бывают моторы, на которых сёдла (углы их фасок) впускных клапанов, отличаются углами фасок от выпускных клапанов, это наглядно видно на рисунке 2 — 62. И в такой ситуации потребуется уже набор не из трёх фрез, а из четырёх или пяти. Все эти нюансы нужно знать, перед тем как приобретать определённый набор фрез.
Но те мастера, кто занимается восстановлением сёдел различных моторов профессионально, обычно приобретают более дорогие наборы, с фрезами различных углов, описанными выше в тексте (от 15° до 80°). В каждом наборе также присутствует направляющий пилот (стальной стержень, показанный на фото), который вставляется в направляющую втулку клапана и обеспечивает правильное положение фрезы, относительно восстанавливаемого седла.
Так же следует учесть, что фрезы отличаются не только углами режущих резцов, но и своими размерами (для каждого размера свой номер). Например фрезы с номерами от 100 до 150, предназначены для сёдел моторов небольших рабочих объёмов, с диаметром сёдел клапанов от 16 до 35 мм.
Ну а фрезы с номерами от 200 до 699 предназначены для моторов большей кубатуры, с диаметром сёдел от 28 до 72 мм. И это надо учитывать при покупке набора фрез.
Практика ремонта (восстановления) сёдел клапанов.
Прежде чем начинать обработку сёдел клапанов с помощью вышеописанного инструмента, следует поменять направляющие втулки клапанов, так как к моменту износа и ремонта сёдел, эти втулки наверняка изношены. А они должны быть идеальны, так как направляющий стержень (пилот, показанный на фото чуть выше) фрезы, вставляется во втулку с минимальным зазором в несколько сотых миллиметра. Этот минимальный зазор и обеспечивает точность установки режущего инструмента (фрезы), относительно седла.
И если втулка клапанов изношена, то даже конический пилот,(с небольшим конусом) может перекосить в направляющей втулке, так как её изношенное отверстие имеет не круг, а овал. В итоге фреза будет снимать металл с поверхности седла с перекосом, и такой ремонт уже не будет считаться ремонтом, а просто порчей деталей. Как и с помощью какого приспособления заменить в головке втулки клапанов, можно почитать вот тут.
Некоторые мастера начинают обработку сначала верхней фаски в 15° (см. рисунок 1), затем обрабатывают нижнюю фаску в 60°, ну а в последнюю очередь обрабатывают рабочую фаску в 45°.
Рис.2 Последовательность обработки сёдел клапанов.
а — клапан утопленный в изношенном гнезде, б — обработка рабочей фаски седла, в- обработка верхней фаски седла, г — обработка нижней фаски седла, д — седло клапана после обработки, 1 — клапан, 2 — гнездо, 3 — направляющая втулка, 4 — фреза под 45 градусов, 5 — фреза под 75 градусов, 6 — фреза под 15 градусов, 7 — рабочая фаска клапана, 8 — рабочая фаска гнезда.
Другие мастера начинают обработку вторым способом(снятие металла) поверхности седла с рабочей фаски с углом в 45° (как на рис. 2,б), затем обрабатывают верхнюю фаску в 75° (как на рис. 2,в), ну а в последнюю очередь обрабатывают нижнюю фаску в 15° (рис. 2,г). При обработки верхней и нижней фаски, обеспечивается ширина рабочей фаски в 1 — 1,5 мм.
Я считаю, что вторым способом легче и точнее добиться ширины рабочей фаски в 1-15 мм, так как понемногу обрабатывая верхнюю фаску и понемногу нижнюю (при уже готовой рабочей фаске), легче выйти на ширину рабочей фаски в 1 — 1,5 мм (обычно полностью хватает трёх — пяти оборотов фрез, больше и не надо).
Тем более, что при таком способе, если при обработке верхней и нижней фасок, рабочая фаска станет уже 1 мм, то всегда есть возможность пройтись фрезой для рабочей фаски в 45° и добиться требуемой ширины рабочей фаски в 1 — 1,5 мм. Но всё же всегда следует стараться всё сделать за один раз и снять с поверхности седла как можно меньше металла.
Второй способ последовательности обработки сёдел, я считаю правильнее и легче первого способа. Но это моё мнение, и это не значит, что так должны делать все. Может кому то подойдёт первый способ.
После обработки трёх фасок седла и получения ширины рабочей фаски 1 мм — для малокубатурных моторов, и 1,5 мм — для двигателей большей кубатуры, клапана желательно притереть, если их тарелки не изношены, как на рисунке 3,б. Если обнаружен износ клапана как на этом рисунке, то притирка клапанов не поможет, и такие клапана следует заменить новыми.
Если же тарелка клапанов имеет нормальную форму как на рисунке 3,а, то клапана оставляем на двигателе и всего лишь нужно произвести их притирку к восстановленным сёдлам. Как это правильно сделать я уже писал, и желающие могут почитать об этом здесь.
Кстати, клапана следует заменить, если их стержень изношен неравномерно по высоте (проверяется микрометром), или если стержень имеет повышенный зазор, относительно отверстия направляющей втулки (можно утолщить стержень клапана с помощью хромирования, если у вас мотор редкий, и новые клапана проблематично купить).
При замене втулки и наоборот пониженном зазоре стержня клапана, относительно отверстия втулки, это отверстие просто разворачивается развёрткой, до получения необходимого зазора, между стержнем клапана и отверстием втулки. Величину правильного зазора следует уточнить в мануале конкретного двигателя.
Надеюсь данная статья поможет ремонтникам новичкам, правильно восстановить геометрию (углы) сёдел клапанов своими руками, ведь при наличии необходимого инструмента и знаний, всё можно сделать довольно быстро, даже быстрей, чем поездка в автосервис; удачи всем.
