Втулка клапана направляющая – Направляющая втулка клапана

Направляющая втулка клапана

Втулка – это канал в головке блока цилиндров, по которому клапан ходит вверх-вниз, выполняя свои функции открытия и закрытия впускных и выпускных каналов.

 


Зачем они нужны?

Действительно, а почему бы просто не просверлить в ГБЦ дырки и не вставить туда клапаны? Зачем нужна еще направляющая втулка?

Ответ прост: потому что штоки клапанов, двигаясь во втулках, неизбежно изнашиваются сами и изнашивают стенки втулки. Со временем зазор между штоками и стенками втулки увеличивается и клапаны начинают в них болтаться. Если бы втулок не было, то головку блока пришлось бы, в таком случае, менять в сборе. А процедура эта, мягко говоря, недешева. Для экономии средств при ремонте и существуют сменные направляющие втулки.

 


Отметим, что давным-давно, когда головки блока цилиндров изготавливали из чугуна, они были монолитными, без втулок и без седел клапанов, благо чугун более стоек к износу на трение. Алюминиевых монолитных головок вы уже не встретите.

Как устанавливаются втулки?

Для установки направляющих втулок, как и в случае с седлами клапанов, их нужно охладить. Желательно – в жидком азоте, чтобы под воздействием температуры металл слегка сжался. Головку блока, наоборот, разогревают, чтобы посадочные отверстия расширились. Далее специальным инструментом их вставляют в «голову» и когда температуры выровнялись, «разворачивают», то есть расширяют внутренний диаметр втулки под конкретную, заранее известную и определенную производителем величину.

 

 

Затем под новые втулки обрабатывают («прирезка» — есть такой профессиональный термин) седла клапанов, а сами клапаны – притирают. Обратно втулки выбивают уже с применением силы и специальной оправки.

 

 

Взаимодействие направляющей втулки и клапана

У втулки есть две основные функции:
— Обеспечивать свободный ход клапана вверх-вниз и в холодном, и в горячем состоянии. Как можно медленнее изнашивать шток и изнашиваться самой при трении.
— Отводить тепло от штока клапана, передавая его на материал ГБЦ.

Соответственно, зазор между втулкой и клапаном должен быть минимальным, но достаточным, чтобы клапан не застревал там и не терся слишком сильно о стенки втулки. Горячий шток клапана будет немного толще холодного, поэтому между втулкой и клапаном предусматривается небольшой тепловой зазор, только в отличие от теплового зазора между распредвалом и клапаном, он минимален и не регулируется.

Из чего сделаны направляющие втулки клапанов?

Довольно архаичный вариант – отлив из весьма прочного перлитного серого чугуна с содержанием графита. Также встречаются дополнительно усиленные чугунные сплавы с добавлением фосфора и хрома. 

Бронзовые или латунные втулки обеспечивают меньший коэффициент трения (меньше трения – меньше потери), тепло отводят лучше чугунных, однако сильнее расширяются при нагреве. А значит, исходный тепловой зазор должен быть больше. 

Металлокерамические втулки спекаются из порошка меди, железа и графита, считаются подходящими для высоких нагрузок.

Дать однозначный ответ на вопрос «что лучше» сложно, так как коэффициент трения зависит еще и от материала, из которого сделан клапан. При замене втулок лучше подбирать ту пару материалов, которую использовал производитель. Если же вы хотите «улучшить» мотор тюнингом, подходите к этому вопросу вдумчиво и изучите в деталях опыт тех, кто уже проводил доработки.

 

knowcar.ru

Заменяем направляющие втулки клапанов — Июнь 1996 года

  • Онлайн
    • Архив
    • Форум
    • Wiki
    • Купи авто
    • Реклама
  • Издания
    • Журнал “За рулем”
    • Газета “За рулем – Регион”
    • Журнал “Купи авто”
    • Журнал “Мото”
    • Журнал “Рейс”
    • Книги, Каталоги
    • Подписка
  • Товары и услуги
    • Интернет магазин
    • Товары ЗР
    • Реклама
    • Турбюро
  • Реклама
  • Подписка
  • Архив
  • Форум
  • Wiki
  • Купи авто
  • Войти
  • Анонсы
  • Издания
    • За рулем
    • Газета «За рулем — Регион»
    • Купи авто
    • Мото
    • Рейс
  • За рулем
  • Газета «За рулем — Регион»
  • Купи авто
  • Мото
  • Рейс
  • Книги и каталоги
    • Новинки
    • Популярная литература
    • Техническая литература
  • Марки и модели
    • Все марки
    • Acura
    • Alfa Romeo
    • Alpina
    • Aston Martin
    • Audi
    • BAW
    • Bentley
    • BMW
    • Brilliance
    • Bristol
    • Bugatti
    • Buick
    • BYD
    • Cadillac
    • Caterham
    • Changan
    • Chery
    • Chevrolet
    • Chrysler
    • Citroen
    • Cord
    • Dacia
    • Daewoo
    • Daihatsu
    • Delahaye
    • Derways
    • DFM
    • Dodge
    • Eriba moving
    • FAW
    • FBS
    • Ferrari
    • FIAT
    • Fisker
    • Ford
    • Freightliner
    • Geely
    • GMC
    • Great Wall
    • Grinnall
    • Gumpert
    • Hafei
    • Haima
    • Hino
    • Honda
    • Horch
    • Hummer
    • Hymer
    • Hyundai
    • Infiniti
    • International
    • Iran Khodro
    • Isuzu
    • Iveco
    • JAC
    • Jaguar
    • Jeep
    • Jinbei
    • Kamaz
    • KIA
    • Lamborghini
    • Lancia
    • Land Rover
    • LDV
    • Lexus
    • Lifan
    • Ligier
    • Lincoln
    • Lotus
    • Luxgen
    • Mahindra
    • Man
    • Maserati
    • Maybach
    • Mazda
    • Mercedes-Benz
    • Mercury
    • MG
    • Mini
    • Mitsubishi
    • Morgan
    • Nash Ambassador
    • Nissan
    • Noble
    • Opel
    • ORCA
    • Pagani
    • Pegaso
    • Perodua
    • Peugeot
    • Piaggio
    • Pininfarina
    • Polaris
    • Pontiac
    • Porsche
    • Proton
    • Renault
    • Rolls-Royce
    • Rover
    • SAAB
    • Saleen
    • Samsung
    • Saturn
    • Scania
    • Scion
    • SEAT
    • Setra
    • Shuanghuan
    • Skoda
    • Smart
    • Spyker
    • Ssang Yong
    • Steyr
    • Strathcarron
    • Studebaker
    • Subaru
    • Suzuki
    • TATA
    • Tianma
    • Tianye
    • Toyota
    • Tucker
    • Venturi
    • Volkswagen
    • Volvo
    • Vortex
    • Westfield
    • Willys
    • Xin Kai
    • YAMAHA
    • Zxauto
    • Богдан
    • ВАЗ
    • Валдай
    • ВИС
    • Волжанин
    • ГАЗ
    • ГолАЗ
    • ё-мобиль
    • ЗАЗ
    • ЗИЛ
    • ЗИС
    • ЗМЗ
    • ИЖ
    • КАВЗ
    • Комбат
    • КРАЗ
    • ЛиАЗ
    • МАЗ
    • Москвич
    • ОКА
    • ПАЗ
    • РОАЗ
    • Сталкер
    • ТагАЗ
    • Тигр
    • УАЗ
    • Урал
  • Поиск
  • Анонсы
  • За рулем
  • Газета «За рулем — Регион»
  • Купи авто
  • Мото
  • Рейс
  • Книги и каталоги
  • Марки и модели
  • Поиск
ЗР 1996
  • ЗР 2019
  • ЗР 2018
  • ЗР 2017
  • ЗР 2016
  • ЗР 2015
  • ЗР 2014
  • ЗР 2013
  • ЗР 2012
  • ЗР 2011
  • ЗР 2010
  • ЗР 2009
  • ЗР 2008
  • ЗР 2007
  • ЗР 2006
  • ЗР 2005
  • ЗР 2004
  • ЗР 2003
  • ЗР 2002
  • ЗР 2001
  • ЗР 2000
  • ЗР 1999
  • ЗР 1998
  • ЗР 1997
  • ЗР 1996
  • ЗР 1995
  • ЗР 1994
  • ЗР 1993
  • ЗР 1992
  • ЗР 1991
  • ЗР 1990
  • ЗР 1989
  • ЗР 1988
  • ЗР 1987
  • ЗР 1986
  • ЗР 1985
  • ЗР 1984
  • ЗР 1983
  • ЗР 1982
  • ЗР 1981
  • ЗР 1980
  • ЗР 1979
  • ЗР 1978
  • ЗР 1977
  • ЗР 1976
  • ЗР 1975
  • ЗР 1974
  • ЗР 1973
  • ЗР 1972
  • ЗР 1971
  • ЗР 1970
  • ЗР 1969
  • ЗР 1968
  • ЗР 1967
  • ЗР 1966
  • ЗР 1965
  • ЗР 1964
  • ЗР 1963
  • ЗР 1962
  • ЗР 1961
  • ЗР 1960
  • ЗР 1959
  • ЗР 1958
  • ЗР 1957
  • ЗР 1956
  • ЗР 1955
  • ЗР 1954
  • ЗР 1953
  • ЗР 1952
  • ЗР 1951
  • ЗР 1950
  • ЗР 1949
  • ЗР 1948
  • ЗР 1947
  • ЗР 1946
  • ЗР 1945
  • ЗР 1944
  • ЗР 1943
  • ЗР 1942
  • ЗР 1941
  • ЗР 1940
  • ЗР 1939
  • ЗР 1938
  • ЗР 1937
  • ЗР 1936
  • ЗР 1935
  • ЗР 1934
  • ЗР 1933
  • ЗР 1932
  • ЗР 1931
  • ЗР 1930
  • ЗР 1929
  • ЗР 1928
№6
  • №1
  • №2
  • №3
  • №4
  • №5
  • №6
  • №7
  • №8
  • №9
  • №10
  • №11
  • №12
Заменяем направляющие втулки клапанов
  • К обзору номера
  • 1 — ОБЛОЖКА НОМЕРА
  • 3 — СОДЕРЖАНИЕ
  • 4 — СОБЫТИЕ: ВАЗу 30 ЛЕТ
  • 8 — КОЛЕСО
  • 12 — НАШЕ ЗНАКОМСТВО
  • 16 — ВЫСТАВКИ, САЛОНЫ
  • 18 — ТЕХНИКА
  • 20 — НАШЕ ЗНАКОМСТВО
  • 22 — ТЕСТ
  • 24 — ПРЕЗЕНТАЦИЯ
  • 26 — КАК»ФОРДИК» ОТПРАВИЛИ В ССЫЛКУ
  • 28 — ДЛЯ ВАС И ВАШЕЙ МАШИНЫ
  • 30 — ДЛЯ ВАС И ВАШЕЙ МАШИНЫ
  • 31 — ДЛЯ ВАС И ВАШЕЙ МАШИНЫ
  • 32 — ТЕХНИКА
  • 37 — В МИРЕ МОТОРОВ
  • 42 — ТЕХНИКА

www.zr.ru

Направляющие втулки клапанов.

Направляющие втулки клапанов, какие они должны быть, зазоры их установки и другое.

Приветствую всех любителей самостоятельного ремонта двигателя, своего мотоцикла или автомобиля. В этой статье мы поговорим о достаточно мелких, но важных деталях любого двигателя — направляющих втулках клапанов. Не смотря на свой скромный размер, направляющая втулка клапана деталь очень важная, и рано или поздно ей начинает интересоваться каждый опытный водитель, даже тот, который отдаёт свой мотор на ремонт в автосервис.

Направляющие втулки любого двигателя, обеспечивают точное направление возвратно-поступательному движению клапанов, для их открытия и закрытия в нужный момент, и от состояния трущейся пары втулка-клапан, напрямую зависит расход моторного масла, а так же плотное и точное прилегание тарелки клапана к своему седлу. К тому же, направляющая втулка — это деталь, по которой осуществляется отвод тепла от стержня клапана к головке двигателя. Так же тепло к головке двигателя отводится и через тарелку клапана и седло (когда клапан находится в закрытом состоянии).

Появление в своё время сёдел и направляющих втулок клапанов, послужило толчком для замены вечно перегревающихся чугунных головок двигателя, более продвинутыми алюминиевыми головками, которые лучше отводят тепло и быстрей остывают.

Ведь во времена, когда головки были чугунными, направляющих втулок и сёдел клапанов не было, то есть эти детали составляли с чугунным телом головки одно целое. И при износе направляющих отверстий, по которым скользили стержни клапанов, а так же при износе (или прогаре) мéста прилегания тарелки клапана, чугунную головку приходилось менять на новую.

Но с другой стороны, каждое конструктивное решение головки двигателя, может исходить из многих причин. Ведь процессы отвода тепла от клапана в монолитную деталь и через запрессованную деталь (втулку или седло) ощутимо отличаются. И если втулка запрессована в тело головки, то средняя температура выпускного клапана большинства бензиновых двигателей около 400 градусов, а максимальная температура может достигать более 800 градусов.

В монолитной же конструкции головки, когда втулки не запрессованы в головку, а просто просверлены направляющие отверстия в теле головки, средняя температура выпускного клапана меньше — примерно 300 — 315 градусов, а максимальная температура достигает не более 700 — 720 градусов.

Но всё же, несмотря на меньшую температуру монолитных головок, от них постепенно отказались из-за их не ремонтопригодности (хотя и их можно отремонтировать — расточить и завтулить, но температура нагрева клапанов, восстановленной таким образом чугунной головки, будет намного больше чем у алюминиевой).

Я думаю, что отказались от чугунных монолитных головок всё таки из-за их веса, и из-за их меньшего теплоотвода, по сравнению с алюминием. Вспомните хотя бы то, как греются чугунные цилиндры старых двигателей, и как греются современные алюминиевые цилиндры (или блоки цилиндров). Естественно, более современный мотор с алюминиевыми цилиндрами греется меньше.

Материал, для изготовления направляющих втулок клапанов.

Раньше втулки точили из чугуна (да и сейчас на некоторых моторах тоже, и ниже станет понятно почему), но чуть позже использовали и металлокерамику (смешивание в точной пропорции порошка меди, графита и железа и затем пропитка маслом этой смеси и далее спрессовка и спекание при определённой температуре).

Металлокерамические направляющие втулки можно встретить и сейчас, например на 412-х Москвичах, или «газонах» — ГАЗ 66. Но минус таких втулок — это то, что их не сделаешь самостоятельно (на токарном станке), так как требуется специальное оборудование. Чугунные же втулки или втулки из латуни или бронзы, можно выточить на обычном токарном станке для любого, даже редкого автомобиля или мотоцикла.

Для более современных форсированных моторов, в том числе и с надувом, втулки начали точить из алюминиевой бронзы. Этот сплав способен обеспечить более лучший отвод тепла от стержня клапана. К тому же этот сплав очень медленно изнашивается от трения, даже в условиях недостаточной смазки трущейся пары (клапан-втулка). Это важное качество особенно полезно для форсированных моторов с надувом, где условия смазки стержня клапана и втулки очень плохие, так как температура здесь очень высокая (любое масло почти теряет свои смазывающие свойства).

А на стержнях выпускных клапанов условия ещё хуже, так как они сильнее греются. Но на впускном клапане условия смазки тоже плохие, так как масло выдувается из зоны трения стержня клапана, потоком воздуха во впускном коллекторе, который находится под избыточным давлением от надува.

Сейчас, на некоторых иномарках, например Вольво, Ауди,  можно встретить направляющие втулки  из латуни. Но лучше конечно точить втулки из бронзы, так как коэффициент трения у неё меньше. К тому же, как у латуни так и у бронзы, теплопроводность в два раза лучше, чем у чугуна и это очень полезное преимущество перед чугунными втулками.

Но устанавливая направляющие втулки из латуни или бронзы на свой двигатель, не смотря на то, что они более скользкие и износостойкие чем чугун, следует учитывать один важный момент. Как видно из таблицы слева, у латуни и бронзы ощутимо больше коэффициент теплового расширения, чем у чугуна. А это значит что зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой из бронзы или латуни, должен быть больше, чем у втулок из чугуна, иначе при нагреве клапан заклинит в отверстии втулки.

При меньшем чем требуется для латуни зазоре, при нагреве втулки она расширяется и зазор исчезает вовсе. А клапан продолжает своё возвратно-поступательное движение. В итоге, латунь начинает как бы намазываться (наволакиваться) на  твёрдую поверхность (HRC 50-60) стержня клапана, и от этого трущиеся детали нагреваются ещё сильнее. В конечном итоге происходит сварка стального стержня клапана и латунной втулки. В итоге мотор выходит из строя, а при его разборке иногда выбить приварившийся клапан бывает очень сложно, и как правило он выбивается вместе со втулкой.

Причём более склонны к наволакиванию, латуни с небольшим содержанием меди, такие как Л68, Л70, Л62. Цифра в обозначении рядом с буквой, означает процентное содержание меди в латуни, остальное составляет цинк.

Но при большем зазоре в сопряжении стержня клапана и направляющей втулки, увеличится расход моторного масла (несмотря на новые сальники клапанов). Но дело не только в этом, при большем зазоре и приводе клапана через коромысло и рычаг, возникает пусть и небольшое, но всё же боковое усилие, действующее на стержень клапана.

А из-за этого немного нарушается точная посадка тарелки клапана к седлу (очень небольшой перекос), и это означает хоть и очень небольшую, но всё же потерю герметичности клапана (конечно же не как на изношенном моторе, но всё же). Но это происходит только пока мотор не прогреется, ведь при прогреве, втулки расширяются от нагрева и зазор практически полностью уменьшается, и клапан начинает работать идеально ровно.

Но зато втулки из латуни, а тем более из бронзы, намного выигрывают чугунным по ресурсу, так как медленнее изнашиваются, потому что имеют маленький коэффициент трения.

Ну а при слишком маленьком зазоре, нарушаются условия смазки, и как я уже говорил, стержень клапана может заклинить в отверстии втулки. Поэтому точность зазора между отверстием втулки и стержнем клапана очень важна, и причём величина этого зазора зависит от температурных условий каждого двигателя, а так же от материала втулки. Говоря проще — для каждого материала (сплава) втулки, требуется свой зазор.

И раз латунь или бронза больше расширяются при нагреве, чем чугун, значит при установке на свой двигатель латунной или бронзовой втулки, зазор между её отверстием и стержнем клапана, при одинаковой (нормальной) температуре, всегда должен быть больше, по сравнению с зазором чугунной втулки. Естественно, что на иномарках с латунными или бронзовыми втулками зазоры больше, чем на чугунных, и при ремонте (замене) втулок, всегда следует обязательно проверять и сравнивать эти зазоры с указанными в мануале конкретного двигателя.

Если же вы не можете достать оригинальные втулки для головки двигателя своей машины или мотоцикла, и собираетесь заказать токарю выточить новые, но у вас стояли чугунные, а вы хотите латунные (или наоборот), то тогда следует делать отверстия во втулках согласно приведённой здесь таблице слева, в которой указаны зазоры между стержнем и втулкой для каждого материала. В таблице приведены зазоры, которые зависят от коэффициента линейного расширения разных материалов ( и естественно коэффициент расширения при нагреве, сделанных из них втулок, во время работы мотора).

Следует только помнить, что при вытачивании втулки, отверстие в ней следует сверлить всегда меньшего диаметра, чем требуется, для того, чтобы после сверления иметь возможность довести отверстие до нужного диаметра с помощью развёртки. Это позволит сделать нормальную (гладкую) внутреннюю поверхность отверстия во втулке — это важно.

После вытачивания новых втулок и развёртывания их отверстий, чтобы получить зазор стержня клапана в отверстии как в таблице (у латуни почти такое же расширение как у бронзы, поэтому бронза не показана в таблице) старые втулки выпрессовываются из головки, и запрессовываются новые. Как это сделать и с помощью чего, я написал вот в этой статье.

К тому же там написано, каким должен быть зазор между наружной поверхностью втулки и отверстием в головке, чтобы запрессовать втулку в тело головки с нормальным натягом. А о ремонте сёдел клапанов, желающие могут почитать вот здесь.

Надеюсь данная статья поможет многим ремонтникам-новичкам, иметь полное представление о направляющих втулках клапанов, а так же о важности правильных зазоров, между ними и стержнями клапанов, успехов всем.

suvorov-castom.ru

НАПРАВЛЯЮЩИЕ ВТУЛКИ КЛАПАНОВ | Автомастер

Ремонт головки блока цилиндров рассматривается на страницах нашего издания уже несколько номеров подряд, но не освещенных вопросов осталось еще достаточно много. Поэтому мы снова возвращаемся к этой теме.

В этом номере мы более детально поговорим о направляющих втулках клапанов. В связке “клапан-втулка-седло” втулка является основой направления движения клапана, от ее состояния зависит вся работа узла.

Клапан во втулке делает не только возвратно-поступательные движения, но и вращательно-угловые. Если учесть скорость таких перемещений, то можно понять, какая нагрузка приходиться на втулку. Естественно, что со временем происходит износ. Из-за радиального биения нагрузка возрастает, вращательное движение клапана затрудняется и выработка увеличивается.

Это приводит к одностороннему износу уже не только втулки, но и клапана с седлом. Увеличенный зазор в паре “стержень клапан-втулка” приводит к повышению расхода масла, так как маслосъемный колпачок не способен удержать масло, причиной чего опять же становятся повышенные боковые биения клапана. При несвоевременном вмешательстве мастера это может привести к необратимым последствиям – замене седел, клапанов, втулок, а иногда и замене всей головки блока.

Форма и материал направляющей втулки клапана подобраны с учетом большой скорости перемещения клапана во втулке, высокой температурной нагрузки и ограниченной смазки пары трения “втулка-клапан”. Если головка блока цилиндров сделана из чугуна, то нередко седла и направляющие втулки клапанов составляют единое целое с головкой блока. Такая конструкция обеспечивает соосность, а, следовательно, более точную посадку клапана на седло, что снижает температуру впускных и выпускных клапанов. Чугунные головки блока цилиндров использовали на некоторых двигателях фирм Opel, Ford и других производителей. Но технология производства чугунных головок сложна и требует дорогостоящего оборудования, поэтому большинство головок блоков современных легковых автомобилей изготовлено из алюминиевых сплавов. При их производстве направляющие втулки и седла клапанов изготавливаются отдельно, а затем запрессовываются на свои посадочные места в головке блока цилиндров.

Направляющие втулки производятся из износостойких материалов с достаточно хорошей теплопроводностью. Это специальный чугун, металлокерамика, бронза и латунь. Более высокая теплопроводность у бронзы и латуни, поэтому их и применяют на большинстве форсированных двигателей, например, BMW, Audi, Volvo. Для фиксации втулки по высоте в головке блока цилиндров на ее наружной поверхности обычно имеется опорный буртик. Иногда вместо него используется разрезное опорное кольцо. Если же втулка снаружи гладкая, то для ее установки в головку понадобится специальная оправка или дистанционная втулка.

Направляющие втулки впускных клапанов не должны слишком выступать во впускном канале, чтобы не повышать его аэродинамическое сопротивление. А вот втулки выпускных клапанов, наоборот, должны закрывать стержень клапана на максимальную длину для защиты от раскаленных выхлопных газов и для лучшего теплоотвода от стержня выпускного клапана. Если направляющие втулки изготовлены из бронзы или латуни, то они обычно имеют одинаковую длину, так как эти сплавы обладают высокой теплопроводностью.

Для обеспечения соосности седла и тарелки клапана необходима высокая точность изготовления втулки. Кроме того, наружная поверхность втулки, запрессовываемая в головку блока, должна быть обработана с высокой степенью чистоты поверхности и не должна иметь рисок и царапин. Это делается для улучшения теплоотвода от втулки к головке блока цилиндров.

Основным дефектом направляющих втулок является повышеный износ внутренней поверхности, вызванный длительной (не менее 60-100 тыс. км для отечественных и 150-200 тыс. км для иномарок) эксплуатацией двигателя. Однако применение некачественных масел резко сокращает ресурс втулок, не говоря уже о двигателе в целом. Продолжительная эксплуатация двигателя с неправильно выставленными тепловыми зазорами клапанов также является причиной неравномерного износа направляющей втулки. Это происходит из-за повышеных боковых нагрузок на стержень и ухудшения вращения клапана.

Но кроме естественного износа существуют и другие причины выхода направляющей втулки из работоспособного состояния. Например, при обрыве ремня ГРМ втулка может треснуть из-за изгиба клапана. Неправильная установка или снятие маслосъемных колпачков может привести к деформации или поломке посадочного места под колпачок.

При диагностике двигателя необходимо производить измерения. Эта истина напрямую касается и втулок. При этом необходимы два прибора – нутромер для измерения диаметра втулки и микрометр для измерения стержня клапана. Измерения клапана необходимы для определения зазора “втулка-клапан”.

Диагностика состояния зазора по покачиванию клапана во втулке на глаз неприемлем. Величину зазора необходимо уточнять для каждого конкретного двигателя по справочным данным. В этом случае удобен каталог KS, где централизованно собраны данные по большинству двигателей. Если зазор превышает норму, необходимо либо применять ремонтные клапана с увеличенным размером стержня, либо менять втулку, либо восстанавливать ее.

При наличии ремонтных клапанов втулка сначала разворачивается под ремонтный диаметр стержня клапана, а затем уже под необходимый зазор между втулкой и клапаном. Зазор тот же что и для стандартных клапанов. При разворачивании втулки для получения правильной геометрии отверстия разворачивание необходимо начинать со стороны маслосъемного колпачка, так как эта часть втулки подвержена меньшему износу.

Иногда механику приходиться восстанавливать втулки. Причин может быть несколько: нет ремонтных клапанов, нет новых втулок, работа по замене втулок экономически не выгодна. В этом случае на помощь приходит способ накатки внутренней поверхности втулки с последующей разверткой до необходимого внутреннего диаметра. Этот метод требует специального инструмента. При его применении не портится посадочное место под направляющую в головке блока. Вместе с тем ее внутренняя поверхность, истираемая стержнем клапана, будет иметь большую твердость, чем тело втулки, что происходит благодаря пластическому деформированию.

Этот метод особенно подходит двигателям, имеющим чугунную головку блока, а направляющие клапанов выполнены прямо в головке блока. При износе до 0,3 мм проще и дешевле восстановить их раскаткой, чем расточкой и запрессовкой новых направляющих втулок. Этот метод на примере инструмента NEWAY был рассмотрен нами в предыдущем номере журнала.

Перепрессовка втулок – самый распространенный способ. При ремонте легковых автомашин достаточно иметь прецизионный инструмент типа кувалды и набор оправок. Впрочем, более правильно было бы использовать пневмомолоток. Это для головок легковушек. А вот для тракторных и грузовых двигателей не обойтись без гидропресса. Кстати, оправки во всех случаях должны быть сделаны из конструкционной стали с соответствующей термообработкой. Перед выпрессовкой втулки головку блока надо равномерно нагреть (лучше в термошкафу) до температуры 90°_100°С. Это очень важный шаг, он позволяет меньше повредить посадочное место под втулку. Кстати, если новая втулка не имеет посадочного буртика или опорного кольца, то перед выпрессовкой надо не забыть замерить высоту выступания старой втулки там, где устанавливается маслосъемный колпачок. Выпрессованную втулку надо охладить до комнатной температуры и замерить посадочное место (ее внешний диаметр). Затем проверяем новую втулку – диаметр должен быть равен или больше, в пределах до +0,02 мм.

В случае если новая втулка имеет меньший размер, она может сдвинуться в процессе работы или в цилиндр после полного прогрева двигателя начнет проникать масло (когда посадочное место втулки расширится от нагрева). Надо заметить, что коэффициент линейного расширения втулки, например, из металлокерамики, почти в два раза меньше, чем у алюминиевого сплава головки блока, а обычный натяг втулки в головке блока составляет всего 0,04_0,06 мм, так что проконтролировать посадочный размер надо обязательно.

Кроме того, перед запрессовкой втулки обязательно следует проверить диаметр посадочного места под маслосъемный колпачок. Если этот диаметр меньше, чем на старых втулках, то колпачки могут просто слететь во время работы двигателя. Многие фирмы, например, Volvo, BMW, Volkswagen, выпускают ремонтные направляющие втулки с увеличенным наружным диаметром под запрессовку. Посадочное место под такую втулку в головке блока необходимо развернуть до размера, обеспечивающего посадку с натягом от 0,02 до 0,1 мм.

Перед запрессовкой новых втулок головку блока вновь нагревают до 90°_100°С, а втулки охлаждают, что наиболее желательно делать в жидком азоте.

Конец оправки для запрессовывания желательно охладить там же. Посадочное место под втулку в головке блока смазывают маслом. Охлажденная втулка надевается на оправку и с помощью специального пневмомолотка или другим подходящим способом (например, кувалдой) запрессовывается в головку блока цилиндров. Можно использовать обычные оправки, но только в том случае, если втулка имеет опорный буртик или разрезное кольцо, упирающиеся в головку блока и ограничивающие запрессовку. Но при гладкой втулке, например, в головке блока Opel, для правильной установки втулки необходимо использовать дистанционные проставки (втулки), закрепляемые на оправке.

При запрессовке внутренняя поверхность втулки неизбежно деформируется. Поэтому после остывания головки блока до комнатной температуры отверстия в новых втулках разворачиваются до размера, обеспечивающего правильный зазор и цилиндричность внутренней поверхности втулки. Наилучшие результаты получаются при использовании спиралевидных разверток. Они, в отличие от прямозубых, режут по конической поверхности, а не по простой кольцевой линии.

Еще более качественный результат получается при разворачивании отверстия на специальном станочном оборудовании. Полученный результат надо проверить, и лучше специальными калибрами, чем нутромером.

В случае, когда при ремонте использовались направляющие втулки из бронзы или латуни, надо учитывать, что фирмы-изготовители рекомендуют для них увеличенные зазоры “клапан-втулка”. Это связано с тем, что они имеют большее линейное расширение по сравнению с чугунными и металлокерамическими. Если этим пренебречь, то неизбежен “прихват” клапана во втулке, со всеми вытекающими последствиями – “встреча в верхах” и гнутые клапана.

Андрей ОБМАНЩИКОВ, журнал “Автомастер”, декабрь 2004 года

http://a-master.com.ua/archives/1109

a-master.com.ua

Замена клапана и направляющей втулки

Рис. 2.267. Нагрев головки блока цилиндров в водяной ванне

Постепенно нагрейте головку блока цилиндров в водяной ванне до температуры 80–100 °С (рис. 2.267).

Рис. 2.268. Выпрессовка направляющей втулки: 1 – выколотка

Используя выколотку и молоток, выпрессуйте направляющую втулку (рис. 2.268).

Рис. 2.269. Измерение диаметра расточки

Нутромером измерьте диаметр расточки под направляющую втулку в корпусе головки блока цилиндров (рис. 2.269).

Выберите новый размер наружного диаметра направляющей втулки клапана (стандартный или ремонтный +0,05 мм).

Если диаметр отверстия под направляющую в корпусе головки блока превышает 10,313 мм, то расточите отверстие под направляющую втулку до ремонтного (+0,05 мм) диаметра 10,345–10,363 мм.

Если диаметр отверстия под направляющую в корпусе головки блока превышает ремонтный размер, то замените головку блока цилиндров. Подберите втулки впускных и выпускных клапанов в зависимости от диаметров отверстий под направляющие.

Используйте стандартную втулку, если диаметр отверстия под направляющую составляет 10,295–10,313 мм.

Используйте ремонтную (+0,05 мм) втулку, если диаметр отверстия под направляющую составляет 10,345–10,363 мм.

Рис. 2.270. Направляющие втулки впускных и выпускных клапанов

ПРИМЕЧАНИЕ

Направляющие втулки впускных и выпускных клапанов различаются по длине (рис. 2.270).

Длина направляющих втулок:

впускных клапанов – 34,5 мм;

выпускных клапанов – 40,5 мм.

Нагрейте головку блока цилиндров в водяной ванне до температуры 80–100 °С (см. рис. 2.267).

Рис. 2.271. Установка новой направляющей втулки: 1 – выколотка

Используя выколотку и молоток, установите новую направляющую втулку клапана так, чтобы она выступала из головки блока на соответствующую величину (рис. 2.271).

Величина выступания направляющей втулки:

впускной клапан – 11,5–11,3 мм;

выпускной клапан – 8,9–9,3 мм.

Рис. 2.272. Разворачивание внутреннего отверстия направляющей

Используя развертку на 5,5 мм, разверните внутреннее отверстие направляющей, чтобы обеспечить номинальный зазор между направляющей и стержнем клапана (рис. 2.272).

carmanz.com

Проверка состояния стержней клапанов и их направляющих втулок

Необходимый специальный инструмент и приспособления: 

  • микрометр;
  • пассиметр;
  • индикатор;
  • струбцина.

Последовательность операций:

  1. Клапаны, вынутые из направляющих втулок головки цилиндров, тщательно промыть и очистить от нагара и лаковых отложений. Для временного хранения очищенные клапаны вставить стержнями в отверстия специальной деревянной подставки. Также тщательно промыть и очистить от нагара и лаковых отложений головку цилиндров.
  2. Измерить стержни клапанов и их направляющие втулки в нескольких плоскостях и сечениях для определения степени их износа. Новые детали имеют следующие размеры: диаметр штока выпускного клапана 7,925—7,937 мм, диаметр штока впускного клапана 7,955—7,967 мм, диаметр отверстия направляющей втулки клапана 7,992—8,022 мм. Если износ стержня клапана превышает 0,02 мм, то клапан следует выбраковать. Если износ направляющей втулки превышает 0,08 мм, то втулку необходимо заменить.
  3. Измерить диаметральный зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой, укрепив на головке цилиндров индикатор со шкалой, имеющей цену деления в 0,01 мм.

Рис. Основные размеры клапанов и направляющей втулки:
1 — направляющая втулка клапана; 2 — впускной клапан; 3 — выпускной клапан

Рис. Измерение диаметрального зазора между стержнем клапана и направляющей втулкой

При измерении зазора клапан должен быть выдвинут из направляющей втулки так, чтобы торец его стержня был заподлицо с торцом направляющей втулки. При покачивании клапана в направлении к индикатору и обратно индикатор укажет значение диаметрального зазора между стержнем клапана и направляющей втулкой, увеличенное в 2,8 раза. Зазор не должен превышать 0,1 мм для впускного и 0,15 мм для выпускного клапана.

Величина диаметрального зазора является критерием для решения вопроса о целесообразности дальнейшего использования в двигателе данного клапана и его втулки. В ряде случаев для обеспечения указанных выше зазоров или приближения к зазорам нового двигателя может потребоваться замена клапана или направляющей втулки, либо замена обеих этих деталей одновременно.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Направляющие втулки и седла клапанов

∙Удаляйте все острые края с нижней стороны клапанов, добавив нижнюю фаску с углом от 30° до 35°.

Увеличенный износ направляющих втулок клапанов может быть проблемой для распределительных валов с большим подъемом клапанов. Даже если двигатель оснащается более «спокойным» распределительным валом, износ направляющих втулок может по-прежнему оставаться проблемой. Когда зазор в направляющей втулке увеличивается, клапаны могут располагаться на седле неравномерно и могут образоваться утечки, что приведет к «утечкам» мощности из камеры сгорания. Изношенные втулки могут также привести к попаданию масла в цилиндры. Когда масло смешивается с рабочей смесью, оно снижает октановое число топлива и находящееся в камере сгорания топливо будет уже ниже по октановому числу, загрязнение маслом увеличит шанс возникновения детонации, особенно при высоких степенях сжатия. Лучшей профилактикой износа направляющих втулок будет установка бронзовых направляющих втулок или бронзовых вставок. Если это сделано правильно, то они надолго «переживут» втулки из чугуна. Тогда как бронзовые втулки лишь не намного дороже, их установка является разумным вложением средств, т. к. в дополнение к уменьшению зазоров клапан — втулка, они выдерживают недостаток смазки. И если вы хотите достичь высоких характеристик двигателя, то используйте бронзовые втулки.

Когда установлены бронзовые направляющие втулки и стабилизирован зазор в них, внимание нужно переключить на сальники (маслоотражательные колпачки) клапанов. Многие промышленные головки блока цилиндров не используют положительные качества сальников стержней клапанов; вместо этого они могут использовать уплотнения зонтичного типа, которые препятствуют попаданию избыточного масла на стержни клапанов или же они могут не использовать сальники вообще. Отсутствие сальников — это более чем смелый шаг фирмы-производителя. Чугунные направляющие втулки нуждаются в обильной смазке, фактически они требуют намного больше, чем обычно получают. Если они смазываются достаточно для уменьшения износа, избыточное масло будет попадать в камеры сгорания. Однако, бронзовые направляющие втулки требуют намного меньше смазки и из-за этого можно использовать эффективные сальники (как минимум, на

впускных клапанах) и добиваться малых зазоров в направляющих втулках — все это улучшит уплотнение клапанов, работу двигателя и даже увеличит срок службы втулок.

Если вы используете бронзовые направляющие втулки, то приобретите лучшие сальники клапанов, которые можно приобрести. Установка таких сальников часто требует обработки, но в большинстве случаев сальники могут потребоваться только на впускных клапанах. Масло не стремится попасть в направляющие втулки выпускных клапанов из-за высокого давления в выпускной системе. Но даже в этом случае некоторые копст- •рукторы двигателей используют принудительное уплотнение (сальники) на впускных клапанах, и в качестве дополнительной меры, — сальники зонтичного типа на выпускных клапанах для уменьшения попадания масла в каналы.

При использовании неэтилированного топлива не обеспечивается достаточная «смазка » клапанов и седел. что часто становится причиной эрозии седла под действием клапана. Головка блока цилиндров двигателя «Крайслер»объемом 7210см’, показанная здесь, иллюстрирует экстремальный случай выемки (эрозии) седла. Седло клапана ииюшеио более чем ни 25 мм внутрь головки блока и в таких случаях единственно возможным решением будет установка твердых седел клапанов.

Если клапаны изношены и нуждаются в замене, рассмотрите использование для замены клапанов, которыеимеют хромированные стержни — вы существенно увеличите срок службы направляющей втулки и клапана. Хромированные стержни клапанов работают особенно хорошо с бронзовыми втулками и могут быть использованы с зазором, близким к нулю, т. к. хром и бронза имеют очень мало шансов быть «прихваченными» друг к другу. Хромированные стержни клапанов и бронзовые направляющие втулки часто работа ют на протяжении более 150 000 км без заметного износа.

В заключение, если вы не используете бронзовые направляющие втулки, обратите внимание пп марки сталей, используемых для производства клапанов, особенно нержавеющие стали, т. к. они не очень сочетаются с

studfiles.net

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о