Дефектовка клапанов, основные требования

Дефектовка клапанов, основные требования.

Реализовать оптимальную производительность клапанного механизма не так сложно, следует учитывать некоторые особенности о которых поговорим ниже. Клапанный механизм выполняет функцию регулирования фаз газораспределения, для наиболее эффективной работы двигателя нужно стремиться к наиболее гладкому беспрепятственному проходу топливовоздушной смеси в цилиндр, быстрому сжиганию и так же гладко отвести выхлопные газы. Клапаны осуществляют эту функцию в двигателях по-разному, имеются четкие различия между клапанами для спортивных двигателей и обычных городских. Во всяком случае некоторые стандарты в конструкции и качестве сохраняются. Для начала разберем каким требованиям должны соответствовать клапаны, а потом уже о том какие технологии применяются для гоночных моторов.

Дефектовка клапана

Современные высокопроизводительные впускные и выпускные клапаны, выполненные из различных материалов, имеющие различные покрытия и обработку поверхности.
При осмотре клапана особенно бывшего в работе, проверьте диаметр ножки в трех местах: около 3 см ниже кончика, в центре ножки, и в нижней части примерно 1.5см от выемки(сужения) на ножке. Таким образом проверяются все клапаны и делается запись.
Проверьте каждый клапан на биение или изгиб. Если тарелка клапана имеет более 0.025 мм биение, его следует заменить. Даже не пытайтесь выпрямить его. Биение можно проверить, поставив клапан на пару небольших V- образных блоков или специальным инструментом.

Проверка биения фаски тарелки с помощью циферблатного индикатора, клапан устанавливается на крестообразные опоры (можно изготовить из шариков подшипника) обязательно должен быть жесткий упор торца клапана, медленно вращаем клапан, наблюдаем показания индикатора. Проверяем биение самого стержня, на длине 100мм биение не должно превышать 0.015мм.Проверяется зазор в направляющей клапана, для этого необходим нутромер. Замер проводится по краям (наибольший износ именно там) примерно 3-4мм от кромки снизу и сверху, также замеряем повернув на 90 градусов. Проверяем наличие трещин и дефектов клапанов. Осматриваем визуально, для обнаружения микротрещин пользуемся методом магнитопорошковым (выпускные клапаны могут изготавливаться из специальных сталей с очень низкой магнитопроводностью) или проникающей краской. Особо внимательно следует осматривать выпускные клапаны, они постоянно находятся под действием высокой температуры, не имеют охлаждения свежей топливовоздушной смесью как у впускных клапанов, поэтому больше подвержены износу и появлению дефектов.

Измерения диаметра ножки микрометром в верхней части клапана.

Если диаметр ножки клапана выходит за допуски, или имеет небольшое биение, его можно отремонтировать. Ремонт провидится следующим образом, сначала шлифуется поверхность стержня пока не будут убраны недостатки, потом применяется хромирование или металлизация, снова шлифуется под нужный размер и конечно все это не в любом гараже, однако дешевле чем новый клапан. Если вы знаете где можно хромировать или нанести покрытие на клапаны напишите в комментариях, это может пригодится многим.

Чаще всего причиной ремонта клапанного механизма является плохая герметичность клапан/седло и в большей степени на выпускных. Можно обнаружить прогар в рабочей поверхности тарелки, его хорошо заметно, обычно место прогара имеет не металлический цвет или из-за деформации, или нарушенного зазора, возможно появление черных точек, мелкие раковины очаги прогара, в том числе и на седле клапана. Для восстановления посадочного места клапана, поверхность заново шлифуется под углом обычно в 45 градусов, хотя возможны и другие углы посадочного места, почитайте Тюнинг ГБЦ часть 2.При шлифовке посадочного места клапанной тарелки следует учитывать, что теперь клапан будет глубже садится в седле и это увеличит объем камеры сгорания, уменьшит тепловой зазор, что потребует других регулировочных шайб в некоторых случаях.

И так как проводится шлифовка, возможны два метода. В первом случае клапан зажимается в патроне станка и вращается, стачивая поверхность об шлифовальный круг. Во втором случае клапан зажимается в патрон и вращается, стачиваясь об противоположно вращающийся шлифовальный круг. Оба этих метода обеспечивают достаточную точность, но чаще предпочтение отдается последнему.

Заточка рабочей фаски на тарелке клапана. Помните, что после проточки фаски, клапан будет глубже садится в седле и это увеличит объем камеры сгорания и следует как можно точно сохранять одинаковый объем во всех цилиндрах.

Головка двигателя Pontiac, прошла проверку глубину посадки клапана в седле. На головке нанесена маркировка в дюймах относительно первого цилиндра глубина в пределах -0.001 +0.005 дюйма

Это не последняя тема о клапанах, невозможно описать все моменты в одной статье. Общие требования к клапанам считаю достаточно раскрыты, Седло клапана в этой теме о том как заменить седла и подробнее о посадке клапана в седле. Производительность и технологии клапанов

Почему тепловые зазоры клапанов всегда уменьшаются

Доброго времени суток, уважаемые читатели! Эта статья поможет ответить на поставленный в заголовке вопрос: почему тепловые зазоры клапанов могут только уменьшаться и никогда не увеличиваются? Некоторым людям бывает сложно представить этот процесс, поэтому упрощенная схема + анимация помогут увидеть работу клапанного механизма в действии и производить регулировку клапанов с пониманием дела. Итак, приступим.

Влияние выработки клапана на зазор

На первой иллюстрации схематически показана изначальная посадка клапана в седле и выставленный зазор между кулачком распредвала и регулировочной шайбой.

На второй иллюстрации выделены эти ключевые области.

В дальнейшем мы будем обращать внимание именно на них. Поэтому идем дальше.

В процессе работы двигателя между седлом клапана и тарелкой клапана образуется выработка или износ по-другому. На следующей иллюстрации этот износ закрашен красным цветом.

Выделим эту область для лучшего восприятия.

Под воздействием пружины клапан все равно будет плотно прилегать к седлу и компенсировать образовавшийся износ. Этот момент отображен на следующей иллюстрации.

Клапан при этом, за счет выработки, поднимается уже чуть выше, уменьшая тем самым тепловой зазор вверху. Проще говоря, происходит проседание клапана. Выделим две этих важных области на изображении.

Вот вам и ответ на вопрос: почему зазор уменьшается, а не увеличивается?

Чтобы сделать этот процесс еще более наглядным посмотрите на анимацию данных изображений.

Итак, на анимированном изображении хорошо прослеживается обратно пропорциональная зависимость тепловых зазоров клапанов от выработки. Другими словами, чем больше выработка между седлом клапана и тарелкой клапана, тем МЕНЬШЕ становится тепловой зазор между кулачком распредвала и регулировочной шайбой.

Замена клапанов головки блока цилиндров

Выход из строя клапанов головки блока цилиндров- не редкость. Они могут выйти из строя в нескольких случаях: погнуться при обрыве ремня ГРМ. Если ремень ГРМ перескочит на несколько зубьев, что не редкость при плохо натянутом ремне, будет то же самое, стержень клапана подогнётся, тарелка будет неплотно прилегать к седлу и клапан не сможет держать компрессию. На цепном приводе растянутая цепь нередко перескакивает на несколько зубьев. эффект тот же самый: только что машина спокойно ехала, и вот вдруг стала и ничем ей не помочь.

Другим показанием к замене клапанов может стать их прогар. Такое случается, когда установлен неправильный зазор клапана, а именно, клапан немного «зажат» и не полностью закрывается, что ухудшает теплоотвод. Выхлопные газы делают своё дело, и тарелка клапана прогорает. Иногда вместе с клапаном приходиться заменить седло.

Клапана меняются только на снятой головке, по-другому их нереально высунуть.

Конструкция

1- клапан, 2- тарелка, 3- пружина.

Клапан вставляется в ГБЦ снизу, а сверху на него устанавливается пружина, которая прижимает клапан к седлу. Пружина упирается в клапан через тарелку, которая фиксируется с помощью сухарей. Между направляющей втулкой клапана и клапаном устанавливают маслосъёмные колпачки, которые удерживают масло и не позволяют ему убежать в камеру сгорания.

Сверху на клапан давит распредвал. Чтобы добраться до клапана, распредвал надо снять. На некоторых двигателях, на той же «классике» жигулей, на распредвал давит на клапан через коромысла, они размещены на другом валу. Вал коромысел надо снять, чтобы получить доступ к клапану.

Нам понадобится инструмент

Для снятия / установки клапана нам понадобится некоторый инструмент. Для снятия вполне достаточно молотка и какой-то проставки, по диаметру примерно такой же, как тарелка клапана. Установить тоже можно без специнструмента, сдавив пружину через тарелку. Но не на всех двигателях можно туда подлезть. Поэтому лучше использовать специнструмент,- рассухариватель: он также сдавливает пружину, у него есть рычаг, и им удобно зафиксировать конструкцию в нужном положении.

Для маслосъёмных колпачков есть специальный инструмент, которым их набивают на направляющую.

Снятие

Когда распредвал и коромысла сняты, можно добраться до клапанов. На многих моторах зазор клапана регулируется с помощью шайб или стаканчиков. Они располагаются между клапаном и распредвалом. На других моторах могут ставить гидрокомпенсаторы, это такая же проставка, как и шайба, только не надо регулировать зазор, оно само отрегулируется.

Теперь, когда добрались до клапана, можно увидеть пружину и тарелку сверху пружины, в отверстие которой вставляется стержень клапана. Между стержнем клапана и тарелкой вставлены сухари, они конусные, и когда пружина давит на тарелку, то она упирается в эти сухари, которые вставляются в стержень клапана.

Чтобы извлечь клапан, нам нужно сжать пружину и вытащить сухари, то есть, «рассухарить клапан«. Снизу под клапан надо что-то подложить, чтобы не ушёл вниз за пружиной. Для этой операции используется специнструмент,- рассухариватель. Он тоже бывает разных конструкций, но для жигулей самый популярный в виде рычага: с одной стороны рассухариватель прикручивается к шпильке, упорной частью ставится на шайбу (тарелку) клапана, и потом надо надавить на рычаг; пружина уйдёт вниз и можно будет извлечь сухари. Рассухариватель также может быть выполнен в виде струбцины, принцип действия тот же, только конструкция другая, упор должен быть не на шпильку, а с обратной стороны.

А можно обойтись и без съёмника, тогда надо через проставку ударить по тарелке молотком так, чтобы пружина сжалась на величину сухаря, тогда сухарь сам вылетит. Чтобы он далеко не улетел, желательно прикрыть тряпкой. Но так ещё и клапан можно погнуть, поэтому данный метод только для профессионалов.

Когда клапан рассухарен, то его уже ничего не держит и он должен свободно выйти. Снимите конструкцию из рассухаривателя и вытащите клапан с обратной стороны. Под пружиной должна быть ещё одна тарелка, не потеряйте. А если клапан сам не вылез, его надо подтолкнуть, это он удерживается маслосъёмным колпачком. Кстати, раз уж меняете клапан, то замените и колпачки, деталь копеечная и почти всегда повреждается при замене клапанов.

Не помешает проверить направляющие клапанов и при необходимости заменить их.

Замена маслосъёмных колпачков

МСК снимаются обычными щипцами, плоскогубцами или любым другим инструментом, которым можно туда подлезть. Они крепятся на направляющих втулках. Чтобы набить новые колпачки, надо вставить клапан на посадочное место и пропустить через его стержень колпачок. Это делается для того, чтобы не разбить внутреннюю поверхность, когда он будет набиваться. Желательно смазать маслом, чтобы лучше садился.

Набивается мск специальной оправкой по плоскости торца. Чтобы никуда не ушёл во внутрь и используют стержень клапана. В комплекте может идти пластиковая насадка, которая заменяет клапан, можно ею воспользоваться.

Установка

При установке главное- не повредить маслосъёмный колпачок, чтобы через него в итоге не бежало масло. Лучше после набивки мск клапан не вытаскивать. Перед установкой новых клапанов их надо притереть. Поэтому эти все манипуляции надо делать после притирки. Если старый клапан не прогорел и выглядит вполне нормально, то на нём вполне достаточно поправить фаску и он будет как новый.

Для установки клапана делаем все те же манипуляции с рассухаривателем, что и при извлечении клапана: нам надо сжать пружину, и вставить сухари между тарелкой и клапаном в фаску на стержне клапана и отпустить пружину, чтобы сухарь зажался. После установке надо пройтись несильными ударами молотка по торцу клапана, чтобы сухари сели на место.

Вот и вся замена, остаётся только собрать грм: установить шайбы или гидрокомпенсаторы, распредвалы, коромысла и другую утварь, а также отрегулировать зазор клапанов. Если потребуется, то заменить шайбы на нужный размер. Распредвал перед установкой обязательно надо смазать маслом, чтобы не было задиров. На этом всё, можно ставить всё взад.

Ошибки установки клапанов при ремонте ГБЦ

Если вы обладаете навыками в выполнении ремонта двигателей, в частности, ремонта головки блока, то можете справиться с работой самостоятельно. Однако следует внимательно рассмотреть все возможные причины возникновения неправильной работы узла и способы их устранения.

Неверно выставлены зазоры клапанов при ремонте ГБЦ

Причина:
Отрегулированный зазор в клапанном приводе слишком мал, или не соблюдалась периодичность технического обслуживания.

Следствие:
Клапан больше не закрывается надлежащим образом. Поэтому отработанные газы, проникающие мимо седла клапана, нагревают головку клапана. Это вызывает перегрев и прогорание клапана в области седла

Ошибка при монтаже пружины клапана

Причина:
При монтаже пружина была неправильно установлена. Перекос привел к боковому изгибающему моменту на стержень клапана.

Следствие:
Вызванная этим переменная нагрузка при изгибе привела к повреждению направляющей клапана и к поломке конца стержня клапана.

Ошибка при установке толкателя клапана

Причина:
После установки гидротолкателя не было соблюдено необходимое время ожидания до запуска двигателя (не менее 30 мин.). Из-за этого не хватило времени для удаления избыточного масла из рабочей области толкателя.

Следствие:
Если двигатель запускается преждевременно, клапаны ударяются о поршень и могут изогнуться или сломаться.

Ошибки при обработке направляющих и притирке клапанов

Несоосность направляющей клапана или седел клапанов

Причина:
При обработке ГБЦ седло клапана или его направляющая были неправильно центрированы.

Следствие:
Клапан не закрывается надлежащим образом, перегревается и прогорает в области седла. Из-за односторонней нагрузки на головку клапана возможны также усталостные изломы в области стержня клапана

Слишком большой зазор в направляющих клапанов.

Причина:
Зазор в направляющих клапанов слишком большой, т. к. они сильно изношены или были слишком широко рассверлены при ремонте.

Следствие:
Вследствие прорыва горячих газов возможно сильное нагарообразование в области стержней и направляющих. Ход клапана становится тяжелым, клапан больше не закрывается. В результате это приводит к перегреву (прогоранию, плавлению) поверхности седла

Слишком малы й зазор в направляющих клапанов.

Причина:
При восстановлении и ремонте головки блока направляющих клапанов диаметр направляющих был неправильно замерен и оказался слишком мал.

Следствие:
Недостаток смазки, тяжелый ход и заклинивание стержня клапана в направляющей при расширении от нагревания при работе двигателя. В результате это может также привести к перегреву в области головки или седла клапана.

Экономия на установке изношенных деталей

Установка изношенных сухарей клапана

Причина:
При восстановлении клапанов были использованы старые, изношенные сухари клапанов.

Следствие:
При повторном использовании изношенных сухарей возможно ослабление крепления во время работы. На стержне появляется износ от трения и клапан в этом месте теряет прочность. Из-за этого возможны рассухаривание клапана от вибрации.

Установка поврежденных коромысел

Причина:
Распределение силы от коромысла на поверхность конца стержня клапана осуществляется неравномерно

Следствие:
Это приводит к одностороннему износу основания стержня клапана. Под действием поперечной силы возникает нагрузка на стержень клапана. Такое неправильное распределение силы приводит к изломам в области зажимного крепления.

Установка согнутых клапанов

Причина:
Загиб стержня клапана приводит к односторонней нагрузке головки клапана на седло.

Следствие:
Односторонняя нагрузка вызывает излишнюю нагрузку на изгиб и излом в области перехода от тарелки клапана к стержню

Нарушение процесса сгорания топливной смеси

Причина:
Из-за неправильного процесса воспламенения в камере сгорания возникают значительные температурные нагрузки и чрезмерное давление.

Следствие:
Тарелка клапана не выдерживает сильной термической и механической нагрузки и прогибается внутрь. Она принимает так называемую тюльпанообразную форму и ломается.

перевод статьи с сайта

Следует помнить, что любые неисправности приведут к нарушению работы двигателя и спровоцируют дополнительные поломки.

Поэтому, если вы сомневаетесь в том, что сможете выполнить качественный ремонт самостоятельно, обратитесь к профессионалам.

Мастера гарантируют быстрое и грамотное восстановление головки блока или замену поршневой, поршневых колец, замену сальников и уплотнений двигателя, замену ремня или цепи ГРМ.

Мы произведем ремонт головки блока. В него входит замена направляющих втулок и клапанов, правка седел клапанов. Замена масло съемных колпачков.

Проверка системы смазки, масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса.

Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока.