Как выбить направляющие клапанов
Перейти к содержимому

Как выбить направляющие клапанов

  • автор:

Ремонт направляющих втулок клапанов двигателя и их сёдел: замена и притирка

Задача по замене направляющих втулок клапанов и их седел — комплексный процесс со многими тонкостями и хитростями, в котором важно знать порядок и «подводные камни».

Если головки двигателя целы, а седла клапанов истерлись, процедура ремонта выглядит следующим образом.

Выпрессовка износившихся втулок

Выпрессовка, то есть извлечение, старых втулок может проводиться разными способами. Но чаще всего применяется ударный. Чтобы избежать повреждений головки двигателя, перед выпрессовкой на втулку надевается оправка из латуни или бронзы. Она должна быть ступенчатой: по меньшему диаметру на глубину 30-40 мм с небольшим люфтом входить во втулку, а по большому — без усилий проходить в посадочное гнездо. Оправка одевается со стороны седла. Если на втулке имеется поясок для посадки маслосъемного колпачка, оправка не должна касаться его, иначе при запрессовке втулка будет испорчена.

Если имеем дело со втулками из бронзы, все относительно просто, их извлечение не потребует дополнительных действий, так как они установлены с небольшим натягом. Если втулки из более твердых металлов — головку рекомендуется нагреть до 150°С, что снизит имеющийся существенный натяг и облегчит выпрессовку. Для нагревания очень удобно использовать электрическую печь, но при ее отсутствии подойдет и обычная электроплитка.

Если втулка слишком плотно засела в гнезде и не поддается ни одному способу извлечения, придется прибегнуть к высверливанию. Здесь нужен как минимум обычный сверлильный станок — ручная электродрель категорически не рекомендуется: с ней не избежать перекосов и повреждений посадочного гнезда. Втулку безопаснее высверливать не до конца, оставьте около 1 мм, такую деталь уже удастся выбить, и так вы избежите риска ненужных повреждений гнезда.

Предварительное измерение натяга

Неважно, в двигателе какой конфигурации и какого производителя необходимо заменить втулки, существует верное для всех случаев правило: запрессовка новой детали абсолютно недопустима до тех пор, пока неизвестен ее фактический натяг. Чтобы его определить, необходимо провести точные измерения диаметров посадочного гнезда и новой втулки. Диаметр втулки должен превышать диаметр гнезда на 0,03-0,05 мм — эта величина и есть натяг.

Если гнездо слишком маленькое, его придется увеличить. Это достигается так же посредствам высверливания на станке, и только на станке, чтобы не было перекосов.

Стенки гнезда, которое уже использовалось, слегка деформированы, в отличие от новых деталей, его поверхность шероховатее. Поэтому при замене износившейся втулки, желательно добиться большого натяга, но важно не перестараться.

Запрессовка

Непосредственно перед запрессовкой необходимо достичь разности температур деталей: втулку остудить, головку нагреть до 150°С. Некоторые мастера-мотористы пренебрегают этим и проводят «холодную» запрессовку, не меняя температуру деталей. Это технически не правильно и опасно повышенным износом: алюминий гнёзд клапанов деформируется при чрезмерном натяге, что приводит к уменьшению реального натяга рабочей детали. В процессе эксплуатации посадка неизбежно ослабевает, и клапан такой втулки обязательно начнет перегреваться, так как отвод тепла в нем нарушен. При дальнейшей работе втулка начнет ерзать туда-сюда внутри гнезда, что приведет к повреждениям. Итогом запрессовки «в холодную» станет необходимость нового ремонта, более трудоемкого, чем предыдущий.

После всех предварительных приготовлений сама запрессовка проводится очень быстро — в два-три удара молотком по оправке.

Калибровка

После запрессовки деталям необходимо дать остыть, а затем приступать к их калибровке. Для этого используются специальные развёртки. Лучше всего использовать алмазные развертки, они прослужат долго, все это время обеспечивая одинаковый размер отверстия. Развертки из инструментальной стали не так долговечны, как правило, их можно применить только к одной-двум деталям, прежде чем наступит износ.

После калибровки важно проверить зазоры клапанов втулок. Стремиться к минимальному люфту здесь не стоит. Особенно это верно для выпускных клапанов: при слишком маленьком промежутке они могут заклинивать в процессе эксплуатации. Но и слишком большие зазоры — это плохо. Они должны составлять 0,03-0,04 мм для выпускных клапанов и 0,02-0,04 мм для впускных.

Ремонт седла клапана

Если седло истерлось, оно нуждается в ремонте. Главные задачи здесь: соосность фаски и отверстия во втулке и моделирование правильного профиля седла. Правильную форму седла можно определить, опираясь на рекомендации изготовителя для каждой конкретной модели двигателя.

Для этой работы подойдут разные инструменты. Но чаще всего используются ручные угловые фрезы с углом при вершине в 30°, 40° или 60° и жёстким креплением на пилоте (направляющем стержне). Материал фрезы большого значения не имеет — она может быть и из инструментальной стали, и с твердосплавными пластинами.

Главный минус фрезы — зазор пилота, что становится особенно значимо при износе детали, даже не большом. Наличие такого зазора существенно усложняет достижение соосности.

Профиль седла клапана представляет собой три фаски: уплотнительную и две примыкающие к ней. Здесь так же важно знать рекомендации производителя автомобиля, но существуют и общие моменты. В большинстве случаев уплотнительная фаска в ширину около 1,5 мм и расположена под углом в 45°. Примыкающие же — под углом в 30° и 60°. Хотя иногда встречаются и более сложные профили.

Притирка

Завершающий этап ремонта — притирка клапанов. Это не столько часть обработки, сколько контроль качества проведенной работы.

Если ремонт выполнял профессиональный мастер, давно набивший руку, эта процедура почти не нужна. Если обработка была проведена точно, в притирке не то, что нет надобности, она может даже навредить. Но если использовались ручные инструменты и мастер не очень опытен, поверхности деталей могут быть не достаточно гладкими, иметь шероховатости и дефекты.

После притирки обрабатываемые поверхности нужно вытереть насухо и, прижимая клапан к седлу, пару раз провернуть его в одну, затем в другую сторону. Если на фаске появится правильное блестящее кольцо — детали прилегают друг к другу должным образом.

О технологиях ремонта направляющих втулок клапанов

О технологиях ремонта направляющих втулок клапанов

Одним из основных требований качественного ремонта головки блока цилиндров (ГБЦ) является обеспечение герметичности сопряжения «седло-клапан». Операции обработки фасок клапанов и седел по праву считаются важнейшими и ответственными в технологической цепи ремонта головок блока. Но существует и не менее ответственная операция — замена (или восстановление) направляющих втулок, которые являются технологической базой для последующей обработки седла.

Нередко при перепрессовке втулок происходит смещение оси отверстия, что при большом «перекосе» не позволяет обработать рабочую фаску седла одинаковой ширины по всей окружности. В результате этого нарушается теплоотвод, и впоследствии возможно прогорание седла или тарелки клапана. Кроме того, «перекос» оси приводит к ускоренному износу стебля и торца клапана. Причины возникновения таких ситуаций банальны – это нарушения технологии ремонта и нестабильное качество запасных частей (втулок), которые выпускают не только российские, но и зарубежные производители.

Цель этой статьи заключается в ознакомлении читателей с различными технологиями ремонта направляющих втулок клапанов и с организацией входного контроля качества запасных частей.

Необходимым условием качественного ремонта ГБЦ является дефектовка направляющих втулок. Производится она с помощью нутромеров или калибров (рис 1).

Нутромер и цилиндрические калибры позволяют осуществить дефектовку направляющих втулок с точностью 0, 01 мм.

На практике, большинство ГБЦ поступающих в ремонт, имеют втулки с износом превышающим допустимый (обычно 0,15 мм и более). Как правило, «выпускные» втулки изношены больше «впускных», что объясняется их повышенной термонагруженностью. Традиционно, износ втулки в горизонтальном сечении имеет ярко выраженный эллипс с большей осью в плоскости качания коромысла (вращения кулачка распред. вала), а в вертикальном сечении напоминает «корсет». Таким образом, максимальный износ отверстия втулки следует искать в плоскости качания коромысла (вращения кулачка) со стороны камеры сгорания.

В зависимости от степени износа или наличия других дефектов направляющих втулок автомеханик должен выбрать наиболее рациональную технологию их ремонта. Возможны следующие варианты:

1. Экспресс-метод восстановления отверстия втулки

Восстановление отверстия втулки можно выполнить без ее выпрессовки из ГБЦ за счет применения метода пластического деформирования металла. Используя комплект инструмента для восстановления направляющих втулок от компании Neway (США) можно восстанавливать втулки с диаметрами отверстий от 6 до 12 мм (рис 2). Степень восстановления изношенного отверстия во втулке обуславливается ее материалом. Например, втулки изготовленные из цветных материалов с износом до 0,5 мм восстановить еще можно, а втулки из высокопрочного чугуна или металлокерамики только с износом до 0,15 мм. Следует отметить, что данная технология широко применяется в России.

Комплект для восстановления направляющих втулок от фирмы NEWAY

Уменьшение диаметра отверстия происходит при раскатывании поверхности роликами-ножами. После применения этой технологии на поверхности отверстия втулки остается спиральный желобок, который в дальнейшем:

  • увеличивает маслоемкость поверхности, а значит, улучшаются условия смазки в этой паре трения;
  • создает газолабиринтное уплотнение в сопряжении, а значит, меньше масла попадет в камеру сгорания;
  • упрочняет поверхность отверстия втулки за счет уплотнения поверхности роликом (эффект наклепа).

Поскольку за счет спиральной канавки поверхность отверстия во втулке уменьшается всего на 10…15%, то ее наличие практически не скажется на ресурсе работы ГБЦ, т.к. при работе мотора клапан во втулке колеблется в пределах теплового зазора. Стебель клапана никогда не контактирует со втулкой по всей поверхности отверстия.

Восстановление поверхности отверстия втулки считается выполненным хорошо, если после разворачивания его в размер вы увидите состояние «очищенного оружейного ствола», т.е. без участков поверхностей, необработанных разверткой.

2. Метод гильзования втулок

За рубежом достаточно широко применяется технология восстановления направляющих втулок путем установки в них тонкостенных гильз, изготовленных из специальных сплавов меди (рис. 3).

Рисунок 3. Последовательность выполнения операций при восстановлении направляющей втулки методом гильзования

Для надежного применения этой технологии недостаточно иметь только комплект инструментальной оснастки – необходимо строго соблюдать режимы и последовательность выполнения операций. Следует отметить, что самой ответственной операцией здесь является протяжка отверстия шариком.

Таким образом, основным достоинством технологий восстановления втулок является сохранение ремонтопригодности ГБЦ за счет исключения операции перепрессовки втулок.

3. Традиционная технология замены втулок

Алюминиевые ГБЦ обычно нагревают до температуры 110ºС. С чугунными ГБЦ работают без их нагрева. Втулки надо выпрессовывать с помощью специальных оправок и пневмомолотка или гидравлического пресса. Это обеспечит приложение нагрузки по оси втулки и минимизирует повреждения отверстия (посадочного места) втулки в ГБЦ. При запрессовке втулок они сначала охлаждаются в жидком азоте, а затем с помощью специальных оправок устанавливаются в головку блока. После запрессовки, отверстие втулки необходимо обработать в размер, обеспечивающий сопряжению «втулка – клапан» необходимый тепловой зазор. Эти размеры указаны в специальной технической литературе.

Обработка отверстия втулки обычно производится разверткой со стороны клапанных пружин. Для обеспечения требуемой точности (погрешность + 0,01 мм на диаметр) необходимо использовать специальные развертки.

При перепрессовке втулок традиционным способом особое значение имеет качество поставляемых запасных частей. Характерным примером могут послужить диаграммы изменения нагрузок при выпрессовке втулок, имеющих близкие значения длины запрессованной части втулки. Например, выпрессовка направляющей втулки MAN производится с меньшими максимальными усилиями и более плавным изменением нагрузки, чем втулки ЯМЗ-238 (см. рис. 4), что объясняется разницей в величинах отклонения формы и чистоты обработки их сопрягаемых поверхностей.

Рисунок 4. Зависимость изменения нагрузки при выпрессовке втулок выпускного клапана ЯМЗ-238 (а) и MAN (б).

Втулки поставляемые в запчасти, могут иметь ремонтный размер как отверстия, так и посадочной поверхности. Известно, что втулка устанавливается в ГБЦ с натягом, который в большинстве случаев составляет 0,03…0,06 мм. Однако, при выпрессовке втулок нередко возникают случаи повреждения поверхности отверстия в ГБЦ. Если эти дефекты (продольные риски, «вырывы» металла и т.п.) имеют глубину более 0,02 мм, то необходима доработка отверстия с помощью разверток под установку новой втулки ремонтного размера. При наличии незначительных повреждений поверхности при установке новых втулок целесообразно использование высокотемпературных анаэробных клеев. В противном случае не исключена возможность попадания масла в камеру сгорания через щели между втулкой и корпусом ГБЦ.

Для повышения ремонтопригодности ГБЦ, в которой имеются глубокие риски в отверстиях, экономически целесообразно произвести разворачивание этих отверстий «как чисто», а втулку ремонтного размера доработать по посадочной поверхности, т.к. технологически проще обработать «вал» в требуемый размер, чем «отверстие».

При входном контроле качества запасных частей, особенно отечественного производства, необходимо проверять следующие геометрические параметры втулки:

  • эксцентриситет (смещение осей отверстия и посадочной поверхности);
  • угловое смещение осей;
  • эллипсность посадочного цилиндра;
  • соосность расположения посадочного цилиндра под маслосъемный колпачок с осью отверстия.

Вышеуказанные параметры можно проконтролировать с помощью специального прибора (рис. 5), разработанного в ГОСНИТИ.

Рисунок 5. Прибор для определения геометрических параметров направляющей втулки.

При наличии дефектов геометрии направляющей втулки, например, несоосности отверстия и посадочного места, исправить их обработкой сверлом, зенкером или разверткой не представляется возможным, так как ось отверстия после обработки этими инструментами практически будет сохранена. Поэтому такие втулки должны отбраковываться на стадии входного контроля.

Для количественной оценки влияния отклонения оси направляющей втулки и оси седла клапана на величину съема материала при обработке фаски была разработана математическая модель. Для простоты понимания процесса мы рассмотрим только частный вариант применения универсальной кинематической схемы обработки фасок (рис. 6), т.е. без учета действующих при резании сил и жесткости инструментальной оснастки. Считаем, что касание резца с седлом рассматривается как точка. Рассмотрим нередко встречающийся на практике случай – угловое смещение оси отверстия втулки.

Рисунок 6. Расчетная схема углового смещения осей направляющей втулки и седла при его обработке: а). направляющая втулка без углового смещения осей; б). направляющая втулка с угловым смещением осей. 1-направляющая втулка; 2-направляющий пилот; 3-седло клапана; 4- резец(нож)

Расчет смещения точки резания производится по несложным формулам:

  • осевое смещение точки резания, мм: δ = sinφ(R+(L/2+H)tg(φ/2));
  • радиальное смещение точки резания, мм:
  • ζ = R(cosφ – 1) + tg(φ/2)(L/2+H)(cosφ + 1);
  • суммарное смещение точки резания, мм: А = (δ2 + ζ2)0,5.

Суммарное смещение точки резания количественно характеризует величину съема металла седла до достижения момента, с которого резец начнет обрабатывать седло по всей окружности. Для формирования равномерной по окружности ширины фаски, согласно опытным данным, необходимо снять ещё 0,1… 0,2 мм.

Угол отклонения осей φ связан с результатами измерений на приборе следующей зависимостью: tg φ = (e12+e22)0,5/L = e/L, где: e1,e2 – эксцентриситет отверстия втулки относительно посадочной поверхности втулки соответственно в двух плоскостях; e – суммарный эксцентриситет; φ – угол смещения осей, град; R — радиус седла, мм; L – длина направляющей втулки, мм; H – высота расположения плоскости резания седла, проведенной через точку касания резца от верхнего торца втулки, мм.

Результаты расчета по итогам выборочной проверки втулок ненадлежащего качества показаны в табл. 1. Например, для впускного клапана двигателя ЗМЗ-402 (рис. 7), при отклонении осей втулки (эксцентриситете) в 0,42 мм, максимальный съем металла седла составляет 0,60 мм. На такую глубину врезается резец до момента обработки по всей окружности седла непрерывно. Затем для формирования полной ширины фаски необходимо «вырезать» еще около 0,2 мм. Итого, при наличии указанной несоосности, рабочая фаска седла опустится глубже своего прежнего положения на 0,8 мм.

Рисунок 7. Зависимость смещения точки резания при обработке седла от эксцентриситета отверстия направляющей втулки ЗМЗ-402.

Результаты расчета по итогам выборочной проверки втулок на приборе

Наша практика показала, что втулки, суммарный эксцентриситет которых превышает 0,10 мм (рис. 7), устанавливать нежелательно по следующим причинам: — увеличиваются затраты времени на последующую обработку седла; — растет себестоимость ремонта; — не обеспечивается равномерность ширины рабочей фаски седла; — снижение ремонтопригодности ГБЦ из-за перспективы замены седел. Следует отметить, что разная величина съема материала по окружности седла снижает его жесткость, вследствие этого может снизиться ресурс работы сопряжения «седло – клапан».

Повышенный «перекос» осей неизбежно приводит к увеличению глубины утопания тарелки клапана, что недопустимо для дизельных, а также бензиновых двигателей, в которых регулировка теплового зазора клапана осуществляется гидрокомпенсаторами или регулировочными шайбами. При выходе из допустимых значений утопания тарелки клапана, седло придется заменить. А это потребует достаточно много времени. Не лучше ли избежать перспективы замены седел на стадии входного контроля качества запасных частей, т.е., семь раз отмерить и один раз сделать правильно?!

Как говаривал наш общий знакомый: «Время – деньги! …», так давайте же их «ковать» за счет повышения уровня своего профессионализма.

Реально-ли поменять направляющие клапанов? Реально-ли самому поменять направляющие клапанов?

Вот задался вопросом. нехочется тащить голову к кому-то.
Можно-ли в гаражных условиях самому поменять направляющие клапанов.

dimon33
Участник

Сообщения 12 Реакции 0 Город latvija daugavpils Авто wvpassat2.0 1994g
kone4no mozno.

Master LR
Приверженец G2

Сообщения 251 Реакции 1 Город Железнодорожный Авто G2 1.8 RH
Качественно — конечно НЕТ.
G2 1.8 RH езжу
Land Rover LRX — просто нравится
8-905-747-51-15

MiXaiL
Профессиональный советчик

Сообщения 778 Реакции 18 Город Москва Авто VW Golf3 VR6 `93 продан, VW Bora 2001 APK 2.0 продан, kia sportage KM 2,7 4wd

Master LR написал(а):
Качественно — конечно НЕТ.

Ещё как можно.
сложного ничего нет.

Александр Анатольевич
Сжог "Газель"- спас байкера.

Сообщения 597 Реакции 38 Город Россия Саратов Авто VW Passat B3 двигатель JR 1.6 TD 1991-продан; VW Polo Sedan-разбит 1,6 2011

MiXaiL написал(а):
Ещё как можно.
сложного ничего нет.

МОЖНО!) Только молоток побольше и новые направляющие!)))
Не так страшна лампочка “CHECK ENGINE”, когда горит лампа давления масла.

puh
Как-то так.

Сообщения 171 Реакции 13 Город Россия, Москва Авто VW, Гольф 3, AAM, 1997, Гольф 5, BSE, 2006
Качественно — конечно НЕТ.

А если не секрет почему?

Главное чистота и аккуратность, и будет лучше и дешевле чем в любом сервисе.
Но если не обладаете необходимыми знаниями и навыками то наверное лучше в сервис. Работа в принципе не сложная но объем работ большой, возможно самое сложное будет открутить приемную трубу от выпускного, а так, глаза боятся, а руки делают.

Очень кратко последовательность работ.

1. Разбираем весь верх двигателя.
2. Снимаем голову.
3. Снимаем распредвал, компенсаторы, рассухариваем клапаны, снимаем их, выбиваем старые направляющие.
4. Все моем, делаем дефектовку.
5. Устанавливаем новые направляющие, голову греть(не газом) не сильно и равномерно, направляющие охлаждать.
6. Развертываем направляющие, при износе меняем и клапаны.
7. Притираем, но без экстремизма. Лучше вообще не тереть если все герметично и пятно контакта ровное.
8. собираем все обратно, естественно все прокладки и резинки только новые. Если прокладка головки металлическая то обязательно новые болты (старые при повторной затяжке могут лопнуть т.к. натяг обеспечивается за счет вытяжки болтов). На твоем двигателе скорее всего стоит обычная. Для обычной прокладки смотреть болты на предмет вытянутости.

Еще раз повторяю это очень кратко. Определись для себя, способен ты это сделать в разумные временные границы, если да то вперед.

Как выбить направляющие клапанов

Адрес: Москва

Сообщений: 632

У, Вашей задачи, если довольно стандартное, общепринятое в практике ремонта автомобилей, решение. Вам, следует приобрести набор зенковок для ремонта сёдел клапанов. С помощью данного набора восстановить центровку, ширину и углы фасок сёдел клапанов. И, только затем, следует притирать клапана.
В подобной процедуре восстановления сёдел, особых хитростей нет. Важна точность. В случае если что-то будет не получаться — пишите.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *