Что будет если плохо притереть клапана

Притирание клапанов — мысли вслух.

Всем привет!
Давайтека сегодня поговорим о таком холиварном вопросе, как притирание клапанов. Процедура на просторах Драйв 2, мягко говоря, популярная — я еще не видел ни одного описания капильного ремонта ДВС, в котором не упоминался бы этот "ритуал"! Причем поговорим мы скорее даже не о самом притирании, а о тех вещах, которые вызывают его необходимость.

Для начала давайте посмотрим, как устроен узел клапан-седло в геометрическом плане:

Видим кучу фасок (причем на седле может быть не фаска, а радиус). Про геометрию седла и влияние ее на работу ДВС много и исключительно доходчиво писал Barik-CZ , я же хочу обратить внимание на несколько ключевых для ресурса ГБЦ моментов:
1. Клапан подтягивается к седлу при помощи возвратной пружины.
2. Отношение силы прижима клапана к площади фаски на седле дает удельное давление клапана на седло.
3. Через фаску на седле происходит охлаждение клапана.

Как видим, все ключевые для работы ГБЦ моменты упираются в две фаски — на тарелке клапана и на седле.

Что будет, если фаска на седле окажется неравномерной? Удельное давление в разных точках седла будет различным, в зоне с максимальным давлением износ будет существенно быстрее, чем в соседних. Как следствие нарушение герметичности, прорыв горячих газов с одновременным резким ростом температуры клапана в зоне прорыва газов и практически нулевого охлаждения в ней же. Как итог — прогорание клапана.

Что будет если фаска на седле слишком широкая? Поимеем снижение удельного давления, как следствие — меньшую надежность уплотнения и вероятность прорыва газов в один прекрасный момент, со всеми вытекающими.

Очевидно, что клапан закроется герметично только при условии, что фаски клапана и седла будут абсолютно соосны. Между клапаном и направляющей втулкой есть радиальный зазор, обычно в районе 0.03-0.04мм.
Итого суммарно у нас есть половина от этого зазора — 0.02мм погрешности несоосности для седла клапана и тарелки. Это мы считаем, что оси седла и направляющей втулки параллельны, очень важное допущение, запомните его!

Для новых клапанов, либо клапанов перешлифованных на спецоборудовании характерна несоосность фаски и стержня клапана не более 0.01мм, примем это как аксиому. Выходит, что у нас осталось не более, чем 0.01мм на несоосность седла клапана относительно оси направляющей втулки.

Тут надо сделать такую ремарку: при замене направляек несоосность седла и оси втулки может легко достигать нескольких десятых миллиметра — это на порядки больше нашего допуска в 0.01мм! Из этого делаем вывод, что седла править после замены направляек нужно обязательно.

И вот теперь у нас дилемма — а как обрабатывать седла? Опытный читатель наверняка подскажет — дык специальными ручными фрезами же, вот типа таких:

Увы, но после обработки седел таким инструментом самое лучшее место для отремонтированной ГБЦ — в помойке…

И вот почему: такой инструмент центрируется по направляющей втулке с помощью так называемого пилотного стержня, или просто пилота. При диаметре стержня клапана в 10-11мм жесткость пилота еще хоть как то достаточная для корректного центрирования инструмента, но при диаметрах стержня клапана 7 и менее миллиметров жесткости пилота совершенно недостаточно. В итоге пилот банально гнется, что не позволяет говорить о точном центрировании инструмента. Реальная погрешность соосности осей седла клапана и направляющей втулки, которую можно получить с помощью такого приспособления — 0.08-0.1мм, в 10 раз больше допустимой! Добавляем к этому крайне низкую чистоту обработки поверхности — опять же из за низкой жесткости инструмент "дробит".

Естественно, после контрольной сборки никакой герметичности не будет. Вариант останется один — притирать по старинке, компенсируя несоосность от обработки и дефекты рельефа. Да вот незадача, при этом мы автоматически получаем фаску седла разной ширины, вместе со всем комплексом проблем описанных выше.

Кроме того, при притирке частицы абразива внедряются в материал седла, которым часто оказываютя пористые чугун либо порошковые материалы на основе бронзы. Получаем абразивное седло, срок службы которого очень невелик, по понятным причинам. Даже если седло твердое и не подвержено внедрению абразива — нет никаких гарантий, что остатки притирочной пасты не сползут во время "ритуала" по стержню клапана на направляющие втулки. Понятно, что пользы от абразива там тоже не много… Отмыть абразив хотя и можно, но очень и очень трудоемко, да и гарантий на полное удаление дать физически невозможно.

И ладно бы только несоосностью седла и втулки да абразивом дело кончилось, но ведь нет! Изгиб пилота вкупе с "ручным приводом" инструмента дает нам дополнительную непараллельность осей втулки и седла. А это значит, что стержень клапана будет при каждом закрывании изгибаться, чтобы тарелка села на место. Как следствие резко вырастет темп накопления усталостных напряжений в теле клапана и рано или поздно (скорее рано) голова у него отвалится и радостно размолотит весь цилиндр. Кроме этого незапланированная радиальная нагрузка на мягкую направляющую втулку испортит ее очень быстро. Наверняка же многие слышали страшилки как после капиталки клапана пообрывало или направляйки померли на мизерном пробеге? Вот это оно и было 🙂

В сухом остатке получается, что формально все операции по ремонту ГБЦ выполнены — клапана заменены, седла прирезаны и потом притерты, герметичность есть. Но качественный ли ремонт и будет ли ходить такая ГБЦ? Думаю комментарии излишни…

Так каким же образом обрабатываются седла правильно?
Вариантов не много, целый один — седла прирезаются на специальных станках, особо любопытные могут погуглить по марке Serdi. Суть процесса в том, что ГБЦ закрепляется на жестком столе станка, затем шпиндель с режущим инструментом центрируется по пилоту. Принципиальный момент в этом месте такой, что пилот используется для центрирования ДО начала обработки и не участвует в центрировании инструмента непосредственно в процессе резания. Соответственно малая жесткость пилотного стержня не оказывает влияния на погрешность обработки.

Реальная точность при серийном выполнении работ на таком оборудовании — 0.01-0.015мм, именно то что необходимо для гарантированно герметичного закрывания клапана без какой либо дополнительно мехобработки.

Эксклюзивностью такая работа никакой не обладает, многие конторы в России оказывают подобные услуги. Любой заинтересовавшийся данной тематикой человек без труда найдет все явки и пароли с помощью поиска, причем практически в любом регионе страны 🙂

Кстати про герметичность, раз уж вся возня у нас ради нее образовалась — а как проверять то результат трудов?
Популярная методика — солярка или керосин в камеру сгорания и ждать пока утечет (или не утечет). Вроде логично и очевидно все, но нестыковочка есть — ДВС собираем, или насос по перекачке соляры?
Корректно проверять герметичность клапанов воздухом, общепринятое название процесса — вакуум тест. К впускному или выпускному каналу ГБЦ (смотря какие клапана проверяются) через простейший адаптер подключается вакуумный насос с вакуумметром. Для герметичного клапана нормой считается способность держать разряжение в 0.6-0.7Атм. И никакой солярки! Любопытно, что в состав любого спецстанка для прирезания седел входит вакуум-тестер для контроля результатов работы.

Друзья, любите своих железных коней, осваивайте современные (если таковыми можно назвать технологии 20 летней давности) способы ремонта. Пора вылезать из начала 20го века, прошли времена когда чумазые мотористы терли клапана красным кирпичом в поле 🙂

Могут ли клапана ДВС допритереться при работе двигателя? Почему?

Допустим мы собираем мотор, притираем клапана к седлам и при проверке замечаем что чуть-чуть травят некоторые клапаны, совсем немного.

Можно ли оставить всё так в надежде что клапана допритрутся при работе ДВС?

Двигатель точно заведется и будет работать.

Если при сборке и проверке ДВС замечаем что чуть-чуть травят некоторые клапаны, совсем немного, то можно начать эксплуатацию двигателя. В процессе работы клапаны могут допритереться. Это происходит потому что при работе двигателя под воздействием вибраций клапаны вращаются вокруг продольной оси и таким образом дополнительно притираются. Если в дальнейшем работа двигателя ухудшится, то следует приостановить работу и дополнительно притереть клапаны.

Когда и как правильно притереть клапана?

Для водителей полезно знать все симптомы и признаки прогоревшего клапана. Часто сталкиваются с этой проблемой владельцы отечественных автомобилей. На других машинах такое также может встречаться. Особенно на не очень новых иномарках, коих у нас предостаточно. Проблемы с клапанами могут приводить ко многим затруднениям. В том числе и к повышенному износу двигателя.

Помимо этого, симптомы делают вождение автомобиля достаточно нервным. Что сказывается отрицательно на состоянии водителя. В связи с этим важно своевременно выявлять эту неисправность и устранять ее.

Почему возникает проблема?

Симптомы и признаки прогоревшего клапана очень схожи с другими видами неисправностей. Причем многие водители до последнего не верят именно в эту неисправность и тратят время на лишние действия.

Клапана выполняют важную функцию. Они позволяют топливу поступать в камеру сгорания. И выпускают сгоревшие газы после окончания их работы. Как понятно из описанного клапана постоянно находятся в агрессивных условиях. На них воздействуют газы и высокие температуры. Это приводит к разрушению металла, из которого состоит клапан. Постепенно он прогорает.

Особенно часто это происходит со старыми автомобилями, клапана которых выполнялись из не очень хороших материалов. Также многие люди делают эту проблему себе сами. Они заправляют свое авто топливом, не предназначенным для него. В итоге повышенная температура горения приводит к повреждению этих элементов ГБЦ (головки блока цилиндров).

Основным признаком прогорания клапанов является троение двигателя. То есть один или несколько цилиндров не работает. При этой неисправности нарушается герметичность камеры сгорания. Прогоревший клапан пропускает газы при сгорании топлива. В итоге они не толкают поршень вниз, а просто выходят напрямую в коллектор. Это приводит к пропуску одного цилиндра.

Водитель замечает именно это в виде троения мотора. Также симптомом такой проблемы является увеличение расхода топлива, что неудивительно, ведь часть его просто улетает в атмосферу.

Основные преимущества

У рассматриваемой системы есть довольно большое количество преимуществ, которые должны учитываться. Ими можно назвать нижеприведенные моменты:

1. Снижается вероятность ложного срабатывания. В некоторых случаях перепад давления становится причиной срабатывания системы, что приводит к заливанию помещений. Спринклерные системы представлены сочетанием нескольких элементов, которые и исключают вероятность ложного срабатывания.
2. Высокая эффективность. Вода подается под большим давлением, за счет чего происходит распыление потока для получения капельной стены.
3. Требуемый уровень надежности. При своевременном обслуживании можно обеспечить надежную работу всех элементов. Некоторые системы могут работать даже при отключении электричества за счет применения автономного источника питания.
4. Небольшой показатель расхода воды. За счет образования небольших капель существенно повышается эффективность пожаротушения и снижается показатель расхода воды.

Довольно большой перечень достоинств определяет широкое распространение рассматриваемых спринклерных систем.

Признаки

Симптомы прогоревшего клапана совпадают один в один с признаком неисправности системы зажигания. Поэтому очень часто неопытные механики начинают ремонтировать именно зажигание. При этом они меняют крышку трамблера, ставят новые высоковольтные провода, свечи, выставляют зажигание, но результата нет. Движок как работал через раз, так и продолжает троить. Они, кляня создателей автомобилей, продолжают искать причину, даже не догадываясь об истинной причине проблемы. Причем, даже те кто догадался о том, что проблема кроется в моторе, о прогоревших клапанах узнают только сняв ГБЦ.

При этом существует способ диагностировать эту неисправность, не разбирая двигатель. Поиск причины должен происходить по определенному алгоритму:

• Проверяется зажигание
  . Здесь нужно уделить внимание работоспособности распределителя, правильность угла опережения зажигания, целостность проводов;
• Определяют проблемный цилиндр. Делают это следующим способом. По очереди сдергивают со свечей колпачки высоковольтников. Если цилиндр работает, то двигатель начнет глохнуть. Неисправный на такое действие не отреагирует, и работа двигателя не изменится. Делать это следует аккуратно. Снимать колпачки необходимо с помощью заизолированных пассатижей;
• После этого замеряют компрессию. Скорее всего, она окажется несколько ниже требуемых 11 очков. Но это может быть показателем как проблем с клапанами, так и неисправности поршневой группы.

Обычно на этом этапе автолюбители хватаются за набор ключей и начинают увлеченно раскручивать двигатель. Но имеется способ распознать истинную причину неисправности, не разбирая двигатель. Стоит заранее приготовить нужные детали и инструменты.

Способы притирки

Так как правильно притереть клапана можно разными способами, стоит ознакомиться с каждым из них. Разница между упомянутыми далее способами существенная: использование станка даёт наиболее точный результат, тогда как вручную притирать клапана достаточно сложно и долго, а качество выполненных работ наименее высокое.

Станки

Максимальной точности нарезки и сопряжения седла и фаски клапана можно добиться только посредством жёсткой центровки детали, и без станка в данном случае не обойтись. В итоге профиль качественно нарезается и отличается высокой точностью. Дополнительные манипуляции при такой процедуре не нужны, кроме сборки ГБЦ и предварительной промывки клапанов.

Ручные фрезы

Так как притереть клапана в домашних условиях можно и без высокоточного станка, стоит рассмотреть метод с использованием ручной фрезы. Диаметр такого инструмента может быть разным, а подбирать его следует с учётом конкретной модели двигателя. Необходимо на сёдлах вырезать три фаски под углом в 60, 45 и 30 градусов. Помните, что данный метод применим исключительно для обработки старых деталей.

Верстак и трубка с Т-образной ручкой

Рассматриваемый метод принято считать наиболее трудоёмким и долгим, зато он способен обеспечить достойный уровень качества. Рассмотрим этапы процесса:

1. Подготовьте трубку с ручной Т-образной формы и отверстием, куда стержень клапана без проблем войдёт.
2. Сбоку конструкции создайте отверстие и нарежьте резьбу, вкрутите болт. Клапан должен фиксироваться максимально прочно и надёжно.
3. Разберите ГБЦ, установите на верстак. Не забывайте о надёжности фиксации.
4. Вставьте клапан в отведённый для него участок и закрепите собранную ранее конструкцию на другом его конце.
5. Пасту на данном этапе следует применить для обработки области соприкосновения с седлом.
6. Воспользуйтесь сконструированным приспособлением для перемещения клапана, чтобы просвет исчез полностью.
7. Периодически меняйте направление круговых движений, параллельно дополнительно обрабатывайте зону клапана абразивной пастой.
8. О высоком качестве выполненной работы будет свидетельствовать полоса с матовой поверхностью, которую вы найдёте на главных составляющих элементах клапана. Ширина дорожки должна ориентировочно составлять 1,5 мм.

Результат проделанной работы может вас разочаровать, в некоторых случаях это будет вполне логично. Например, если ранее сёдла были криво прирезаны или на рабочих фасках заметны существенные дефекты.

Приобретение новых деталей станет единственным решением проблемы.

Что такое «толкатели»?

Начнем с простого (многие я уверен), не знают что это такое. Для того чтобы верхняя часть клапана, да и кулачек распределительного вала ходили дольше, на них стали одевать так называемые толкатели. Это цилиндр, с одной стороны он имеет дна, оно есть с противоположной стороны (если утрировать, он похож на металлический «стаканчик»).

Полой частью он одевается на клапанную систему с пружиной, а вот дном он упирается в «кулачек» распределительного вала. Так как поверхность толкателя большая, от 25 до 45 мм (у различных производителей по-разному), изнашиваться он будет дольше, чем скажем просто верхняя часть «штока» (у которой диаметр всего 5-7 мм).

Толкатели делятся на два вида:

• Цельные – их регулировка происходит полностью заменой корпуса
• Разборные – когда сверху в крышке есть проточка, в которую устанавливается специальная регулировочная шайба. Можно ее заменить, таким образом подобрать величину теплового зазора

Эти элементы невечные, и их (либо шайбы сверху) также нужно заменить через определенный пробег.

Проверка оборудования и его эксплуатация

В помещениях с высокой пожарной опасностью проверка оборудования проводится еженедельно. Кроме этого, специалисты рекомендуют уделять внимание надежности хомутов. Проверка запорных элементов позволяет исключить вероятность заклинивания.

Как ранее было отмечено, для крепления основных элементов системы применяются специальные хомуты. Регулировать их можно при помощи резьбовой шпильки. При правильном расположении трубы обеспечивается более высокая эффективность пожаротушения.

В заключение отметим, что противопожарную систему должен проектировать исключительно специалист. Неправильное размещение основных элементов приводит к существенному снижению эффективности пожаротушения. Своевременное обслуживание исключает вероятность выхода из строя системы, а также продлевает ее срок службы.

Тепловой зазор – что это такое?

В идеале кулачек распределительного вала и толкатель должны быть максимально прижаты друг к другу, чтобы поверхности идеально контактировали. НО все мы знаем, что двигатель состоит из металла (алюминий чугун не важно), также из других металлов состоят и клапана, толкатели и распредвалы. При нагревании металлы имеют обыкновение расширяться (удлиняться).

И уже зазор, который был идеален на холодном двигателе, становится неправильным на горячем! Простыми словами клапана становятся зажатыми (это плохо, про это поговорим ниже).

Из этого следует, что на холодном моторе, нужно оставлять специальные тепловые зазоры с компенсацией на расширение при горячем. Эти значения небольшие и измеряются в микронах специальными щупами. Причем на впуске и выпуске эти значения отличаются

Если тепловой зазор между кулачком распределительного вала и толкателем клапана уменьшается или увеличивается – то это ОЧЕНЬ плохо для работоспособности двигателя и самого механизма ГРМ в целом. Сейчас у каждого производителя существует специальный регламент регулировки этого «теплового зазора» (это и называется «регулировкой клапанов») – обычно он колеблется от 60 до 100 000 км, все зависит от материалов, которые применяются в конструкции. Как я писал выше — регулировка осуществляется путем подбора либо «цельных» толкателей, либо замены «шайб» в верней части.

Особенности конструкций и их классификация

Рассматриваемый механизм может иметь различную конструкцию. Выделяют две основные группы:

1. Водо-сигнальный.
2. Воздушный.

В зависимости от модели выделяют несколько различных конструкций. Большинство спринклерных клапанов состоит из следующих элементов:

1. Корпус изготавливается при применении чугуна или стали. Подобные материалы характеризуются высокой прочностью и устойчивостью к коррозионному воздействию.
2. Также есть крышка, которая для повышения герметичности оснащается асбестовым уплотнителем.
3. Стальная заслонка с уплотнителем. Сталь характеризуется более высокой прочностью и надежностью. Применение уплотнителя также повышает эффективность конструкции.
4. Пружина. Она является важным элементом конструкции, изготавливается из нержавеющей стали, которая характеризуется коррозионной стойкостью.
5. Седло из латуни. Латунь – сплав, который обладает коррозионной стойкостью и довольно высокой пластичностью. Именно поэтому при изготовлении сплава применяется этот сплав.
6. Крепежные элементы, за счет которых проводится фиксация устройства на потолке или стене. Крепеж может конструктивно отличаться, все зависит то условий эксплуатации.
7. Ось заслонки – еще один конструктивный элемент, который обеспечивает открытие и закрытие устройства для распространения потока.
8. Диск.
9. Стопорное кольцо не позволяет подвижному элементу выходить за установленные пределы.
10. Втулка.
11. Заглушка.

Эффективность работы устройства во многом зависит от того, какое давление в системе. Именно поэтому для поддержания требуемого давления проводится установка насоса, который автоматически включается в случае срабатывания датчиков.

Спринклерные устройства получили широкое распространение по причине низкой вероятности ложного срабатывания. Для этого проводится установка дополнительной расширительной камеры. При временном срабатывании датчиков камера наполняется, после чего освобождается. Если емкость заполняется полностью, то система тушения пожара включается, подается сигнал на насос для повышения давления в трубопроводах.

«Теплонагруженность» впускных и выпускных клапанов

Хочу начать с того, что эти элементы двигателя это очень сильно теплонагруженные детали. Они достаточно миниатюрные, зачастую диаметр штока клапана всего 5 мм, а температура в камере сгорания может достигать 1500 – 2000°С (пусть кратковременно но все же).

Как я писал выше зазоры у впускных и выпускных клапанов различаются, обычно на выпуске они намного больше (примерно на 30%). Для примера (на моторах Корейских авто) «выпускные» имеют тепловой зазор около — 0,2 мм, а на «выпускных» около – 0,3 мм.

Но почему на выпуске зазоры устанавливаются больше? Все дело в том, что выпускные клапана «страдают» больше, чем впускные. Ведь через них отводятся ГОРЯЧИЕ отработанные газы, соответственно разогрев их больше – поэтому расширяются (удлиняются) они также больше.

Виды утечки

Существует два типа утечки из клапана, а именно; неорганизованные выбросы из клапана в атмосферу и утечка через клапан, но содержащиеся в трубопроводной системе.

Летучие выбросы могут быть как вредными для окружающей среды, так и потенциальной угрозой безопасности. Клапаны считаются основными источниками потерь от неорганизованных выбросов.

Утечка через клапан также может быть опасной и может нанести ущерб процессу.

Причины утечки клапанов

Распространенные причины утечки через клапан включают в себя:

• Клапан не полностью закрыт. Это может быть связано с различными причинами, в том числе;
• Седло клапана не может полностью закрыться из-за грязи, ржавчины или грязи на линии
• Недостаточный ход привода
• Седло повреждено, например, забил
• Затвор повреждена

Общие причины утечки в атмосферу:

• Прокладка между корпусом клапана и крышкой клапана повреждена
• Прокладка изношена, ослаблена или повреждена

Устройство клапана PCV

Вот мы плавно подошли и к устройству клапана PCV, чтобы наглядно посмотреть, что он не такой простой, как кажется на первый взгляд и, что там не пружинка с шариком, как многие утверждают

После снятия резьбовой части

нам становятся доступны — плунжер, затем большая пружина и дополняет это всё малая пружина

Плунжер, как видно, выполнен под конус и имеет следы выработки

Казалось бы, это и всё. Но нет. Если потрясти корпус клапана, то четко слышно, что там что-то издаёт отчётливые звуки. Разбираем дальше