2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Втулки клапана двигателя что это такое

Втулки клапана двигателя что это такое

Направляющие втулки клапанов двигателей

Направляющие втулки клапанов предназначены для центрирования клапана относительно седла при движения во время открытия и закрытия. Направляющая втулка должна обеспечивать необходимую плотность прилегания клапана к седлу, обеспечивая герметичность камеры сгорания.

Кроме этого направляющая втулка должна предотвращать попадания чрезмерного количества масла в камеру сгорания, через внутренне отверстие, но при этом создавать оптимальные условия для длительной работы клапана, предотвращая износ штока.

Направляющие втулки воспринимают на себя боковые силы, действующие на стержень клапана. Направляющие втулки клапанов отводят большую часть тепла клапана ( особенно выпускных).

Основные размеры направляющей втулки клапана

D = наружный диаметр
d1 = диаметр пояска / буртика
d = диаметр внутреннего отверстия
L = общая длина

Для облегчения ремонта, и увеличения срока службы более дорогой детали — головки блока, направляющие втулки клапанов выполняют сменными.

Они устанавливаются в посадочные места головки блока с натягом, и поле запрессовки разворачиваются, для обеспечения минимально необходимого теплового зазора в отверстии втулки.

Тепловой зазор необходим, для того, что бы избежать «прихвата», т.е. заклинивания клапана в направляющей втулке по причине расширения материала клапана при нагреве. Относительно установленной и развернутой втулки и производится обработка седел и притирка клапана.

В связи со всем выше перечисленным одним из самых важных факторов при проектировании клапанного механизма является выбор материала направляющей втулки клапана. Направляющие втулки клапанов изготавливают из материалов обладающих отличными антифрикционными свойствами и хорошей теплопроводностью:

  • Серый чугун с перлитной структурой. Этот материал отличается хорошей износостойкостью и подходит для направляющих втулок, к которым предъявляются обычные требования. (G1).
  • Серый чугун с перлитной структурой и повышенным содержанием фосфора. Сетчатое образование фосфора повышает устойчивость к износу и улучшает аварийную способность. Используется в двигателях, к которым предъявляются средние требования. (G2).
  • Серый чугун с перлитной структурой и повышенным содержанием фосфора, а также более высоким содержанием хрома. Для использования в двигателях, подверженных особенно высоким нагрузкам. (G3).
  • Сплав меди, цинка и алюминия. Этот материал отличается хорошей износостойкостью при высоких антифрикционных свойствах. Такая направляющая втулка клапана подходит для использования в двигателях, к которым предъявляются нормальные и средние требования. (B1).
  • Металлокерамический материал разработан для всех видов двигателей, к которым предъявляются высокие требования. Для двигателей с увеличенной производительностью и газовых двигателей. (SM).

Для того чтобы обеспечить бесперебойную работу двигателя, в клапанном механизме предусмотрен тепловой зазор (для впускных клапанов — от 0,15 до 0,25 мм, для выпускных — от 0,20 до 0,35 мм и более).
Величина и характер изменения зазора зависят от температурного режима двигателя, конструкции механизма газораспределения и материалов его деталей.

Зазоры между клапаном и толкателем с увеличением температуры уменьшаются. Это происходит по тому, что при нагреве длина клапана увеличивается на большую величину, чем высота головки блока.

На двигателях с нижним расположением распределительного вала, зазор между клапаном и ударником коромысла клапана при повышении температуры деталей наоборот, увеличивается. Это объясняется, тем, что при нагреве двигателя увеличение высоты цилиндра и головки блока оказывается большим, чем удлинение штанги толкателей.

При эксплуатации двигателя происходит естественный износ деталей газораспределительного механизма, приводящий к увеличению теплового зазора. Наличие повышенных зазоров отрицательно сказывается на работе механизма газораспределения, вызывая стук при подъеме и посадке клапана и повышенный износ соприкасающихся поверхностей.

Возникают опасные удары клапана о седло, приводящие к разрушению опорной поверхности, потери компрессии, а выпускных клапанах — к обгоранию тарелки и седла клапана. С увеличением зазоров ухудшается также наполнение двигателя.
Для обеспечения плотности посадки клапана в седло в двигателях предусматривается устройство для регулировки зазора между клапаном и затылком кулачка или между клапаном и толкателем, или между клапаном и ударником коромысла.

Зазор обычно регулируют при помощи ввертываемого в верхнюю часть толкателя и закрепляемого с помощью контр гайки болта.
Регулировка зазоров является регулярной процедурой при техническом обслуживании автомобиля.
В современном двигателе строении получили большое распространение гидравлические толкатели. Они автоматически выбирают зазор между стержнем клапана и толкателем (или коромыслом).

Гидравлические компенсаторы (гидрокомпенсаторы) зазоров в клапанном механизме обеспечивают его безударную работу и полное закрытие клапанов.

Принцип действия гидрокомпенсатора заключается в автоматическом изменении длины гидрокомпенсатора на величину равную зазору в ГРМ. Это происходит за счет перемещения его деталей под действием пружины и подачей масла из системы смазки двигателя.

Читать еще:  Характеристика шевроле круз двигатель f16d3

Гидравлический толкатель состоит из:

корпуса, пружины плунжера, плунжерной пары, и обратного клапана.

Корпус в зависимости от конструкции привода клапанов, это коромысло, цилиндрический толкатель, или часть головки блока цилиндров.

Плунжерная пара состоит из: втулки (обеспечивающей движение плунжера в строго заданном направлении) и плунжера — стального подвижного цилиндра с отверстием в нижней части. Зазор между этими двумя деталями составляет 0,005 — 0,008 мм.

Пружина плунжера расположена между ним и втулкой, удерживает обратный клапан.

Обратный клапан , как правило, представляет собой стальной шарик, прижимаемый пружиной.

Гидрокомпенсатор в толкателе с верхним расположением

распредвала работает следующим образом:

Замена направляющих втулок клапанов и седел

Как происходит выпрессовка старых втулок

Технология выпрессовки старых втулок бывает разной, но чаще применяют ударный способ . Со стороны седла на втулку устанавливают латунную или бронзовую оправку, по которой наносят удары молотком. Чтобы не повредить посадочное гнездо в головке, оправка должна быть ступенчатой: по меньшему диаметру она с небольшим зазором входит во втулку на глубину 30—40 мм, а по большему — свободно проходит через гнездо в головке цилиндров.

Втулки из бронзы не создают больших проблем при выпрессовке, обычно они устанавливаются в головку с небольшим натягом. При выпрессовке «твердых» втулок головку желательно нагреть до 150 градусов, чтобы несколько уменьшить натяг. Нагревать головку лучше в электропечи, но в условиях гаража подойдет бытовая электроплитка.

Если ни один из способов не позволяет выпрессовать втулку из-за слишком плотной посадки в гнезде, ее приходится высверливать. Обычный сверлильный станок вполне подойдет, а вот при пользовании ручной электродрели неизбежны перекосы и повреждение посадочного гнезда. Кстати, деталь лучше высверливать не полностью. При толщине стенки около 1 мм оставшуюся часть удается выбить без особого труда.

Измеряем натяг втулки перед заменой

Общее правило замены втулок на любых двигателях гласит: ни в коем случае нельзя запрессовывать новые детали без измерений фактического натяга . Поэтому надо точно измерить диаметр гнезда и новой втулки, чтобы определить натяг. Он должен быть в пределах 0,03—0,05 мм (то есть диаметр втулки больше диаметра гнезда на эту величину).

Если натяг недостаточен из-за “слабого” гнезда, придется увеличивать его диаметр, чтобы установить втулку ремонтного размера. Эту работу также следует выполнять только на станке во избежание перекоса отверстия. Натяг для ремонтной втулки желательно сделать большим, поскольку в старом гнезде материал на поверхности уже деформирован, а в новом нет, да и шероховатость поверхности здесь больше.

Как запрессовать втулки клапанов

Перед запрессовкой надо обеспечить разность температуры деталей: головку нагреть до 150 градусов, а втулки охладить. Запрессовку выполняют быстро, двумя-тремя ударами молотка по оправке. Если втулка имеет тонкий поясок для посадки маслосъемного колпачка, то оправка не должна опираться на этот поясок ни с одной стороны, иначе втулка сломается.

Некоторые мотористы запрессовывают втулки “вхолодную”, без нагрева и охлаждения деталей. Это плохо. Алюминиевый сплав при большом натяге деформируется, и реальный натяг уменьшается. Когда при работе двигателя посадка естественным образом ослабляется, клапан в такой втулке начинает перегреваться. Это связано с нарушением отвода тепла от стержня клапана к головке. В дальнейшем втулка начнет “ездить” в гнезде. Иными словами — потребуется повторный ремонт, причем сложнее предыдущего.

После запрессовки втулок и остывания головки их отверстия калибруют развертками. Здесь тоже есть свои хитрости. Желательно применять специальные алмазные развертки — они дают стабильный размер отверстия при довольно долгой работе. Простые ручные развертки из инструментальной стали быстро изнашиваются, обычно их хватает на одну-две головки.

Обработав отверстия, надо обязательно проверить зазоры клапанов во втулках. Для впускных клапанов они должны быть в пределах 0,02—0,04 мм, для выпускных — 0,03—0,04 мм. Стремиться к минимальным зазорам не следует, особенно у выпускных клапанов, поскольку это чревато их заклиниванием при работе.

Ремонт седел клапанов

Для обработки сёдел применяют различный инструмент. В гараже чаще всего используют ручные угловые фрезы с жестким креплением на направляющем стержне (пилоте). Фрезы обычно имеют углы при вершине 30, 45 и 60 град. Такие фрезы могут быть изготовлены из инструментальной стали или с твердосплавными пластинами.

Основной недостаток данного инструмента — люфт пилота в направляющей втулке, особенно когда у нее есть какой-либо износ. Из-за люфта очень трудно обеспечить соосность седла и втулки.

Читать еще:  Двигатель bpe туарег какое масло лить

При обработке формируют определенный профиль седла: уплотнительную фаску и две фаски, примыкающие к ней. Здесь надо руководствоваться данными производителей автомобиля, но есть и некоторые общие рекомендации. У подавляющего большинства моторов уплотнительная фаска имеет угол 45 град. и ширину примерно 1,5 мм. Примыкающие фаски чаще сделаны под углами 30 и 60 град., хотя изредка встречаются седла с более сложным профилем.

Если для ремонта используют ручные фрезы и резцовые головки, то предварительную обработку уплотнительной фаски ведут, пока не получится ровная поверхность без дефектов.

Окончательный этап: притирка клапанов

Окончательная обработка стыка клапана и седла — притирка клапанов. При профессиональном ремонте такая операция практически не применяется. Если седло и фаска клапана обработаны точно, то притирка не нужна, но даже вредна. Другое дело при ручной обработке деталей фрезами и резцовыми головками. Поверхности после ремонта могут иметь не идеальную форму и шероховатость.

Облегченные клапана — лучший способ обеспечть бесперебойную работу двигателя авто для любителей экстремальной езды.

  • Зачем клапана нужно облегчать
  • В чем Т-образные клапана имеют преимущества
  • Сколько облегченная деталь может прослужить?

Производство Т-образных клапанов возможно из серийных ВАЗовских или импортных изделий. Детали китайского производства лучше вообще не рассматривать, потому что они могут прослужить не более чем несколько тысяч километров.

Зачем клапана нужно облегчать

При длительной работе на предельных оборотах с верховыми распредвалами, лучше будет, если подвижные массы в газораспределительной системе станут легче. Это можно сделать несколькими способами:

  • заменить верхнюю тарелку пружин на титановую или дюралевую;
  • заменить или облегчить толкатель клапана;
  • уменьшить вес клапана.

Наиболее оптимальным вариантом в данной ситуации будет улучшение клапанов серийного производства или их замена на титановые. Замену на титановые изделия осуществить практически невозможно, так как это дорогостоящее удовольствие, поэтому остается единственный удобный вариант — обтачка серийной детали.

В чем Т-образные клапана имеют преимущества

Стандартные детали имеют избыточный запас металла. Для обычных двигателей, изготовленных на серийном производстве, это большой роли не играет. Но для тюнинговых двигателей внутреннего сгорания привычные детали не подходят. Поэтому при доработке головки блоков цилиндра двигателя (ГБЦ) они подвергаются облегчению за счет стачивания профиля их головки. Преимуществ от этого несколько:

  • смещение порога зависания детали в сторону увеличения оборотов;
  • направляющие втулки подвержены меньшему износу;
  • элементы ГРМ ощущают нагрузку меньшего объема;
  • в цилиндрах больше попадает топлива, что приводит к увеличению мощности;
  • уменьшение преднатяга пружин и, как следствие, расход бензина сокращается, а КПД мотора увеличивается.

Придавая клапанам Т-образную форму, можно сдвинуть предел разрыва кинематики и дать возможность двигателю работать на больших оборотах без зависания этих деталей. Небольшой вес меньше оказывает влияния на ГРМ, что способствует более длительной работе этой системы.

Сколько облегченная деталь может прослужить?

Работоспособность изделия будет зависеть во многом от качества обтачки и от качества материала, из которого изготовлена деталь. Сразу стоит отметить, что детали из «Поднебесной» лучше даже не брать во внимание. Качество серийного изделия из Китая оставляет желать лучшего, а облегченный клапан может прослужить вообще не более нескольких сотен километров. Лучше покупать облегченные проверенные временем ВАЗовские детали или продукцию «Самарского завода клапанов». Для того чтобы направляющие втулки и маслосъемные колпачки больше ходили, стержни и тарелки клапанов качественно полируются. Это еще способствует лучшему теплообмену между втулкой и стержнем.

Замена направляющей втулки клапана: конструкция механизма

Замену направляющих втулок клапанов необходимо осуществлять при ремонте головки блока цилиндров, а также при чрезмерном износе элементов. Отечественные автомобили обладают значимым преимуществом – их можно ремонтировать самостоятельно, имея под рукой минимальное количество инструментов и приспособлений.

Также в магазинах имеется большой выбор запасных частей различных производителей, поэтому с ними проблем не возникает никогда. Однако при регулировке клапанов на переднеприводных автомобилях требуются шайбы, они не всегда есть в свободной продаже. А вот направляющие втулки меняются относительно просто. Такая процедура обеспечит нормальное функционирование двигателя.

Зачем нужна втулка

Для того чтобы обеспечить стабильную и бесперебойную работу двигателя внутреннего сгорания, используется головка блока конструкции. В ней имеются такие элементы:

  1. Направляющие втулки клапанов.
  2. Клапаны.
  3. Тарелки и пружины клапанов.
  4. Сухари для фиксации элементов.
  5. Сальники для недопущения попадания масла в камеры сгорания.

При замене направляющих втулок клапанов ВАЗ-2109 нужно обеспечить максимальную чистоту. Все работы проводить только на верстаке, перед установкой обязательно очищать все элементы от загрязнений. В противном случае частицы пыли попадут внутрь камеры сгорания и повредят поверхность гильз.

Читать еще:  Высокие обороты двигателя на логане

Клапаны устанавливаются в отверстия, через которые проходит топливная смесь и выхлопные газы. Чем точнее будет работать система клапанов, тем выше мощность двигателя, его крутящий момент. Если направляющая окажется немного деформированной, то это приведет к тому, что ножка поршня не сможет нормально перемещаться – ей будет мешать сила трения. Из-за этого эффективность работы всего механизма снижается в несколько раз. Вероятность обрыва ремня ГРМ увеличивается.

Конструкция клапанной системы

На каждом клапане имеются тарелки – рабочие части дисковидной формы. Они максимально плотно прилегают к гнезду. Чтобы обеспечить максимально плотное соединение, потребуется при проведении ремонта делать притирку. Для этого используются специальные абразивные пасты. Вторая часть клапана – это шток с прорезями на конце. С его помощью передается поступательное и возвратное движение к тарелке. Благодаря этому отверстие в головке блока своевременно открывается и закрывается.

Для обеспечения движения клапана строго по оси используются втулки. Конструкция у них такая, что ножка клапана не может смещаться в стороны – только вверх или вниз. Между внутренней частью втулки и штоком нет зазоров, поэтому через нее не сможет пройти моторное масло в камеру сгорания. Хотя для этой цели устанавливаются сальники. Но со временем необходимо проводить замену направляющих клапанов, так как под действием силы трения они все равно разрушаются.

Когда нужно менять втулки

Обязательно нужно убедиться в том, что неисправны именно втулки. Аналогичные признаки могут возникнуть и при выходе из строя сальников. Когда необходимо менять направляющие на клапанах?

  1. При наличии в камерах сгорания моторного масла. При этом из выхлопной трубы идет сизый дым, увеличивается расход масла.
  2. Если имеются стуки и иные посторонние звуки, доносящиеся со стороны головки блока цилиндров.
  3. Если осуществляется ремонт головки блока, обязательно устанавливайте новые направляющие.
  4. При замене всех клапанов в ГБЦ после повреждений (при обрыве ремня газораспределительного механизма).
  5. При проведении капитального ремонта головки блока.

Подготовка к ремонту

Максимально тщательно нужно проводить ремонт головки и механизмов газораспределения. Необходимо наличие нескольких специальных инструментов, набора ключей явно будет недостаточно. Замена направляющих втулок клапанов ВАЗ-2106 проводится точно так же, как и на любой другой модели. Конструкция отличается, но незначительно. Мастеру потребуется такой инструмент:

  1. Оправка для выпрессовки направляющих из посадочных мест. Ее можно изготовить на токарном станке или приобрести в магазине. Заводские изделия имеют рукоять и рабочую часть, которая представляет собой металлический стержень с диаметром, немного меньшим, нежели у втулки. На конце часть тоньше – она свободно проникает во внутреннее отверстие втулки клапана.
  2. Специальные развертки с размерами 8,022..8,040 (для клапанов впуска) и 8,029..8,047 (для клапанов выпуска). С помощью этих приспособлений, которые представляют собой удлиненные сверла, можно увеличить диаметр отверстий в головке блока под установку направляющих до нужного размера.

Все работы желательно проводить при снятой головке. Обязательно снимаете клапаны, сальники, распределительный вал и остальные элементы.

Последовательность действий

Заранее очистите от загрязнений все элементы головки блока. Новые направляющие положите в морозильную камеру за пару дней до начала ремонта. Алгоритм выполнения работ такой:

  1. Вставляете оправку с внутренней стороны, наносите удары молотком, чтобы выбить старые втулки. Делайте это максимально аккуратно, чтобы не повредить элементы ГБЦ. Извлеките все направляющие.
  2. Очистите места под установку новых втулок. Используйте для этого растворитель и щетку. После обязательно продуйте сжатым воздухом.
  3. Прогрейте головку блока на электроплите до 100 градусов. Во время этого процесса посадочные отверстия расширятся, установить втулки будет проще.
  4. Установите на втулки стопорные колечки.
  5. Вставьте направляющие в посадочные отверстия, забейте их при помощи оправки до упора.

Завершение работ

Прежде чем устанавливать клапаны, доработайте внутренние отверстия во втулках. Для этого дайте головке блока полностью остыть. Попробуйте установить клапаны – если они не входят, то воспользуйтесь разверткой для увеличения отверстия. Сначала используете самый маленький размер. Обязательно после каждого прохода примеряйте клапан.

Вам нужно добиться максимальной плотности посадки клапана во втулке. При замене направляющих втулок клапанов ВАЗ-2112 обязательно наметьте положение впускных и выпускных отверстий. Впускные втулки короче выпускных, поэтому при монтаже их спутать невозможно.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector