Сколько фасок сделать на седле
Перейти к содержимому

Сколько фасок сделать на седле

  • автор:

ФОРУМ МОТОРИСТОВ

Всем привет! Ребята, прошу совета.
Отдавал тойотовскую головку на обработку седел выпускных клапанов(в городе есть предприятие со станком Serdi). Все как бы хорошо, но вот ширина рабочей фаски на мой непрофессиональный взгляд великовата — разброс по седлам 1.8-2.1 мм. Хотя производитель рекомендует 1.0-1.4.

Головка от 2л двигателя 1AZ-FE, клапана 5.5, тарелка выпускных клапанов 29,5, тепловой зазор регулируется стаканчиками.

Второй момент — зона контакта начинается почти с торца тарелки, а на том седле где ширина фаска 2.1 точно с торца., что как бы не есть хорошо — в небезыизвестной книге уважаемого г-на Хрулева указано, что зона контакта должна начинаться не менее чем 0,3-0.7 мм от края тарелки.

Клапана буду притирать, чтобы после приработки не пришлось еще раз подбирать стаканы, клапана оставлю старые. Соответственно рабочая фаска после притирки станет еще шире. Мне кажется что это уже перебор.

По мнению мастера на фирме широкая фаска — это хорошо, — хуже герметичность, зато больше долговечность. Как бы все так, но наверное до определенных границ.
Производитель не с потолка же взял свои рекомендации — как компромисс между мощностью и ресурсом, герметичностью и теплонагруженностью. И, соответственно, жесткость пружины и площадь прилегания из этих же соображений, при соблюдении допусков.
Но это все в теории) А в практике — насколько существенно вот такие отклонения от рекомендаций? Не обгорит ли быстро край тарелки и не забьется ли быстро сажей зона контакта, сведя на нет преимущества широкой фаски?

Ну и собственно вопрос — оставить как есть, или искать способ подрезать фаску 30 градусов на седле, чтобы ширина рабочей фаски стала хотя бы 1.5 мм?
Если подрезать на неголовочном станке, не появятся ли дополнительные проблемы?

Портинг и ломатинг ГБЦ. Часть 2. Фаска клапана 30 градусов.

При осмотре ГБЦ я выявил довольно сильный износ торца впускных клапанов. Я это связываю с избыточным зазором. После установки стальных штанг я устанавливал зазор 0,15, теперь буду устанавливать зазор в 0,1. Соответственно впускные клапана решил сменить. Взял типа ГАЗ, но при внимательном рассмотрении упаковки оказалось, что это те же челябинские:

Тестирование твёрдости методом царапания друг друга только подтвердило, что клапана абсолютно идентичные.

В случае выпускных клапанов их износ был в допустимых рамках, но вот фаска была расклёпана, имелись небольшие прогары. Вот к примеру впускной клапан, который я списал, и на котором я сперва потренировался восстанавливать фаску:

Протачивал борфрезой из карбида вольфрама, вращаемой высокооборотистым шпинделем. Клапан при этом вращался шуруповёртом навстречу. Получаемая поверхность вполне удовлетворительного качества, притирка клапана происходила очень быстро:

Чистота поверхности рабочей фаски выпускного клапана сопоставима с заводской шлифовкой:

С впускными клапанами «шершавость» чуть выше, но тоже вполне приемлемая:

Фаска 30 градусов

Весомым аргументом в пользу проточки фаски в 30 градусов были объективные замеры от GazRod. Поразмыслив, нашёл два объяснения приросту наполнения цилиндров:

Первое — это сглаживание перехода, уменьшение турбулентности и срыва потока. Это существенно на высоких оборотах, когда скорость воздуха при наполнении цилиндра максимальна. Второй эффект — более широкая щель, бОльшее сечение для прямого доступа, кратчайшего пути, воздуха из канала в цилиндр. Правда это существенно при большом объёме движущего газа и при малом открытии клапана. На впуске это конец фазы впуска, когда воздух разогнался, а клапан уже закрывается. В случае выпуска это начальный момент открытия клапана, когда давление и масса выходящего газа максимальны.

Проточка выпускного клапана выглядит следующим образом:

Снимается при этом минимальное количество металла. Ширина фаски порядка 1мм. Рабочую фаску сужаем до 2 мм:

Далее протачиваем впускной клапан:

В этом случае снимаем немного побольше, ширина фаски 30 градусов здесь получается порядка 1,5 мм. Протачиваем также до достижения рабочей фаской ширины в 2мм:

Для проточки была изготовлена оснастка для шпинделя из стали 5мм, клапан вставлялся в развёрнутую втулку:

Для регулировки глубины съёма использовался винт регулировки зазора клапана от штанг нового образца, он вращался рожковым ключом:

Работа довольно тонкая, съём ведётся с точностью до соток. Конечный эффект от этого думаю исчисляется приростом мощности в единицы процентов:

Из плюсов технологии — прирост мощности достигается без уменьшения ресурса двигателя и ухудшения теплоотвода от клапана.

Может возникнуть вопрос, почему так не делают на заводе? Дело в массовости производства. Если даже и проточить клапана по шаблону, то из-за уменьшения ширины рабочей фаски с 4-3,5 мм до 2мм, прирезание седёл потребует большей точности, контроля. Это увеличит время сборки двигателя и его цену.

Рабочая фаска

По рабочей фаске рассмотрим два аспекта. Первый это ширина рабочей фаски. Мне попадались рекомендации, что оптимальной является фаска в районе 1,5 мм. Более того, даже типа можно сделать чуть меньше, и она дорасклепается до нужного размера. Собственно при первой капиталке я так и сделал. Можете глянуть в теме про капиталку. Да расклепаться расклепалось, но не седло, а клапан:

Чем это плохо? Во-первых подобный профиль затрудняет свободное прохождение газов, особенно при малом открытии клапана, получается этакий лабиринт. Второй минус — фаска расклёпывается при рабочей температуре двигателя, когда клапан значительно горячее, чем ГБЦ. Получается при пуске на холодном двигателе, впуклость клапана не совпадает с выпуклостью седла из-за теплового расширения. А это снижении компрессии, троение, повышенный расход. Также с узкой фаской наблюдается небольшие прогары. Кроме того, через рабочую фаску отводится значительное количество тепла, то есть с этой точки зрения чем больше фаска, тем лучше. По книжке для 402го допустимая ширина фаски 1,5-3 мм. Я решил делать сразу 2 мм.

Следующий важный фактор — это положение фаски на клапане. Почему-то считается, что контакт с седлом должен быть посередине фаски клапана. Однако, если почитать методику прирезания сёдел из книжки, выходит что фаска 45 градусов седла нарезается до диаметра клапана за вычетом 0,2 мм. А фаской 60 градусов потом внутренний диаметр увеличается до тех пор, пока ширина рабочей фаски не уложится в допуск 1,5-3 мм. То есть рабочая фаска должна быть по внешнему краю клапана. Это легко объясняется — зазор, сечение прямо пропорционально диаметру фаски, то есть чем больше диаметр рабочей фаски, те выше пропускная способность открытого клапана, причём абсолютно во всех режимах работы двигателя. Поэтому я фаску в 30 градусов протачивал, пока для рабочей фаски не осталось 2 мм на краю клапана.

По итогу тяга на холодную возросла ощутимо, подсос стало возможно убирать гораздо раньше.

Вредные и бессмысленные доработки

Из бессмысленных доработок я перечислю полировку клапана. Смысла я в этом не вижу никакого вообще. Для снижения детонации более правильным я считаю эффективный теплоотвод от клапана.

Вредной же я считаю Т проточку ножки клапана. Это сильно снижает отвод тепла от клапана. Плюсом данной доработки считается увеличение сечения. Но если подсчитать вклад проточенной ножки в сечение канала, это получится милипусечный процент, который с лихвой будет перекрыт излишне горячим клапаном.

Притирка клапанов

Притирал клапана также присоской. Если фаска клапана и седла близкие к идеальным, то притирание происходит мгновенно. Рабочие фаски получились как я и хотел, шириной 2 мм по краю клапана.

Моторист-конструктор, или как правильно собрать двигатель

Знакомство с опытом и рекомендациями немецкой фирмы Kolbenschmidt по сборке двигателя позволяет сделать следующий вывод: грамотно собрать двигатель способен только моторист, владеющий технологиями ремонта его деталей. Это наглядно проявляется при сборке головки блока цилиндров, многие операции которой (в том числе ремонт седел клапанов) обычно выполняются непосредственно на СТО. О них и пойдет сегодня речь.

Ремонт и сборка головки блока, как, впрочем, и других узлов двигателя, начинается с проведения необходимых измерений и проверок. Причем особое внимание необходимо уделять именно седлам клапанов.

Зачем это нужно?

Седло клапана — едва ли не самый ответственный элемент головки блока, в чем легко убедиться, анализируя условия работы клапана. Одно из главных условий — это надежное уплотнение сопряжения клапана с седлом, при котором утечки газов из камеры сгорания минимальны, а компрессия — максимальна. Выполнение этого условия одновременно означает обеспечение хорошего теплового контакта клапана с седлом. Другими словами, плотное прилегание клапана к седлу позволяет отводить тепло от нагретой горячими газами тарелки через седло в головку блока, охлаждаемую жидкостью. И наоборот, любое нарушение герметичности в сопряжении клапана с седлом приводит к нарушению нормального теплового режима тарелки, седла и возникновению опасных дефектов, грозящих разрушением деталей.

Очень важно, чтобы герметичность сопряжения сохранялась в течение всего срока службы двигателя. Это достигается приданием уплотняющим фаскам седла и клапана специального профиля, компенсирующего износ сопряженных поверхностей. Кроме того, правильная геометрия седла уменьшает сопротивление при впуске топливовоздушной смеси и выпуске отработавших газов, учитывая экономические и мощностные показатели двигателя.
Вполне естественно, что в процессе эксплуатации седла и фаски клапанов изнашиваются. Нередки и более серьезные дефекты седел, которые удается обнаружить при тщательном контроле головки блока.

Как проверить седло?

Прежде чем приступить к проверке, необходимо тщательно очистить поверхность камер сгорания и седел — под слоем нагара могут скрываться трещины. Особое внимание следует обратить на «отмытые» от нагара в процессе работы двигателя поверхности камер, резко отличающиеся от других камер по цвету: именно здесь наиболее вероятно обнаружение всяческих сюрпризов.

В зависимости от характера дефектов принимается решение о ремонте старых седел или необходимости замены их на новые.

Менять седло необходимо в следующих случаях:

  • обнаружена трещина в стенке камеры сгорания, и предполагается ремонт головки блока сваркой;
  • есть подозрение на ослабление посадки седла в головке;
  • вокруг внешнего диаметра седла наблюдаются следы коррозии;
  • на седле обнаружена трещина или имеются следы его обгорания;
  • большой износ седла, ведущий к его чрезмерному «углублению» при ремонте.

Последний дефект может привести к тому, что тарелка клапана сильно «провалится», и стержень клапана выдвинется вверх, нарушив работу гидротолкателя.

Если один из указанных дефектов обнаружен, необходимо заменить дефектные седла, строго соблюдая технологию замены. Такая технология рекомендована, в частности, фирмой Kolbenschmidt.

Вообще говоря, замена седла — операция несложная и может быть выполнена несколькими способами.

Вначале необходимо удалить старое седло. Для этого удобнее всего использовать специализированный станок для ремонта головок блока, хотя вполне допустимо использовать универсальное станочное оборудование (расточной или фрезерный станок) или даже ручные приспособления для ремонта седел.

Перед обработкой с помощью направляющего стержня (пилота) головка блока устанавливается на станке так, чтобы обеспечить соосность отверстия направляющей втулки и режущего инструмента. Если настроить резец на размер, чуть меньший наружного диаметра седла, то после растачивания оставшаяся тонкая часть седла, как только она начнет вращаться, легко удаляется вручную.

Гнездо седла желательно расточить для обеспечения его соосности с направляющей втулкой. В головках двигателей старых конструкций, имеющих толстые стенки, допустимо обработку гнезда не проводить, если его поверхность не имеет дефектов и чрезмерных отклонений от цилиндричности.
При наличии трещин в головке блока их разделывают и заваривают, и лишь после обработки сварных швов растачивают гнезда для седел. В подобных случаях обязателен и контроль на герметичность рубашки (опрессовка) головки — его также необходимо делать при любом подозрении на наличие скрытых трещин.

Сама опрессовка — операция не сложная, однако достаточно трудоемкая. Ее проводят в горячей воде сжатым воздухом под давлением 5-6 атм — обычно этого достаточно, чтобы пузырьки в местах скрытых трещин сделали их видимыми.

При растачивании гнезда на станке следует придерживаться определенных режимов резания: для чугунных головок — 100-250 об/мин без масла, а для алюминиевых — 400-600 об/мин с маслом. После обработки диаметр гнезда у двигателей прошлых лет выпуска должен быть в среднем на 2,5 мм больше диаметра тарелки клапана, а глубина — 4,5-6,5 мм. У новых моторов диаметр гнезда под седло может и не превышать диаметра тарелки из-за недостаточной толщины стенок.

Новые седла изготавливаются из специальных чугунов или спеченных материалов. Некоторые фирмы выпускают заготовки седел в виде труб с соответствующими наружным и внутренним диаметрами либо уже готовые седла с увеличенным наружным диаметром.

Материал седла имеет решающее значение для долговечности и надежности двигателя. Поэтому некоторые производители (включая фирму Kolbenschmidt) выпускают седла из специальных материалов. Так, для высоконагруженных моторов находит применение композиционный материал — высокодисперсный карбид вольфрама, распределенный в матраце из инструментальной стали. По твердости и прочности такой материал подобен чугуну, но имеет более высокую износо- и теплостойкость. При введении в стальную матрицу специальных добавок седло приобретает свойства керамики со смазывающими свойствами в условиях высоких температур. Тем самым предотвращается эрозия седла, вызываемая микросваркой седла с поверхностью клапана, что случается с обычными материалами седел у газовых двигателей и тяжело нагруженных дизелей.

При изготовлении седла важно выдержать натяг (в среднем 0,1-0,15 мм) по наружному диаметру и «не промахнуться» с внутренним диаметром, который обычно меньше диаметра тарелки клапана на 2,5 мм. Кроме того, необходимо выполнить на седле заходную фаску, исключающую задир гнезда при установке седла.

Установка седла — наиболее ответственный этап работы. Если замеры седла и гнезда выполнены правильно, в отверстии гнезда не осталось стружки, и приготовлена специальная оправка, можно приступать к запрессовке.

Для облегчения установки седла головку блока следует подогреть до 180-200oС, а само седло охладить в жидком азоте или углекислоте. Запрессовка осуществляется ударным способом и быстро, чтобы до ее окончания не произошло выравнивание температуры деталей.

Как поправить седло?

Изношенное или замененное седло обрабатывается для придания ему соответствующего профиля. Очевидно, этот профиль должен соответствовать форме тарелки клапана, иначе возможны негерметичность сопряжения, перегрев и разрушение тарелки и седла клапана.

Поверхность контакта тарелки с седлом должна располагаться на расстоянии 0,4-0,8 мм от наружного диаметра тарелки. Приближение поверхности контакта к кромке тарелки улучшает перенос тепла от клапана в седло. Но как только эта поверхность выходит на кромку тарелки, на ней концентрируется большой поток тепла, способный легко сжечь тарелку и седло. Перенос поверхности контакта ближе к стержню клапана также повышает температуру кромки тарелки (она «повисает в воздухе» и хуже охлаждается) и, кроме того, увеличивает гидравлическое сопротивление потокам топливовоздушной смеси и продуктов сгорания.

Чтобы добиться требуемого профиля седла, рекомендуется вначале обрабатывать основной угол седла (его обычно делают на 0,5-1o меньше угла фаски клапана, чтобы ускорить приработку клапана к седлу), затем — верхний угол для обеспечения высоты рабочей фаски седла, после чего — угол, примыкающий к поверхности камеры сгорания, обеспечивающий нужный диаметр седла.

Очень важна ширина рабочей фаски седла. Обычно для впускных седел ширина рабочей фаски составляет 1,0-1,5 мм, для выпускных — 1,5-2,0 мм. Для седел 16-клапанных моторов, имеющих диаметр тарелки менее 31-32 мм, ширину фаски можно уменьшить в 1,5-2 раза. При увеличении ширины фаски (и, соответственно, площади контакта) улучшается охлаждение тарелки, но труднее обеспечить герметичность. Последнее может вызвать утечки горячих газов и прогар седла или клапана. Напротив, узкая фаска отлично уплотняет, но срок службы клапана и седла сокращается из-за высоких механических нагрузок и температур на поверхностях контакта.

Для качественной обработки седел применяют разные методы: шлифовку, расточку специальными фрезами и резцами — вручную или на специализированных станках.

Наиболее простой способ обработки — твердосплавными ручными фрезами («шарошками»). Купить этот недорогой отечественный инструмент сейчас можно во многих местах.

В результате обработки профиль седла получается несколько упрощённым, наблюдается незначительная неконцентричность седла и оси отверстия направляющей втулки. Все это, а также невысокая чистота и следы «дробления» инструмента требуют последующей притирки.

Прекрасные результаты дает использование инструмента американской фирмы NEWAY. На нём твёрдосплавные резцы имеют несколько режущих кромок и могут регулироваться по диаметру. Такой инструмент обладает достаточной универсальностью и обеспечивает хорошую точность и чистоту поверхности, которая не требует последующей притирки. Простота NEWAY делает его привлекательным для использования в условиях СТО.

Самые широкие возможности даёт обработка профильным резцом. В этом случае геометрия седла заложена в профиле самого инструмента. Ошибок и неточностей здесь уже быть не может. Сёдла получаются в точности такими, какими их спроектировали конструкторы мотора. Более того, все сёдла получаются одинаковыми, а для работы мотора это немаловажный момент. Проводить такую обработку позволяют не только специализированные станки, но и относительно недорогие установки с ручным приводом, выпускаемые иностранными фирмами.

Аналогичные возможности имеет и отечественная установка «Механика-2». Основой конструкции является самоустанавливающийся шпиндель с микроподачей.

Обработка сёдел на такой установке идёт минимум в три раза быстрее, чем ручными шарошками, за счёт одновременной обработки всех фасок седла, причем можно получить профиль любого сечения, а также удалить изношенное седло и обработать гнездо под запрессовку нового. Последнее весьма удобно при производстве тюнинговых и спортивных ГБЦ с «радиусным» профилем и увеличенным диаметром седла.
В промышленном ремонте используются специализированные «головочные» машины. В России такие станки пока не выпускаются, а из импортных моделей популярны SUNNEN, SERDI, BERCO и AMC. Такое оборудование позволяет выполнять любые необходимые операции и обрабатывать или заменять сёдла и направляющие на любых ГБЦ. Шпиндельная часть станка свободно перемещается по станине на воздушной подушке, что облегчает самоцентрирование резца.

Точность обработки седла на указанном оборудовании очень высока, что обеспечивает хорошую герметичность клапана после сборки узла. Напротив, после обработки недорогим ручным инструментом рабочая фаска седла нередко не концентрична оси отверстия направляющей втулки (несоосность более 0,02 мм), а поверхность фаски оказывается некруглой или имеет характерное «дробление». Тогда приходится прибегать к дополнительной операции — притирке клапана к седлу.

Притирка хорошо освоена и широко применяется на большинстве отечественных СТО. Более того, в некоторых мастерских весь процесс ремонта седел вообще ограничивают одной притиркой, получая в результате совершенно произвольную форму сопряжения седла и клапана. Зарубежные фирмы притирку не рекомендуют ни в каком виде, на что есть весьма серьезные причины.

Действительно, при высокой точности обработки, характерной для импортного оборудования, притирка не нужна. В России хорошее оборудование пока не распространено, а то, что используется, не дает нужной точности, из-за чего без притирки не обойтись. Но притирка — это неизбежное искажение формы седла и фаски клапана, насыщение седла абразивными частицами и в конечном счете заметное снижение ресурса двигателя. Так что притирать клапан или нет — решайте сами.

После тщательной мойки всех деталей проводят контроль герметичности клапанов. Быстрее всего эта проверка выполняется на специализированных вакуумных установках. Однако результат не всегда достоверен — усилие прижатия тарелки к седлу достаточно велико, и некоторые погрешности обработки (в частности, несоосность стержня и фаски клапана или отверстия направляющей втулки и седла) могут быть не замечены. На наш взгляд, даже простая проверка прилегания клапана «по краске» более достоверна. В некоторых мастерских герметичность клапанов проверяют, наливая в камеру керосин, но это сложнее и дольше.

Последняя проверка — на «выступание» стержня клапана — необходима в основном для двигателей с гидротолкателями. Если тарелка слишком сильно выступает в камеру сгорания, его стержень «утоплен», и гидротолкатель не выберет зазора в приводе — не хватит хода плунжера. Такая ситуация возможна после установки новых седел. При ремонте старых седел возможно «проваливание» тарелок, при котором клапаны после сборки головки могут зависнуть в открытом положении, уперевшись в полностью сжатые гидротолкатели.

Что еще надо сделать?

Безусловно, отремонтированная головка блока перед сборкой должна иметь ровную привалочную плоскость. Восстанавливается плоскость обработкой на плоскошлифовальном или фрезерном станках, но наилучшие результаты дает обработка на специализированном станке (такое оборудование выпускается рядом зарубежных фирм). Определенную сложность представляет обработка головок дизельных двигателей с форкамерами. Форкамеры выполнены из жаропрочных сталей, а на некоторых моторах встречаются даже керамические форкамеры, обладающие очень высокой твёрдостью. Обработать плоскость такой головки можно специальным инструментом в виде блока абразивных секторов.

Строго говоря, форкамеры должны иметь выступание над поверхностью ГБЦ в пределах 0,02-0,05мм. Соблюдение этого требования значительно усложняет работу: необходимо удаление форкамер, затем обработка ГБЦ по плоскости, затем запрессовка новых форкамер в головку прямо на столе шлифовального станка, а уже затем обработка только поверхности форкамер. На практике «хорошо сидящие» в головке блока форкамеры лучше без острой необходимости «не беспокоить». Их выступание при обработке плоскости получится само, за счёт «отжатия» инструмента — с твёрдой стенки форкамеры станок снимет меньше металла, чем мягкого материала головки.

Итак, все сделано — отремонтировано, восстановлено, проверено, промыто. Значит, можно собирать? Еще рано. Забыли проверить пружины клапанов — их длину в свободном состоянии и усилие при сжатии на определенную величину, регламентированные производителем двигателя.

Перед установкой клапанов в головку необходимо смазывать их стержни маслом, а при установке маслосъемных колпачков не стоит забивать их «со всей ненавистью» — на некоторых двигателях колпачки не имеют упора и легко могут оказаться порваны.

В остальном сборка головки блока обычно не вызывает затруднений. Перед установкой головки на блок цилиндров желательно повернуть распределительный вал в положение, соответствующее ВМТ 1-го цилиндра, а поршни поворотом коленвала несколько отвести от ВМТ, чтобы не погнуть клапаны. Осталось смазать болты головки блока, затянуть их и точно установить фазы газораспределения.

(Журнал «Автомобиль и сервис», апрель 2001)
ДМИТРИЙ ДАНЬШОВ, директор фирмы «Механика», АЛЕКСАНДР ХРУЛЕВ, кандидат технических наук

Замена седла клапана

По поводу замены седла клапана существует огромное количество мифов и легенд, по-другому выразиться не могу. Это связано с тем, что заменить седло качественно может очень небольшое количество специалистов. В разных рассуждениях попадалось мнение, что седло может заменить только опытный моторист – это глупость! Моторист – это специалист по грамотной сборке и разборке двигателя, седло меняют автомобильные мех. обработчики! Еще одно заблуждение – седло меняют на станции тех. обслуживания. Седло меняют в цеху по механической обработке деталей двигателя. Иногда, очень редко, такие цеха расположены на территории СТО, как например на СТО «MOTOR-DOCTOR» в г. Батайске. Обычная практика состоит в том, что цеха по мех. обработке деталей двигателя располагаются обособленно, станции технического обслуживания обращаются к ним за теми услугами, которые не выполняются самостоятельно.

Замена седла клапана

Хочу теперь вернуться к технологии замене седла.

Первое что надо в этом случае понимать – зачем это нужно?!

Выражаясь другими словами: в каких случаях требуется замена седла!? Хочу сказать сразу – замена седла, это самое сложное и самое ответственное из стандартных операций при ремонте ГБЦ в Ростове-на-Дону. Поэтому делать её надо в необходимых случаях. Чтобы выявить такие случаи надо проанализировать работу клапана. Одно из главных условий работы седла – это надежное уплотнение сопряжения клапана с седлом. Благодаря которому утечка газов из камеры сгорания минимальна, а его компрессия максимальна. Выполнение этого условия говорит нам об обеспечении хорошего теплового контакта, клапана с седлом. Если сказать по-другому — плотное прилегание клапана к седлу даёт возможность отводить тепло от тарелки (нагретой горячими газами) через седло в головку блока, которая охлаждается жидкостью. Если в сопряжении клапана нарушится герметичность, то это приведет к нарушению нормального теплового режима седла и тарелки клапана, возникнут опасные дефекты, из-за которых могут разрушиться детали.

Очень важно, сохранить герметичность сопряжения в течение всего срока службы эксплуатации двигателя. Достигается это за счёт придания уплотняющим фаскам клапана и седла специального профиля, позволяющего компенсировать износ сопряженных поверхностей. Благодаря правильной геометрии седла, уменьшается сопротивление, как при впуске топливовоздушной смеси, так и при выпуске отработавших газов, соблюдая мощностные и экономические показатели двигателя. Необходимо знать, что в процессе эксплуатации, фаски и седла клапанов имеют свойство изнашиваться. Бывают и более серьёзные дефекты седел, которые можно обнаружить только при тщательном контроле головки блока.

Как проверить седло?

Прежде чем вы приступите к проверке, тщательно очистите поверхность седел и камер сгорания, т.к. бывают случаи, когда под слоем нагара скрываются трещины. Обратите особое внимание на «отмытые» от нагара в процессе работы двигателя на автомобиле, поверхности камер, бывает, что они резко отличаются от других камер по цвету: именно здесь можно обнаружить всяческие сюрпризы.

В зависимости от типа дефектов, вам необходимо будет принять решение об обработке старых сёдел или о замене их на новые.

Менять седло можно только в следующих случаях:

  1. Вам удалось обнаружить трещину в стенке камеры сгорания, требуется ремонт головки блока сваркой (касается только алюминиевых ГБЦ) ;
  2. Есть подозрение, что ослабилась посадка седла в головке;
  3. Вокруг внешнего диаметра седла заметны следы коррозии (для алюминиевых ГБЦ);
  4. На седле имеется трещина либо же имеются следы его обгорания;
  5. У седла заметен большой износ, который ведёт к его сильному «углублению» при ремонте;
  6. Произошло выпадение седла во время работы двигателя, либо на седле заметны повреждения от попавших в цилиндр сторонних предметов.

Повреждения на седлеПовреждения на седле

Углубление седла обычно приводит к тому, что тарелка клапана сильно «проваливается», а стержень клапана выдвигается наружу, нарушается работа гидротолкателя.

Если вам обнаружили один из указанных дефектов, необходимо срочно заменить дефектные седла. Технологию замены седла хорошо описывает компания Kolbenschmidt.

Вообще технологий замены седла можно найти несколько, но правильная только одна, её и опишу ниже.

Сначала удаляется старое седло, есть несколько способов это сделать: удалить резцом на станке, сваркой или другими приспособлениями. Например: нарезая резьбу метчиком по внутреннему диаметру седла с последующим использованием обратного молотка. Затем необходимо выровнять посадочное место под седло клапана, на фрезерном, расточном или специализированном седельном станке. Если на посадочном месте обнаружатся трещины, обязательно необходимо протестировать головку на герметичность.

Теперь хочу рассказать немного о материале, из которого сейчас изготавливаются седла.

Материал седла

Сейчас в основном новые седла изготавливают из спеченных материалов или специальных чугунов. Некоторые фирмы даже выпускают заготовки седел, по форме они выглядят в виде трубы, либо как кольца разных диаметров, можете даже приобрести уже готовое седло, с увеличенным наружным диаметром.

Материал, из которого сделано седло, имеет решающее значение в плане надёжности и долговечности двигателя. Поэтому у многих производителей, например как VEMU седла сделаны из специальных материалов. Например, для высоконагруженных моторов специально применяют композиционный материал — это высокодисперсный карбид вольфрама, который распределяют в матрице из инструментальной стали. По прочности и твёрдости данный материал похож на чугун, но по сравнению с ним он имеет более высокую износо- и теплостойкость. После введения специальных добавок в стальную матрицу, седло в условиях высоких температур приобретает смазывающие свойства керамики. Таким образом, предотвращается эрозия седла, которая может быть вызвана микросваркой седла с поверхностью клапана. Обычно эрозия происходит с обычными материалами седел у тяжело нагруженных дизелей и газовых двигателей.

При изготовлении седла необходимо выдержать натяг (в среднем 0,1-0,15 мм) по наружному диаметру и «не промахнуться» с внутренним диаметром, он обычно меньше диаметра тарелки клапана на 2,5 мм. Также не забыть выполнить на седле заходную фаску, благодаря которой при установке седла исключается задир гнезда.

Установка седла — это очень ответственный этап работы.

Ещё раз проверяем: замеры седла и гнезда выполнены правильно, в отверстии гнезда не должно оставаться стружки, готовим специальную оправку и приступаем к запрессовке.

Установку нового седла выполняют с помощью оправки ударным способом!

Установка седла

Существует мнение, что для того чтобы облегчить себе установку седла, головку блока подогревают до 180-200 С, а седло охлаждают в жидком азоте. Хочу Вам авторитетно заявить: так могут делать либо не профессионалы, либо это рассказывают для развода лохов.

На самом деле седло запрессовывается ударным способом без всяких температурных изощрений. Правильно изготовленное седло из металлокерамического материала, обладает пружинящим эффектом. Нагрев головки и охлаждение седла используются для чугунных седел, а это уже каменный век. Кстати в литературе авторитетной компании Kolbenshmidt этот вопрос описывается именно таким же образом.

Когда седло установлено, осталось только сделать на нем правильную фаску. Эта тема для отдельной статьи, она будет посвящена именно обработке фаски седла клапана, по-другому называют «восстановление рабочей фаски седла».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *