Ширина рабочей фаски клапана

У работавших продолжительное время двигателей любого транспортного средства, клапаны которых многократно подвергались притирке, рабочие фаски сёдел клапанов, могут быть правильной формы, но сильно увеличены по ширине. А нормальная рабочая ширина фаски седла должна составлять 1 — 1,5 мм., не более. Почему, я объясню ниже. В этой статье мы рассмотрим как и с помощью чего восстановить правильную ширину фаски седла, и вообще правильную геометрию седёл клапанов.

Почему нужно восстанавливать сёдла клапанов.

Когда нормальная рабочая ширина фаски становится больше 1-1,5 мм., увеличивается площадь металлического контакта между тарелкой клапана и седлом, и казалось бы можно ожидать увеличения герметичности и усиления охлаждения тарелки клапана. Однако практика эксплуатации многих двигателей показала, что при увеличении ширины фаски седла, нормальная работа двигателя нарушается довольно быстро, после короткого пробега.

А всё дело в том, что при увеличении ширины фаски, например хотя бы до двух миллиметров, площадь соприкосновения тарелки клапана с седлом увеличивается вдвое, и значит вдвое уменьшается создаваемое клапанной пружиной давление клапана, на единицу площади. В добавок клапанные пружины итак ослаблены от продолжительной работы (усталость металла) и нагрева.

В итоге, первое время после притирки клапанов, двигатель работает вроде бы вполне нормально, но довольно быстро, от уменьшения давления пружин на единицу площади, клапан начинает подгорать (особенно выпускной) и очень быстро терять свою герметичность.

Инструмент для восстановления сёдел клапанов.

Чтобы восстановить нормальное давление тарелки клапана на единицу площади седла, установка усиленных пружин бесполезна, к тому же это может сильно сократить ресурс газораспределительного механизма, который рассчитан на меньшие нагрузки. Поэтому нормальное давление тарелки клапана на единицу площади седла, а следовательно и герметичность, восстанавливают уменьшением ширины фаски седла, до требуемой величины, с помощью специального инструмента — конических фрез.

Фрезы изготавливают несколько фирм, но наиболее популярные у нас, это наборы фирм MIRA, SUNNEN, NEWAY. Причём эти фирмы делают фрезы с различными углами: 15°, 20°, 30°, 45°, 60°, 70°, 75°, 80°, которые многим могут и не понадобиться, так как углов нарезки, а следовательно и фрез, для восстановления сёдел одного какого то распространённого двигателя, потребуется всего три. Если конечно вы не занимаетесь восстановлением сёдел абсолютно всех моторов.

Но следует учесть, что качественные наборы фрез зарубежных фирм, например известной NEWAY, могут стоить 350$ и выше (цена зависит от количества фрез). И если вы не собираетесь заниматься восстановлением сёдел клапанов профессионально, то есть смысл поискать в продаже менее дорогие отечественные наборы, которые иногда попадаются вполне нормального качества (ножи фрез сделаны из твёрдого сплава).

Углы фасок ремонтируемого двигателя, следует обязательно уточнить, перед приобретением набора фрез, так как на разных моторах эти углы могут быть разными. На некоторых двигателях (как на рис 1 ниже) угол верхней фаски может быть 15 градусов, рабочей 45, а угол нижней фаски может быть 60 градусов.

А на некоторых моторах (как на рис 2) угол верхней фаски может быть в 75°, рабочей фаски тоже в 45°, а угол нижней фаски может быть всего 15° . На некоторых двигателях могут быть и другие углы.

Поэтому прежде чем покупать для своего двигателя набор из трёх фрез, уточните сначала углы фасок сёдел вашего мотора, что бы не купить набор фрез с ненужными углами.

Читайте также:  Как правильно поставить кардан на газель

А бывают моторы, на которых сёдла (углы их фасок) впускных клапанов, отличаются углами фасок от выпускных клапанов, это наглядно видно на рисунке 2 — 62. И в такой ситуации потребуется уже набор не из трёх фрез, а из четырёх или пяти. Все эти нюансы нужно знать, перед тем как приобретать определённый набор фрез.

Но те мастера, кто занимается восстановлением сёдел различных моторов профессионально, обычно приобретают более дорогие наборы, с фрезами различных углов, описанными выше в тексте (от 15° до 80°). В каждом наборе также присутствует направляющий пилот (стальной стержень, показанный на фото), который вставляется в направляющую втулку клапана и обеспечивает правильное положение фрезы, относительно восстанавливаемого седла.

Так же следует учесть, что фрезы отличаются не только углами режущих резцов, но и своими размерами (для каждого размера свой номер). Например фрезы с номерами от 100 до 150, предназначены для сёдел моторов небольших рабочих объёмов, с диаметром сёдел клапанов от 16 до 35 мм.

Ну а фрезы с номерами от 200 до 699 предназначены для моторов большей кубатуры, с диаметром сёдел от 28 до 72 мм. И это надо учитывать при покупке набора фрез.

Практика ремонта (восстановления) сёдел клапанов.

Прежде чем начинать обработку сёдел клапанов с помощью вышеописанного инструмента, следует поменять направляющие втулки клапанов, так как к моменту износа и ремонта сёдел, эти втулки наверняка изношены. А они должны быть идеальны, так как направляющий стержень (пилот, показанный на фото чуть выше) фрезы, вставляется во втулку с минимальным зазором в несколько сотых миллиметра. Этот минимальный зазор и обеспечивает точность установки режущего инструмента (фрезы), относительно седла.

И если втулка клапанов изношена, то даже конический пилот,(с небольшим конусом) может перекосить в направляющей втулке, так как её изношенное отверстие имеет не круг, а овал. В итоге фреза будет снимать металл с поверхности седла с перекосом, и такой ремонт уже не будет считаться ремонтом, а просто порчей деталей. Как и с помощью какого приспособления заменить в головке втулки клапанов, можно почитать вот тут.

Некоторые мастера начинают обработку сначала верхней фаски в 15° (см. рисунок 1), затем обрабатывают нижнюю фаску в 60°, ну а в последнюю очередь обрабатывают рабочую фаску в 45°.

Рис.2 Последовательность обработки сёдел клапанов.
а — клапан утопленный в изношенном гнезде, б — обработка рабочей фаски седла, в- обработка верхней фаски седла, г — обработка нижней фаски седла, д — седло клапана после обработки, 1 — клапан, 2 — гнездо, 3 — направляющая втулка, 4 — фреза под 45 градусов, 5 — фреза под 75 градусов, 6 — фреза под 15 градусов, 7 — рабочая фаска клапана, 8 — рабочая фаска гнезда.

Другие мастера начинают обработку вторым способом(снятие металла) поверхности седла с рабочей фаски с углом в 45° (как на рис. 2,б), затем обрабатывают верхнюю фаску в 75° (как на рис. 2,в), ну а в последнюю очередь обрабатывают нижнюю фаску в 15° (рис. 2,г). При обработки верхней и нижней фаски, обеспечивается ширина рабочей фаски в 1 — 1,5 мм.

Я считаю, что вторым способом легче и точнее добиться ширины рабочей фаски в 1-15 мм, так как понемногу обрабатывая верхнюю фаску и понемногу нижнюю (при уже готовой рабочей фаске), легче выйти на ширину рабочей фаски в 1 — 1,5 мм (обычно полностью хватает трёх — пяти оборотов фрез, больше и не надо).

Читайте также:  Расстояние между рейлингами лада ларгус

Тем более, что при таком способе, если при обработке верхней и нижней фасок, рабочая фаска станет уже 1 мм, то всегда есть возможность пройтись фрезой для рабочей фаски в 45° и добиться требуемой ширины рабочей фаски в 1 — 1,5 мм. Но всё же всегда следует стараться всё сделать за один раз и снять с поверхности седла как можно меньше металла.

Второй способ последовательности обработки сёдел, я считаю правильнее и легче первого способа. Но это моё мнение, и это не значит, что так должны делать все. Может кому то подойдёт первый способ.

После обработки трёх фасок седла и получения ширины рабочей фаски 1 мм — для малокубатурных моторов, и 1,5 мм — для двигателей большей кубатуры, клапана желательно притереть, если их тарелки не изношены, как на рисунке 3,б. Если обнаружен износ клапана как на этом рисунке, то притирка клапанов не поможет, и такие клапана следует заменить новыми.

Если же тарелка клапанов имеет нормальную форму как на рисунке 3,а, то клапана оставляем на двигателе и всего лишь нужно произвести их притирку к восстановленным сёдлам. Как это правильно сделать я уже писал, и желающие могут почитать об этом здесь.

Кстати, клапана следует заменить, если их стержень изношен неравномерно по высоте (проверяется микрометром), или если стержень имеет повышенный зазор, относительно отверстия направляющей втулки (можно утолщить стержень клапана с помощью хромирования, если у вас мотор редкий, и новые клапана проблематично купить).

При замене втулки и наоборот пониженном зазоре стержня клапана, относительно отверстия втулки, это отверстие просто разворачивается развёрткой, до получения необходимого зазора, между стержнем клапана и отверстием втулки. Величину правильного зазора следует уточнить в мануале конкретного двигателя.

Надеюсь данная статья поможет ремонтникам новичкам, правильно восстановить геометрию (углы) сёдел клапанов своими руками, ведь при наличии необходимого инструмента и знаний, всё можно сделать довольно быстро, даже быстрей, чем поездка в автосервис; удачи всем.

Не относится к 16-клапанным двигателям

Седла клапанов со следами износа или влияния процесса сгорания могут подвергается чистовой обработке, пока выдерживается максимально допустимый размер дообработки. Если этот размер превышен, то гидравлический компенсатор зазора в приводе клапанов перестает выполнять свои функции. В этом случае головку цилиндров заменить. Седла клапанов всегда обрабатывать так, чтобы обеспечить безупречный вид рабочей поверхности. Седла клапанов могут ремонтироваться с помощью обычных инструментов мастерской. Для чистовой обработки требуются развертки. Так как обращение с этими инструментами требует определенного навыка, работу следует выполнять в мастерской.

Внимание: Выпускные седла снабжены дополнительно сужением. При чистовой обработке обязательно обращать внимание на то, чтобы не повредить радиус сужения.

Определение максимально допустимого размера дообработки

Клапан вставить и плотно прижать к седлу.

Измерить расстояние -а- между торцом стержня клапана и плоскостью контактной поверхности головки цилиндров.

Для того, чтобы получить максимально допустимый размер дообработки, нужно из измеренного расстояния -а- вычесть его минимально допустимое значение.

Дефектовка клапанов

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:

Читайте также:  Случайно нажал кнопку sos в машине

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:

Фаска 30 градусов

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

Проточка выпускного клапана выглядит следующим образом:

Далее протачиваем впускной клапан:

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:

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.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *