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.