Задача направляющих втулок — обеспечивать нормальную работу впускных и выпускных клапанов. От состояния пары «клапан-втулка» во многом зависит расход масла. Кроме того, втулка это основной путь отвода тепла от стержня клапана. От тарелки клапана, пока он закрыт, тепло отводится и через седло.
Замена направляющих втулок впускных и выпускных клапанов, оправка для замены направляющих втулок, схема проверки пружины рычага клапана, заклинивание клапанов во втулке.
Втулки клапанов обычно при первом ремонте не заменяют. По крайней мере до 300 000 километров пробега. При замене направляющих втулок необходимо иметь в виду, что обработка отверстий втулок производится разверткой после их запрессовки.
В свою очередь, обработка седел клапанов (удаление нагара, наклепа) производится зенкерами. Они центрируются направляющими стержнями, вставленными во втулки клапанов. При такой обработке обеспечивается точность расположения отверстия во втулке и рабочих фасок седел и клапанов. Втулки впускных и выпускных клапанов различны.
Внешние признаки различий направляющих втулок впускных и выпускных клапанов:
— Втулка выпускного клапана длиннее (для охлаждения). Спиральная канавка для смазки нарезана на всю длину.
— Втулка впускного клапана короче, и канавка в ее отверстии нарезана до половины длины отверстия. Только вверху для уменьшения количества масла, попадающего во впускной коллектор.
Втулки клапанов изготовлены из чугуна. Изготовление их из бронзы обеспечивает более интенсивный отвод тепла от стержня клапана и улучшает работу пары трения в условиях недостаточной смазки.
Направляющие втулки замените, если зазор в соединении со стержнем клапана более 0,15 мм (определяется замерами и сравнивается с данными, приведенными на рисунке) и он не устраняется установкой нового клапана. Выпрессовку направляющей втулки проведите с использованием оправки. Новую направляющую втулку с надетым на нее стопорным кольцом запрессуйте указанной оправкой до упора этого кольца в плоскость головки цилиндра.
Клапаны и направляющие втулки, конструкция и размеры.
Оправка для замены направляющих втулок клапанов.
У рычагов клапанов проверьте состояние рабочих поверхностей. Соприкасающихся с поверхностью (торцом) стержня клапана и со сферическим концом регулировочного болта. Если на них имеются задиры и риски, замените рычаг. Если замечены дефекты на втулке регулировочного болта или на самом болте, то их тоже замените.
Проверка состояния и упругости пружин.
Проверьте состояние и упругость пружин. Наличие трещин на пружинах не допускается. Такие пружины надо заменить. Если длина наружной пружины в свободном состоянии меньше 50 мм, при нагрузке 27,4-30,4 кгс меньше 33,7 мм, при нагрузке 43,7-48,3 кгс меньше 24 мм, то замените ее годной. Новой, испытав ее по тем же параметрам.
Схема проверки пружины рычага клапана.
Если длина внутренней пружины в свободном состоянии меньше 39,2 мм, при нагрузке 13,2-14,6 кгс меньше 29,7 мм, при нагрузке 26,7-29,5 кгс меньше 20 мм, то эту пружину тоже замените годной. Пружину рычага клапана замените годной, если в свободном состоянии размер А больше 35 мм, а под нагрузкой 5-6,2 кгс больше 43 мм.
Из какого материала делали и делают втулки?
Раньше большей частью из чугуна. Применяли и металлокерамику, смесь в определенной пропорции порошков железа, меди и графита, подвергнутую прессованию, спеканию и пропитке маслом (ГАЗ-66, АЗЛК-21412). Втулки для форсированных двигателей с наддувом изготавливали из алюминиевой бронзы. Она обеспечивала более интенсивный отвод тепла от стержня клапана и лучше работала в условиях недостаточной смазки.
В форсированных двигателях с наддувом условия смазки стержней выпускных клапанов весьма неблагоприятны из-за их высокой температуры. А стержней впускных — по причине выдувания масла воздухом, находящимся во впускном трубопроводе под избыточным давлением.
В настоящее время для направляющих втулок, кроме чугуна, применяют и латунь. Но, как показала практика, это не столь простое дело. У латуни и бронзы коэффициент теплопроводности примерно в два раза больше, чем у чугуна — преимущество серьезное! Но у этой «медали» есть и оборотная сторона. У латуней и бронз существенно больше коэффициент линейного расширения.
Большой зазор в сопряжении «втулка — стержень клапана» не только увеличивает расход масла. Если привод клапана осуществляется через коромысло или рычаг, возникает хоть и небольшое по величине, но боковое усилие, приложенное к стержню и создающее помеху правильной посадке клапана в седло. При малых же зазорах ухудшаются условия смазки.
Заклинивание клапанов во втулке.
Совсем плохо, если клапан во втулке заклинивается. Зазор между стержнем клапана и втулкой зависит от температурных условий работы клапана, его конструкции и материала втулки. При использовании латунной втулки зазор между ней и стержнем клапана при нормальной температуре всегда должен быть несколько больше в сравнении с чугунной втулкой. В таблице ниже приведены значения увеличенных зазоров — пропорционально увеличению коэффициента линейного расширения.
Зазоры в сопряжении «втулка — клапан» (втулки чугунные и латунные — Л).
Заметим попутно, что для чугунных направляющих втулок ранее рекомендовались такие зазоры:
— Для впускных клапанов (0,005-0,010)d.
— Для выпускных — (0,0080-0,0125)d, где d — диаметр стержня клапана.
Что будет, если зазоры при латунных втулках выполнены недопустимо малыми?
В практике бывали случаи «схватывания» клапанов втулками из латуни марки Л62 на «Жигулях» и ВАЗ-2108. «Схватывался» один из выпускных клапанов. На «Жигулях» это произошло на второй день езды по городу. На ВАЗ-2108 — буквально через несколько километров. «Схватыванию» способствует недостаточная твердость материала стержня клапана.
Известно, что во фрикционной паре «сталь-бронза (латунь)» твердость стальной поверхности должна быть порядка HRC50-60. Сам процесс «схватывания», происходит так. При исчезновении из-за нагрева зазора в нижней части втулки латунь начинает «наволакиваться», «намазываться» на стержень клапана, разогреваясь еще сильнее. В результате происходит спайка латуни со сталью и клапан впоследствии (после остывания) приходится выбивать.
Более склонны к «размазыванию» латуни с меньшим содержанием меди — Л62, Л68, Л70. Цифра означает примерное содержание меди в процентах, остальное — цинк. В «схватывании» направляющих втулок частично «виноват» и клапан. Рабочая температура конца стержня клапана ниже температуры у шейки (на участке перехода в тарелку).
Так, при разности температур шейки и верхнего конца клапана t=200″C диаметр более нагретого участка стержня клапана увеличится на 0,03 мм. Возможно, для нормальной работы направляющих втулок в описанных случаях и не хватило этих трех сотых миллиметра.
По материалам книги «Ремонт двигателей Жигулей».
Росс Твег