Ремонт седла клапана головки блока автомобиля

Как правильно производится замена, прирезка и обработка седел клапанов

Седло клапана — небольшое кольцо, имеющее скос по внутренней поверхности.

Устанавливается в отверстия головки блока цилиндров, предназначенные для установки клапанов и перегонки через них топливовоздушной смеси и отработавших газов. Деталь запрессовывается в ГБЦ на заводе.

Выполняет следующие функции:

герметичность отверстия;
передает излишки тепла к ГБЦ;
обеспечивает необходимый приток воздуха, когда механизм открыт.

Замена седла клапана требуется в том случае, когда восстановить его герметичность способом механической обработки не удается (многочисленные обработки в прошлом, прогар, сильный износ). Сделать это можно своими руками.

Ремонт детали выполняют при:

прогаре тарелки;
после замены направляющих втулок;
при умеренной степени естественного износа;
при нарушении герметичности соединения кольца с тарелкой.

Правка изношенных и поврежденных седел в домашних условиях выполняется с использованием шарошек. Помимо этого, может потребоваться сварочный аппарат или мощная газовая горелка, стандартный набор гаечных ключей, необходимых для демонтажа и разборки ГБЦ, притирочная паста, дрель.

Замена седел

Процедура замены состоит из двух ответственных процедур: удаления старых деталей и монтажа новых.

Удаление старых посадочных элементов

Замена седел клапанов выполняется на демонтированной ГБЦ с разобранным газораспределительным механизмом. Удалить старое кольцо можно с использованием сварочного аппарата, если материал, из которого оно изготовлено, позволяет это сделать.

Для выполнения процедуры изготавливается съемник седел клапанов — берется старый ненужный клапан, тарелку которого необходимо проточить до размеров внутреннего диаметра седла.

После этого полученный инструмент утапливают в посадочное место, не доходя до края 2-3 мм и «прихватывают» сваркой в 2-3 местах. После клапан вместе с металлическим кольцом выбивают с обратной стороны молотком.

Важно! Процедура с использованием сварки может привести к некоторой деформации посадочного места. При этом стандартные седла будут иметь слабое закрепление, что может привести к их самопроизвольному демонтажу в процессе работы мотора. Требуются кольца увеличенного диаметра, которые не продаются в магазинах, а изготавливаются на заказ.

» alt=»»>
Седло клапана, изготовленное из металлов, не подлежащих сварке, можно удалить путем вкручивания в него отрезка трубы, используемого как съемник седел клапанов. Для этого на внутренней поверхности кольца нарезается резьба. Аналогичную резьбу наносят на внешнюю поверхность подходящей по диаметру металлической трубы.

Берется старый клапан, который предварительно приваривают к торцу трубы в обратной положении. При этом ножка клапана проводится в предназначенное для нее отверстие, труба вкручивается в резьбу, после чего элемент удаляют постукиваниями по ножке.

Монтаж новых седел

Перед началом процедуры монтажа новых седел, посадочные места под них очищают от загрязнений. После ГБЦ следует равномерно нагреть до температуры, превышающей 100˚С. При этом металл расширяется, позволяя запрессовать кольцо.

Монтируемую деталь охлаждают с помощью жидкого азота. При его отсутствии можно использовать сочетание льда и ацетона, что позволяет снизить температуру металла до -70˚С. Размеры деталей подбирают таким образом, чтобы разница между диаметром посадочного места и кольца составляла не более 0.05-0.09 мм на холодных деталях.
» alt=»»>
Седло клапана запрессовывается с помощью специальной оправки или отрезка трубы подходящего диаметра. Деталь должна входить на посадочное место с небольшим усилием. При этом важно, чтобы кольцо встало без перекоса.

После запрессовки и остывания ГБЦ следует проверить, не болтается ли элемент на посадочном месте. Если зазор отсутствует, а замененный элемент плотно держится на своем месте, процедуру его замены можно считать оконченной. Далее требуется прирезка седел клапанов с использованием шарошек.

Важно! При стандартной процедуре замены тарелки всех клапанов оказываются посажены достаточно высоко. Однако некоторые специалисты рекомендуют обрабатывать фаски таким образом, чтобы выпускные клапаны сидели несколько глубже нормального положения. Седло впускного клапана при этом оставляют в штатном положении.

Ремонт седел

Ремонт седел клапанов выполняется при их естественном износе и неплотном прилегании тарелки к своему посадочному месту.

С целью восстановления геометрии колец применяются шарошки для седел клапанов — набор фрезерующих головок, позволяющих делать необходимые углы.

Шарошки могут использоваться в сочетании со специальным оборудованием. Однако оно является дорогостоящим. Поэтому в домашних условиях применяют ключ-трещотку с удлинителем. Правильно обработанные места имеют углы 30˚, 60˚ и 45˚. Обработка седел клапанов для создания каждого из них производится соответствующей фрезой.

Шлифовка седел клапанов не требует их нагрева или другой обработки. Проточку производят «насухую». В дальнейшем, в момент притирки, необходимо использовать специальную притирочную пасту. Для достижения лучшего результата притирку на новые седла рекомендуется производить вручную, а не с помощью дрели.
» alt=»»>
Еще одной разновидностью ремонта является проточка посадочных мест под ремонтные вставки. Для этого по вышеописанному алгоритму удаляют седла, после чего, специальным режущим инструментом протачивают места под них. Размер ремонтного места должен быть на 0.01-0.02 см меньше вставки. Монтаж производят после нагрева ГБЦ и охлаждение монтируемых элементов.

Правильно произвести расточку самостоятельно можно попытаться на свой страх и риск. Однако, с учетом сложности процедуры и необходимой высокой точности работ, подобные манипуляции лучше производить в условиях квалифицированной автомастерской или авторемонтного завода.

Как поменять седло клапана: фото- видео инструкция

Клапаны вместе с сёдлами подвержены большим термическим нагрузкам, вследствие чего на них появляются дефекты, такие как трещины, пригары, раковины вследствие перегрева, либо в двигатель попадают посторонние предметы, которые повредят седло.

Если головка перегревалась, то может возникнуть несоосность седла и направляющей клапана, что приводит к негерметичности. Износ седла также идёт неравномерно, а по оси кулачка, из-за чего седло приобретает овальность. Все эти изъяны необходимо править с использованием фрез, шарошек или зенкеров, а потом притирать клапана; на специализированном оборудовании поправить седло можно в один заход без последующей притирки.

Если старое седло невозможно поправить, то его нужно заменить на новое, а потом уже обработать и нарезать на нём фаску под новый клапан. Процесс замены можно условно разделить на несколько частей: извлечение седла клапана, подготовка заготовки для нового седла, установка новой детали и завершающая обработка с подгонкой фаски под новый клапан. Разберём всё по порядку.

Извлечение седла

Сначала рассмотрим, как не надо делать, хотя некоторые гаражные гуру автомобилестроения рекомендуют делать именно так.

-сварка клапана + выбивание

Сначала старый ненужный клапан подгоняют под размеры седла, вставляют на посадочное сесто и приваривают клапан к седлу. Пока ещё не остыло, выбивают клапан, и он выходит вместе с седлом. За счёт разного расширения металлов- стали и алюминия- натяг уменьшается, когда остынет, будет не так легко выходить.

Почему так делать не надо ? При сварке нагревается вся головка и её непременно поведёт, она станет кривая и в дополнение к этому откроются скрытые трещины, там, где были внутренние напряжения металла (а они есть в любом случае). Потом будете удивляться, почему моя головка вдруг оказалась пробитой.

Оптимальный способ: растачивание седла клапана на станке, пока он не станет размером с фольгу и сам не выпрыгнет из посадочного отверстия. Но… это нельзя реализовать в гараже из-за дороговизны оборудования, да и не в каждом селе будет такой станочек. Поэтому рассмотрим ещё один способ, лёгкий и безопасный, и реализуемый в любом гараже.

Выбор гаражных мастеров: простой и безопасный способ

Стачиваем фрезой седло насквозь с одного края. Седло ослабнет, потеряет натяг и само выпрыгнет из посадочного отверстия, даже не придётся его насквозь точить, доходя до посадочной плоскости, когда останется чуть меньше, чем 0,5 мм натяга уже не хватает, чтобы удержаться. Разомкнув кольцо, седло больше не сможет сопротивляться.

Фреза для дрели продаётся в любом строительном магазине, стоит не дороже, чем сверло, поэтому данный метод такой доступный.

Теперь, когда седло извлечено, надо подумать, что мы будем туда вставлять.

Заготовка седла клапана

Для всех популярных моторов предлагаются заготовки сёдел клапанов, как стандартных размеров, так и ремонтных, с увеличенным внешним диаметром. Для редких двигателей заготовки надо заказывать или изготавливать на заказ.

Такие заготовки достаточно дешёвые, если не нашлось для какого-то мотора, можно подобрать по размеру из имеющихся наименований. Но и не забывайте, что фирмы, производящие детали двигателя (Kolbenschmidt), в частности клапана, производят ещё и сёдла тех же размеров, так что спрашивайте в магазинах вашего города. После установки седло надо будет обработать- нарезать фаску под клапан.

Установка нового седла

Седло клапана правильно устанавливать с азотом, все другие методы не такие надёжные. В нормальном состоянии при комнатной температуре дивметр седла больше диаметра отверстия в головке, поэтому после установки получается некоторый натяг. Чтобы засунуть седло, его надо уменьшить в размере, для этого и нужен азот.

Азот в жидком состоянии сохраняет очень низкую температуру. Охлаждаясь в азоте, клапан сжимается в диаметре, и охладившись может свободно залезть в посадочное отверстие головки. В то же время, чтобы увеличить посадочное отверстие в головке, головку можно нагреть, тогда отверстие расширится и зазор увеличится. Если нагреть головку, то тогда не надо так сильно охлаждать седло, достаточно будет просто положить в морозилку и разницы температур будет достаточно.

Устанавливать седло без предварительной термической обработки нельзя, не будет достигнут необходимый натяг и седло выпадет в процессе эксплуатации.

При установке нужно забить седло, чтобы оно стало на место, сильно бить не надо, достаточно лёгких ударов.

Механическая обработка нового седла

На новом установленном седле надо нарезать фаску. Лучше всего это сделать на специализированном станке, так получится обработать наиболее точно. Это реализуется благодаря жёсткой центровке резца, чего невозможно добиться используя ручные шарошки.

Но если в вашей местности нет подобного оборудования, шарошки- это всё, на что вы можете рассчитывать. Если есть поблизости металлообрабатывающий цех, можно попробовать обработать клапана на фрезерном станке, результат вполне сойдёт.

На седле надо нарезать три кромки- внешнюю, внутреннюю и сверху них центральную, самую узкую, по которой седло будет соприкасаться с клапаном.

Ремонт седла клапана головки блока автомобиля

А — верхняя вспомогательная фаска
В — рабочая фаска
С — нижняя вспомогательная фаска
D — диаметр тарелки клапана
d — диаметр стебля клапана

4. Тщательно вымыть головку блока с помощью жидкости для очистки двигателей и с помощью металлических щеток очистить загрязненные участки. Особое внимание обращать на чистоту впускных и выпускных каналов.
5. Закрепить головку блока таким образом, чтобы оси направляющих втулок, с которыми проводятся работы, были вертикальны. Седла должны располагаться наверху.
6. Ершиком прочистить направляющие втулки.
7. Если будет использоваться новый клапан, то нужно пройти внутреннее отверстие втулки разверткой равной диаметру стебля клапана, затем пройти его разверткой с диаметром, обеспечивающим необходимый тепловой зазор. Для обеспечения минимального ‘увода’ оси при разворачивании старой втулки головки блока, ее обработку следует производить со стороны менее изношенной части, то есть с зоны установки маслосъемного колпачка.
8. Замерить нутромером значения внутреннего диаметра направляющей втулки по высоте втулки и в различных направлениях. Если эти значения не превышают 0,3 мм, то можно говорить о восстановлении втулки; если эти значения лежат в пределах 0,3 — 0,5 мм — восстановление возможно, но говорить о серьезном ресурсе не приходится. Если различия в диаметрах превышают 0,5 мм., то необходима перепрессовка втулки. Перепрессовка втулок требуется и в случае тонкостенных 1,5 — 2,0 мм. металлокерамических втулок. Этот тип втулок встречается на ряде японских, корейских и немецких двигателей.
9. В случае восстановления втулки выбирают кондуктор, направляющая которого соответствует внутреннему диаметру втулки. Часто встречаются впускные и выпускные каналы, в которых кондуктор не может упереться во втулку. В этом случае допускается доработка кондуктора отрезным кругом. Главное, чтобы он встал во втулку и не упирался стенками в канал. Часто в узких каналах держатель кондуктора мешает нормальной установке. В этом случае можно его снять и через канал отверткой удерживать кондуктор от проворачивания. Эти работы требуют известной квалификации и навыка.
10. Особое внимание следует обратить на установку ограничителя сверла. Вершина сверла должна выступать над плоскостью примерно на 2 — 2,5 мм. Увеличение этой величины не оправдано, а уменьшение приведет к откалыванию частей втулки при попытке ввести ролик во втулку.
11. При засверлении заходного отверстия под ролик следует руководствоваться следующим правилом.
Центр отверстия располагают на линии, проходящей через оси втулок вдоль головки блока со стороны седел.

12. После засверления заходного отверстия необходимо тщательно прочистить втулку ершиком.
13. Установить ролик ?155 в проходной стебель согласно инструкции. Смазать его каплей масла. Закрепить проходной стебель на ключе для вращения и установить проходной стебель во втулке таким образом, чтобы ролик попал в заходное отверстие.
14. Если стебель с роликом ? 155 проходит сквозь втулку, следует взять ролик ?165 и повторить операцию. Если и в этом случае проходной стебель проходит сквозь втулку, необходимо взять ролик следующего размера.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Никогда не переставляйте ролик через размер. В этом случае возможна поломка инструмента и втулки.
Плавным движением начинайте вращать ключ по часовой стрелке. Если вы чувствуете некоторое усилие при вращении, это значит, что процесс накатки проходит успешно.
15. Как показывает практика, на проход можно проходить втулки вплоть до ролика ?175. Ролик ? 185 может ‘отстрелить’ посадочное место под маслосъмный колпачок. Это более вероятно для втулок из чугуна и металлокерамики. В этом случае придется перепрессовывать направляющую втулку, а головках без запрессованной направляющей втулки придется, в худшем случае, изготавливать специальный инструмент для разворачивания посадочного места под втулку (FORD).
16. После прохода роликом необходимо проконтролировать результат, вставив клапан в отверстие. Если клапан погрузился на величину засверления заходного отверстия, это значит, что втулка задавлена и необходимо развернуть отверстие разверткой, обеспечивающей тепловой зазор. Если клапан остановился в середине втулке, это означает, что втулка сильно разбита и требует дальнейшего восстановления.
17. Особое внимание следует уделять чистоте отверстия при работе с чугунными и металлокерамическими втулками. Продукты резания от развертки могут препятствовать прохождению ролика и вызвать поломку инструмента!
18. Работа по восстановлению втулки считается законченной, когда после прохождения разверткой и тщательной очистки отверстия люфт клапана во втулке будет соответствовать требованиям завода изготовителя и будет одинаков как в продольном, так и в поперечном к оси головки направлении. Есть поговорка: «Глаз не видит, руки слышат». Это относится к люфту. Следует помнить, что при одинаковом зазоре более длинная втулка будет иметь меньший люфт, чем короткая.

Если перепрессовка втулки неизбежна, то сначала необходимо подготовить инструмент. В него входит:
Надежная массивная опора для оперативного закрепления головки блока от перемещений в вертикальной и горизонтальной плоскостях, которая обеспечит сохранность шпилек.
Кувалда 2 кг или пресс.
Оснастка для выпрессовки и запрессовки втулки данного типоразмера и проставки.
Термошкаф до 150°С.
Рукавицы брезентовые.
Штангенциркуль с глубиномером.
Масло.
Специальный состав для охлаждения втулок, например, «жидкий азот» или «сухой лед».
Термос для охлаждения втулок.
Пинцет.
Микрометр 0 — 25 мм.
Развертки, обеспечивающие обработку отверстий под запрессовку с требуемым натягом. Допускается применение регулируемых разверток.
Подразумевается, что втулки для запрессовки качественные, т.е. соответствуют нужным размерам и выполнены из требуемых материалов.

Перед перепрессовкой втулок необходимо:
1. Поместить головку блока в термошкаф и равномерно нагреть до температуры около 90. 100°С. (для большинства двигателей)
2. Защитив руки брезентовыми рукавицами, перенести головку блока на рабочее место и закрепить ее седлами вверх.
3. Если на втулке отсутствуют упорные буртики или кольца, штангенциркулем замерить выступание втулки со стороны маслосъемного колпачка над опорной плоскостью для пружин. Это значение необходимо записать и зафиксировать на штангенциркуле.
4. С помощью оправки и кувалды или пресса удалить втулку.
5. Дать время для остывания головке естественным образом.
6. Замерить наружный диаметр направляющей втулки и внутренний диаметр посадочного отверстия. Разница этих значений должна обеспечить натяг в большинстве случаев 0,05 — 0,07 мм.
7. Если применяется втулка ремонтного размера, необходимо развернуть посадочное отверстие под эту втулку с обеспечением требуемого натяга.
8. Повторить операцию по нагреву головки блока. За 3 — 5 минут до запрессовки положить в термос втулки и охладить их.
9. После нагрева смазать маслом отверстия под втулки.
10. Пинцетом достать втулку из контейнера, насадить ее на оправку для запрессовки.
11. Забить или запрессовать втулку на требуемую глубину, отмечая усилие запрессовки. Оно не должно быть чрезмерно слабым или сильным. Если значения натяга было правильным, этих проблем быть не должно.
12. Охладить головку блока естественным образом.
13. Развернуть втулки разверткой, обеспечивающей требуемый тепловой зазор между втулкой и стеблем клапана.