Износ седел клапанов и мощность двигателя

Если двигатель с незакаленными седлами клапанов работает на неэтилированном бензине, то, скорее всего, это вызовет ускоренный износ седел. Можно ли определить, что седла изношены, не разбирая головки блока цилиндров?

По мере износа седла клапан все глубже садится в него, и следовательно все выше выступает из направляющей втулки. Таким образом, по мере износа седла уменьшается тепловой зазор. Если в двигателе используются гидравлические толкатели клапанов, то это остается незамеченным до тех пор, пока снижение теплового зазора не приведет к тому, что гидравлический толкатель опустится до упора. Если доходит до этого, то клапан уже не в состоянии плотно садиться в седло, и в этом случае резко падают степень сжатия (компрессия) и мощность двигателя, а расход топлива резко возрастает. Если клапан закрывается не полностью, то теплопередача от него к головке блока цилиндров нарушается, клапан перегревается и обгорает или начинает плавиться. При обгорании клапанов двигатель будет работать с перебоями, а на холостом ходу будет работать неровно.

Если двигатель оснащен механическими толкателями клапанов, то сокращение теплового зазора сначала проявляется в неровной работе двигателя на холостом ходу только тогда, когда двигатель прогрет. У двигателей с механическими толкателями снижение мощности, неровная работа на холостом ходу и перебои в работе, а также повышение расхода топлива, нарастающие по мере того, как клапаны все глубже садятся в седла, становятся заметными раньше, чем у двигателей с гидравлическими толкателями.

В заключение ниже приведены симптомы повышенного износа седел клапанов:

1. Сокращается тепловой зазор (клапаны перестают стучать).
2. В результате уменьшения теплового зазора разогретый двигатель начинает работать неровно на холостом ходу.
3. По мере того, как клапаны все глубже садятся в седла, возникают перебои в работе двигателя, падает его мощность и растет расход топлива, а также возникает неустойчивость работы двигателя на холостом ходу.
4. При обгорании клапанов двигатель работает плохо, кроме того, он плохо запускается (как в остывшем, так и в разогретом состоянии), происходят обратные вспышки и падает мощность двигателя.

Совет

Если тепловой зазор — регулируемый, обгорание клапанов можно предотвратить, регулярно его подстраивая. Запомните, одновременно с износом седла происходит износ и клапана, что приводит к уменьшению теплового зазора. Многие автомеханики и не подумают отрегулировать тепловой зазор до тех пор, пока клапаны не начинают сильно стучать. Если в процессе регулировки клапанов будет замечено уменьшение теплового зазора, то это может быть свидетельством износа седла клапана.

  Обработка седел клапанов производится лишь в тех пределах, которые обеспечивают устранение всех выступов и раковин на поверхности седла и исправление эксцентриситета. При удалении с седла металла клапан глубже опускается в корпус головки блока цилиндров (рис).


В результате верхушка стержня клапана выше выступает из направляющей втулки клапана. Клапан, вдавленный в головку, при открывании создает меньший просвет, таким образом, уменьшается поток газовой смеси, поступающей в цилиндр. Это, в свою очередь, приводит к снижению максимальной мощности двигателя.
И идеале рабочая фаска и седло клапана должны иметь одинаковый угол. Но это невозможно, особенно для выпускных клапанов, потому что головка выпускного клапана нагревается, а соответственно и расширяется, намного сильнее его седла. Это приводит к тому, что нагретый клапан соприкасается с седлом другим участком поверхности, чем холодный.

Угол между рабочей фаской клапана и седлом

Клапан, вследствие своей формы, расширяется при нагреве неравномерно. Неравномерное расширение вызывает также изменение посадки нагретого клапана в седло, Поэтому при восстановлен ил поверхности
При шлифовании седла клапан глубже опускается в корпус головки блока цилиндров, В результате верхушка стержня клапана выше выступает из направляющей втулки клапана с внешней стороны корпуса головки, обращенной к клапанному коромыслу
клапана и седла рабочая фаска клапана шлифуется под углом на один градус меньше, чем седло. Это делается для компенсации изменения посадки надетого клапана в седло.

Угол натяга обеспечивает принудительное уплотнение по периметру контакта между клапаном и краем седла на поверхности камеры сгорания

Как показано на рисунке выше - между рабочей фаской клапана и седлом создается угол, который на­зывается углом натяга. В результате, когда начинается эксплуатация отремонтированного двигателя, между клапаном и краем седла на поверхности камеры сго­рания обеспечивается принудительное уплотнение по периметру контакта. В процессе эксплуатации двига­теля происходит приработка клапана и в скором вре­мени восстанавливается плотный контакт между кла­паном и седлом по всей рабочей фаске.

Типичная посадка клапана в седле после приработки

Угол натяга позволяет решить еще одну проблему. Клапан и его седло обрабатываются на разных станках. Перед обработкой на каждом из них устанавливается угол обработки детали, и добиться идеального совпадения установленных углов на обоих станках практически невозможно. Угол натяга гарантирует, что при неболь­ших расхождениях углов шлифования будет обеспе­чен плотный контакт восстановленного клапана с кра­ем седла на поверхности камеры сгорания.

Ширина седла клапана

После механической обработки ширина седла кла­пана увеличивается. Восстановленное седло нужно су­зить так, чтобы оно по ширине и расположению совпа­дало с рабочей фаской клапана. Стандартная ширина седел автомобильных клапанов находится в пределах от 1/16 до 3/32 дюйма (от 1,5 до 2,5 мм). Рабочая фаска восстановленного клапана должна выступать за пре­делы седла не менее чем на 1/32 дюйма (0,8 мм). Этот запас называется вылетом. Пример типичной посадки клапана в седло после восстановления показан на рисисунке. 

Пример типичной посадки клапана в седло после их восстановления

Некоторые производители рекомендуют, чтобы контакт седла с клапаном приходился на середину рабочей фаски клапана. В любом случае ширина седла клапана и положение зоны контакта седла с рабочей фаской клапана должны соответствовать техническим требованиям производителя.

На протяжении многих лет восстановление седел клапанов осуществлялось, в большинстве случаев, пу­тем их шлифования с помощью шлифовального кам­ня. Постепенно все большее распространение получа­ет восстановление седел путем их обработки с помо­щью специальных фрез, обеспечивающих требуемое качество поверхности при высокой скорости обработ­ки.

Слева показана фреза, а справа — шлифовальный камень, предназначенные для восстановления седел клапанов

Никогда не вращайте фрезу против часовой стрелки! Заменяемые фрезы прослужат долго, если с ними обращаться аккуратно, не перегружать их и не вращать в неправильном направлении