Ремонт головки блоку циліндрів
Опубліковано: Березень 23, 2009
Останнім часом ми неодноразово отримуємо звернення з проханням докладніше розповісти про ремонт сідел клапанів та про ручний інструмент для обробки сідел клапанів головок блоку циліндрів фірми Neway. Чи це нове покоління сервісменів, що розвивається, стукає у ворота, то чи не на жарт вибухнула криза велить підв'язати пояси, а може, те й інше? Як відомо, нове – лише добре забуте старе, і ми із задоволенням беремося в черговий раз нагадати про дуже ефективний інструмент, здатний вирішити проблему ремонту сідел і клапанів ГБЦ навіть у найнесприятливіших умовах без істотних витрат і з високою якістю.
Техніко-економічні показники двигуна (потужність, момент, що крутить, витрата палива та ін.) в першу чергу залежать від досконалості протікання робочих процесів в камері згоряння. Деталі двигуна, що обмежують камеру згоряння - втулка, сідло, клапан - зазнають максимальних механічних і термодинамічних навантажень, що зумовлюють їх підвищений знос.
Найбільш поширеними дефектами головок блоку циліндрів двигунів за статистикою є: 1 - знос втулок клапанів (до 69% вітчизняних та до 75% зарубіжних ДВЗ); 2 — знос клапанних сідел (до 64% вітчизняних та до 83% зарубіжних ДВС); 3 - знос фасок та стебел клапанів; 4 - втрата пружності клапанних пружин; 5 - тріщини перемичок між отворами під розпилювачі форсунок та сідлами клапанів; 6 - негерметичність склянок форсунок та заглушок.
Перераховані вище дефекти усуваються заміною деталей або ремонтом за умови наявності спеціального обладнання та інструменту. Особливе місце серед нього займає обладнання для ремонту сідел клапанів,без якого обійтися просто неможливо. Призначення такого обладнання – відновлення необхідної геометрії та герметичності сполучення сідло – клапан, порушених внаслідок дії конструктивних та експлуатаційних факторів. Ремонт сідел обов'язковий, тому що змінена при експлуатації форма контактуючих поверхонь клапана та сідла, наявність мікрощілин у сполученнях погіршують умови роботи сполучених деталей. В результаті збільшується інтенсивність зносу, спостерігається руйнування робочих фасок, прогар тарілок клапанів, тріщини сідел, наявність на фасках смолистих відкладень та продуктів неповного згоряння палива. Такі дефекти викликають посилений прорив газів, знижують ступінь стиснення, зменшується потужність двигуна, збільшується витрата палива та олії, утруднюється запуск, погіршуються екологічні характеристики двигуна.
Сьогодні український ринок наповнений так званими «головковими» верстатами закордонного виробництва. Їхні постачальники ведуть суперечки про переваги та недоліки моделей, що швидше нагадує з'ясування особистісних стосунків і тільки все більше заплутує. Тому пропонуємо уникнути складних моделей, побудованих методом аналізу кінцевих елементів, а повторити прості і незаперечні істини.
Отже, мета ремонту клапанних сідел - забезпечити правильну геометрію сполучення «клапан-сідло» та їх герметичність, що визначаються у свою чергу переважно вакуумметричним тиском та «биттям» фаски клапана та сідла.
Для досягнення мети потрібно забезпечити такі умови:
1 – співвісність сідла та втулки;
2 – відповідність кутів фасоксідла та клапана;
3 – якість поверхонь фасок, що сполучаються (відсутність дроблення, задирів та ін.).
Все обладнання для відновлення фаски сідла в якості настановної бази використовує внутрішню поверхню втулки (базування по пілоту у втулці), тому, для дотримання умови 1, ремонт сідел починають з дефектації втулки, заміни її при необхідності або відновлення. Тільки за наявності бази з правильною геометрією можна говорити про якісний ремонт (що стосується власне будь-якого обладнання).
Ступінь забезпечення умов 2 та 3 характеризується безпосередньо технологічністю самого обладнання. У зв'язку з тим, що верстатне обладнання, як правило, тягне за собою значні капіталовкладення, найбільшу популярність серед ремонтників отримав спеціальний ручний інструмент, який явно виграє за собівартістю робіт і термінами окупності.
Фрезерування сідел з використанням ручних інструментів шарошей застосовується від початку ХХ століття. Шарошки – це набір фрез, кожна з яких призначена для обробки фаски із заданим кутом та випускається для конкретної моделі двигуна. Шароша жорстко фіксується на напрямному стрижні, який потім вставляється і обертається у напрямній втулці клапана із зазором.
Привід фрези забезпечується коміром. До єдиної переваги використання шарош можна віднести лише копійчану вартість. А ось недоліки можна перераховувати та перераховувати:
- Невисока точність фрезерування фасок, т.к. в кінематичній схемі використовується напрямний стрижень, що обертається, який може здійснювати кутові переміщення в межах зазору з втулкою;
- Висока ймовірність появиефекту «дроблення» на оброблюваної поверхні через рівномірне розташування ріжучих пластин;
- Низька продуктивність в результаті використання великої кількості зубів на фрезі (реалізація малих контактних навантажень ріжучої пластини на оброблювану деталь);
- Необхідність перезаточування лез арошей після обробки 5 ... 10 головок блоку на спеціальному устаткуванні;
- Неможливість застосування комплекту шарошей для інших моделей двигунів у зв'язку з фіксованим діаметром шарошок;
- Невисока точність виготовлення комплекту шарошок.
Основний комплект інструменту Neway включає:
- Напрямний пілот легкоконусний (набір пілотів 3 - 4 шт. на один типорозмір) або з цанговим затиском (більш універсальний варіант);
- фрезу з твердосплавними змінними ножами;
- Ключ для обертання фрези.
Neway має схему базування по жорстко фіксованого пілоту у втулці. Різання здійснюється фрезою, що обертається на пілоті. Зазор у поєднанні пілот - фреза становить 0,003 ... 0,005 мм. Це обмежує кутові переміщення фрези щодо осі (кут γ малюнку).
Точність обробки сідел за допомогою Neway – биття фаски до 0,03 мм. Як і під час використання будь-якого ручного інструменту, результат ремонту залежить від навичок майстра. Контроль точності обробки здійснюється за допомогою пристрою Neway для перевірки биття фаски сідла.
Ножі на фрезах зроблені з надтвердого матеріалу (карбіду вольфраму, 85 HRC), що зберігає ріжучі властивості на дві і більше тисяч сідел без проміжного заточування. Є фрези з розташуванням ножів під кутами 15 °, 20 °, 30 °, 45 °, 60 °, 70 °, 75 °, 80 °. Для регулювання діаметра обробки, ножі можутьпереміщатися у своїх пазах із подальшою фіксацією за допомогою спеціальних затискачів. Наприклад, фреза № 230 призначена для обробки сідел діаметром від 28 до 38 мм (ВАЗ, Москвич, малолітражні іномарки), тобто кожен з ножів має діапазон налаштування вильоту +5мм. Універсальність застосування фрез для різних моделей двигунів – одна з переваг інструменту Neway. Велика гамма фрез, що випускається фірмою Neway, - це можливість обробки сідел від мотоциклетних двигунів до двигунів важких вантажівок.
Відповідно до технології ремонту сідла і клапана необхідно забезпечити так званий інтерференційний кут (відмінності кутів робочої фаски клапана і сідла на 0,5...1 о ). Працюючи ручним інструментом великий вплив має людський чинник, що викликає додаткові похибки обробки. Після обробки сідла фрезами Neway утворюється мікрорельєф робочої поверхні фаски сідла для усунення подібних похибок, після перших 10-15 хвилин роботи двигуна клапан самостійно «прихлопується» до сідла (знаходить своє місце), що забезпечує його більш щільну посадку і ідеальну герметичність. У конструкції фрези Neway закладено відхилення кута на 0,5 про , а геометрія ріжучої кромки типу «гребінка» створює мікрорельєф робочої поверхні.
Інструмент Neway для обробки сідел можна підібрати в комплекті, або сформувати для певного типу машин. Після придбання першого комплекту Neway через деякий час мотористи розширюють сферу діяльності за рахунок придбання додаткових фрез інших типорозмірів.
Зробити крок від шарошів до професійного інструменту, від аматорського рівня до професіоналізму – просто, вигідно та необхідно. Головне підтвердження цього – динаміка бізнесу наших партнерів, більшість із яких починали відпрацьовуватитехнологію ремонту ГБЦ саме з інструментом Neway, а після закінчення часу потребували більш продуктивного спеціального верстатного обладнання.
За більш ніж десятирічний період роботи в Україні, інструментом Neway відремонтовано тисячі головок легкових, вантажних та мотоциклетних двигунів. За цей час ручні фрези Neway встигли не лише стати популярними, а й коханими. Важко знайти моториста, який не чув чи не працював інструментом Neway. Фрезами Neway працюють і у спеціалізованих дилерських центрах та автомайстернях.
Американська компанія Neway почала виробляти інструмент для ремонту деталей двигунів далекого 1952 року. Актуальність обраного напряму й у наш час незаперечна. В активах фірми цілий комплекс простого, але водночас ефективного та надійного інструменту. У номенклатурі продукції є пристрій Gizmatic для обробки клапанів, інструмент для ремонту втулок, пристрій для перевірки биття фаски клапана.
Інструмент фірми «NEWAY» офіційно рекомендований для використання виробниками автомобілів США, Європи, Японії: GMC, FORD, MERCEDES, VW, AUDI, BMW, OPEL, VOLVO, ROVER, SAAB, SCANIA, MAN, PORSCHE, FIAT, PEUGEOT, RENAULT, CITROЁN , HONDA, MAZDA, TOYOTA, MITSUBISHI, MAN.
Обладнання для ремонту сідел головок блоку на виставках завжди викликає підвищений інтерес відвідувачів
Пілоти Neway: легкоконусний (зверху) - для більш жорсткої фіксації та цанговий (знизу) - найбільш універсальний
Фрези Neway: зліва з двостороння з кутами фасок 30 про і 45 про, в середині – двостороння з кутами фасок 15 про та 60 про, праворуч – одностороння з кутомфаски 60 про
Спеціальний привід Neway для обертання фрези