Для чего нужна втулка клапана
Для чего нужна направляющая втулка клапана?
Одними из основных внутренних компонентов любого транспортного средства считаются клапаны. При этом они чаще всего предусмотрены в четырехтактных силовых установках, благодаря чему позволяют управлять газообменом. Если наблюдать за этим элементом в замкнутом состоянии, то здесь приходится сталкиваться с отделением камеры сгорания от впускных или же выпускных трактов, которая в дальнейшем прилегает непосредственно к седлу клапанов, размещенных в головках цилиндров. Конечно же, в зависимости от воздействующей на силовой агрегат нагрузки, а также области его использования, различают несколько типов клапанов, которые имеют свои личные особенности. В этом случае приходится говорить о закалке и бронировании стержней клапанов, ввиду чего гарантируется бесперебойная работа и длительный эксплуатационный период мотора, независимо от окружающих факторов.
Направляющая втулка клапана является особым приспособлением, которое предназначено для восприятия боковых усилий, влияющих на стержень. Таким образом, этот элемент фиксирует сам клапан в седле, в результате чего отводится определенная часть тепла от тарелок непосредственно с ГБЦ.
На специализированных ресурсах представлен большой выбор направляющих втулок клапанов, обладающих особыми характеристиками и областью использования.
Если говорить о сухарях клапанов, в этом случае речь идет о достаточно важных деталях, использующихся для удержания и фиксации приспособлений, представленных в виде компонентов, способных приходить в непригодность через определенный промежуток времени. Соответственно при износе данных элементов необходимо в срочном порядке выполнить их замену.
Еще одними немаловажными приспособлениями считаются седла клапанов, которые совместно с предыдущими деталями используются для уплотнения сгорания головок блока цилиндров. Их производство осуществляется посредством использования разных материалов. Однако чаще всего здесь приходится говорить о чугуне или же металлокерамике.
При выборе таких приспособлений необходимо уделять особое внимание их размерам, а не типу силового агрегата. Только лишь в этом случае можно подобрать идеальные по всем показателям седла, которые на протяжении долгого времени будут эффективно справляться со всеми возложенными функциями.
Если у вас остались какие-либо вопросы, связанные с направляющими втулками клапанов или же другими деталями, тогда настоятельно рекомендуем проконсультироваться с опытными специалистами в данном направлении. Настоящие профессионалы ответят на все интересующие вас вопросы, в результате чего вы сможете совершить правильную покупку.
Зачем нужна втулка клапана
Замена направляющей втулки клапана: конструкция механизма
Замену направляющих втулок клапанов необходимо осуществлять при ремонте головки блока цилиндров, а также при чрезмерном износе элементов. Отечественные автомобили обладают значимым преимуществом – их можно ремонтировать самостоятельно, имея под рукой минимальное количество инструментов и приспособлений.
Также в магазинах имеется большой выбор запасных частей различных производителей, поэтому с ними проблем не возникает никогда. Однако при регулировке клапанов на переднеприводных автомобилях требуются шайбы, они не всегда есть в свободной продаже. А вот направляющие втулки меняются относительно просто. Такая процедура обеспечит нормальное функционирование двигателя.
Зачем нужна втулка
Для того чтобы обеспечить стабильную и бесперебойную работу двигателя внутреннего сгорания, используется головка блока конструкции. В ней имеются такие элементы:
При замене направляющих втулок клапанов ВАЗ-2109 нужно обеспечить максимальную чистоту. Все работы проводить только на верстаке, перед установкой обязательно очищать все элементы от загрязнений. В противном случае частицы пыли попадут внутрь камеры сгорания и повредят поверхность гильз.
Клапаны устанавливаются в отверстия, через которые проходит топливная смесь и выхлопные газы. Чем точнее будет работать система клапанов, тем выше мощность двигателя, его крутящий момент. Если направляющая окажется немного деформированной, то это приведет к тому, что ножка поршня не сможет нормально перемещаться – ей будет мешать сила трения. Из-за этого эффективность работы всего механизма снижается в несколько раз. Вероятность обрыва ремня ГРМ увеличивается.
Конструкция клапанной системы
На каждом клапане имеются тарелки – рабочие части дисковидной формы. Они максимально плотно прилегают к гнезду. Чтобы обеспечить максимально плотное соединение, потребуется при проведении ремонта делать притирку. Для этого используются специальные абразивные пасты. Вторая часть клапана – это шток с прорезями на конце. С его помощью передается поступательное и возвратное движение к тарелке. Благодаря этому отверстие в головке блока своевременно открывается и закрывается.
Для обеспечения движения клапана строго по оси используются втулки. Конструкция у них такая, что ножка клапана не может смещаться в стороны – только вверх или вниз. Между внутренней частью втулки и штоком нет зазоров, поэтому через нее не сможет пройти моторное масло в камеру сгорания. Хотя для этой цели устанавливаются сальники. Но со временем необходимо проводить замену направляющих клапанов, так как под действием силы трения они все равно разрушаются.
Когда нужно менять втулки
Обязательно нужно убедиться в том, что неисправны именно втулки. Аналогичные признаки могут возникнуть и при выходе из строя сальников. Когда необходимо менять направляющие на клапанах?
Подготовка к ремонту
Максимально тщательно нужно проводить ремонт головки и механизмов газораспределения. Необходимо наличие нескольких специальных инструментов, набора ключей явно будет недостаточно. Замена направляющих втулок клапанов ВАЗ-2106 проводится точно так же, как и на любой другой модели. Конструкция отличается, но незначительно. Мастеру потребуется такой инструмент:
Все работы желательно проводить при снятой головке. Обязательно снимаете клапаны, сальники, распределительный вал и остальные элементы.
Последовательность действий
Заранее очистите от загрязнений все элементы головки блока. Новые направляющие положите в морозильную камеру за пару дней до начала ремонта. Алгоритм выполнения работ такой:
Завершение работ
Прежде чем устанавливать клапаны, доработайте внутренние отверстия во втулках. Для этого дайте головке блока полностью остыть. Попробуйте установить клапаны – если они не входят, то воспользуйтесь разверткой для увеличения отверстия. Сначала используете самый маленький размер. Обязательно после каждого прохода примеряйте клапан.
Вам нужно добиться максимальной плотности посадки клапана во втулке. При замене направляющих втулок клапанов ВАЗ-2112 обязательно наметьте положение впускных и выпускных отверстий. Впускные втулки короче выпускных, поэтому при монтаже их спутать невозможно.
Замена направляющих втулок клапанов на автомобилях ВАЗ
Характерной особенностью автомобилей отечественного производства является то, что их ремонт и техническое обслуживание вполне можно осуществлять собственными силами. Главное, наличие необходимых знаний, инструкций и желание справиться с задачей собственными силами. Но всё же в случае замены направляющих втулок клапанов, которая имеет ряд своих специфических особенностей, провести её лучше на СТО. Однако немало автомобилистов неплохо справляются с этой задачей и в собственном гараже.
Для чего нужна направляющая втулка
Направляющую втулку вполне справедливо можно считать основным элементом, от которого зависит ресурс и правильная работа тандема «седло — клапанная тарелка». Материал, из которого изготовлена деталь и сама её конструкция в первую очередь нацелены на работу в условиях больших скоростях закреплённого в ней клапанного стержня, постоянных высокотемпературных нагрузок и практически полного отсутствия смазки в паре «клапан-втулка».
Причины и последствия деформации
Описанные условия приводят к тому, что в процессе работы мотора изнашиваются и направляющая втулка клапана, из-за чего со временем может нарушаться её соосность с клапанным стержнем. В дальнейшем деталь ещё больше разбивается и клапан начинает «гулять» и неплотно прилегать к своему седлу, а это, в свою очередь, приводит к разбитию фаски седла со временем. В качестве последствий можно получить прогар клапана и попасть на замену седла.
Внешний вид бронзовых направляющих втулок для моделей ВАЗ 2108–2109
Также из-за «гуляния» клапана в разбитой направляющей могут быстрее прийти в негодность маслосъёмные колпачки. Они просто не смогут удерживать масло при увеличившихся угловых смещениях клапанного стержня. Результатом будет попадание масла в двигатель, а если ещё учесть, что через разбитую втулку будет проходить масла больше обычного, то ситуация получается не из приятных. Увеличится нагар на клапанах и других деталях вокруг камеры сгорания, повысится уровень вредных выбросов выхлопных газов и можно получить преждевременно вышедший из строя каталитический нейтрализатор. И простой заменой маслосъёмных колпачков тут не обойтись, так как вскоре проблема снова вернётся.
Почему не стоит пренебрегать проверкой
В процессе ремонта двигателя его головке лучше уделить особое внимание. Нередко именно эта часть мотора виновна в том, что уровень компрессии в цилиндрах далёк от желаемого. Автомобилисты порой при ремонте ГБЦ ограничиваются только притиркой клапанов к их сёдлам, считая, что в цельнометаллических втулках особо изнашиваться особо-то нечему. В то же время проверить, насколько велик зазор между деталью и её клапаном будет совсем нелишним делом. Когда полученные цифры зазора выходят за рамки рекомендуемых автопроизводителем, то никакая притирка клапанов или замена маслосъёмных колпачков не уберегут от проблем в дальнейшем.
Материалы, используемые для изготовления втулок
Для изготовления втулок применяют материалы с хорошей износостойкостью и уровнем теплопроводности. Среди таких можно найти:
По теплопроводности и себестоимости латунь наряду с бронзой находятся в лидерах, поэтому подавляющее большинство втулок изготовлено из сплавов этих металлов.
Нюансы, которые необходимо учитывать
Большинство втулок имеют специальный опорный буртик на наружной стороне, призванный обеспечить надлежащую фиксацию детали по вертикали в ГБЦ. Если же деталь гладкая, то установка осуществляется с использованием специальной оправки.
Для впускных клапанов направляющие втулки не должны выступать, дабы не увеличивать аэродинамическое сопротивление впускного канала. Втулки выпускных клапанов призваны по максимуму «прятать» стержень клапана для сохранности последнего от воздействия высоких температур и лучшего отвода тепла.
Внешний вид и расположение направляющей втулки клапана в ГБЦ
Точность изготовления втулок очень высока. Это необходимо для получения максимально выверенной соосности и наилучшего прилегания клапанной тарелки и седла при функционировании двигателя. Снаружи корпус детали, которую предстоит запрессовать в ГБЦ, должен быть максимально чисто обработан, на нём должны отсутствовать какие-либо царапины или риски. Этим обеспечивается оптимальный отвод тепла от этой хапчасти в головку блока.
Видео: обзор направляющих втулок клапанов для ВАЗ 2108–2109
Определение износа
Характер работы пары «клапанный стержень — втулка» обуславливает повышенный износ внутренней поверхности последней. Заметен он становится при длительном пробеге автомобиля (около 150 тыс. км.). В то же время использование масел низкого качества может существенно ускорить выработку ресурса втулок. Поэтому всегда перед их заменой желательно определить степень износа. Для этого есть два метода:
- С использованием микрометра в паре с нутромером. С помощью этих инструментов у втулки измеряется минимальное значение внутреннего диаметра, а также максимальный диаметр зоны хода клапанного стержня. Разность между полученными диаметрами и даст нам ширину искомого зазора. При проведении измерений не нужно забывать о конусном и бочкообразном характере износа стержня, а также о том, что с высотой у втулки меняется диаметр. Все поверхности перед началом замеров необходимо хорошо очистить от пыли и грязи.
Набор из Нутромера и микрометра для определения износа втулок
Нутромер с индикатором часового типа для измерения зазоров между втулкой и клапаном
Замена направляющих втулок клапанов
Извлечение
Инструмент для выпрессовки и запрессовки направляющих втулок
Видео по выпрессовке
Установка новых
Видео по запрессовке
Финальная стадия — развёртки
Бывает так, что при установке клапанов они не входят в новые втулки. Это вызвано тем, что при запрессовке направляющие могут немного изменить свой внутренний диаметр. Здесь на помощь приходят развёртки, которыми наша запчасть растачивается до нужного диаметра. Применяем последовательно одну за другой по нарастающей. Параллельно снимаются замеры после каждого использования. Развёртки лучше брать сразу алмазные, так как стальные значительно быстрее приходят в негодность.
Развёртка направляющих втулок 8,022 мм
Как говорилось в самом начале, направляющие втулки клапанов, несмотря на их внешнюю кажущуюся простоту, являются одними из базисных элементов газораспределительного механизма. Понимание этого момента, а также возможных последствий в случае неисправности позволит сохранить немало нервов, времени и денежных средств.
Руководство по замене направляющих втулок клапанов своими руками
Многие автомобилисты с приличным опытом езды, которые видели двигатель в разобранном виде, не подозревают о существовании таких деталей, как направляющие втулки клапанов. Причин две: они малозаметны даже на снятой головке блока цилиндров (ГБЦ) и служат довольно долго — 200 тыс. км и более, а потому редко обсуждаются в среде водителей. Но в результате износа эти неприметные детали всё равно приходится менять, что при желании спокойно делается в домашних условиях.
Зачем нужны направляющие втулки?
В начале и середине прошлого века ГБЦ автомобилей изготавливались из чугуна, а клапаны просто вставлялись в точно просверленные отверстия. Но впоследствии производители отказались от чугунных головок из-за большого веса и недостаточного отведения излишков теплоты, а им на смену пришли лёгкие ГБЦ из алюминиевых сплавов. Эти металлы обладают прекрасной теплопроводностью, но слабо противостоят износу от трения.
Чтобы решить проблему, была придумана направляющая втулка — посредник между мягким сплавом головки цилиндров и стальным стержнем клапана, постоянно движущимся вверх-вниз в процессе работы. Изготовленная из чугуна или специальной бронзы, она надёжно запрессовывается в тело ГБЦ, а внутрь с минимальным зазором вставляется клапан.
На схеме двигателя показано расположение направляющих втулок
Сама втулка представляет собой полый цилиндр, сделанный точно по размерам под определённую модель автомобиля. Наружная поверхность отшлифована и на ощупь гладкая, а на внутренней выполнена спиралевидная канавка в виде резьбы. По ней движется моторное масло, смазывающее ось клапана и снижающее силу трения. В верхней части направляющей детали сделана неглубокая выборка, куда вставляется стопорное кольцо.
Слева втулка для выпускного клапана, справа — для впускного
Важный момент. Направляющие элементы для впускной и выпускной группы клапанов отличаются по конструкции, хотя внешне могут выглядеть одинаково (например, детали для российских автомобилей ВАЗ 2108—09). Разница такая: во втулке для выхлопного тракта масляная канавка выполнена по всей длине отверстия, а для впускного — только наполовину. А вот изделия для «классики» ВАЗ 2106 различаются и по размерам, при одинаковом диаметре выпускные элементы длиннее впускных.
Бронзовые втулки для ВАЗ 2109 с виду все одинаковые
Втулки выполняют следующие функции:
Чугунные детали ВАЗ 2106 — впускные втулки короче выхлопных
Когда элемент запрессован в отверстие ГБЦ, то его верхняя часть меньшего диаметра на несколько миллиметров выступает над поверхностью. Это необходимо, чтобы установить на неё маслосъемный колпачок (он же — сальник клапана), не позволяющий смазке из верхней части двигателя попадать в камеру сгорания через внутреннее отверстие втулки.
Так выглядит выступающая часть, куда надевается маслосъёмный колпачок
Причины поломки деталей и их последствия
Характерная особенность направляющих элементов заключается в том, что они не выходят из строя в один момент, а изнашиваются постепенно. Срок «жизни» деталей на авто бюджетной категории составляет от 180 до 300 тыс. км, а на более дорогих иномарках может достигать 1 млн км. На процесс износа влияет несколько факторов, могущих его ускорить:
Нагар на штоке разрушает втулку довольно быстро
Примечание. На рабочий ресурс всех элементов газораспределительного механизма также влияет исправность системы питания и зажигания. Когда в результате неполадок возникают хлопки в топливный либо выхлопной коллектор, то смазка между парой клапан — втулка смывается несгоревшим бензином, отчего несколько секунд механизм работает «на сухую».
Изношенная деталь характеризуется «разбитым» внутренним отверстием, в результате чего шток клапана начинает в нём слишком свободно ходить, а потом появляется люфт. Стержень перекашивается в процессе работы, а тарелка плохо совмещается с седлом, герметичность сопряжения постепенно теряется. Из камеры сгорания в механизм прорываются газы, а сверху попадает масло, в результате чего образуется нагар. Он тоже способствует ускорению износа, быстро приводя деталь в полную негодность.
Когда нужно менять направляющие?
Главный симптом, означающий, что втулки клапанов пришли в негодность, — повышенный расход моторного масла. Когда у штока появился поперечный свободный ход (люфт), то маслосъемные колпачки уже не в состоянии предотвратить проникновение смазки в цилиндры из верхнего моторного отсека, где расположен распределительный вал. Она протекает в увеличенный зазор между клапанным стержнем и внутренним диаметром втулки и беспрепятственно попадает в камеру сгорания.
Выходящий из выхлопной сизый дым — признак сгорания масла
Признаки потребления масла из-за проблем с направляющими такие:
Совет. По нагару на свечах вы можете определить цилиндр, в который попадает наибольшее количество смазочного материала. Это пригодится для выполнения диагностики.
Это и есть масляный нагар на свече зажигания
Поскольку масло может проникать в камеры также по вине цилиндро — поршневой группы, необходимо провести диагностику, чтобы точно определить неисправность. В качестве примера предлагается взять популярный автомобиль ВАЗ 2106:
Чтобы ощутить люфт, клапан надо вытащить за шток и покачать в стороны
При наличии люфта можете смело продолжать разборку, поскольку для замены втулок необходимо снять головку цилиндров. Если вас не оставили сомнения, проверьте остальные клапаны, картина должна быть примерно одинаковой.
Порядок замены направляющих клапанов ВАЗ 2106
Вся процедура делится на несколько этапов:
Первым делом следует отключить аккумулятор от бортовой сети
Совет. Стоит соблюдать именно такую очерёдность действий — сначала разборка мотора, а потом закупка запчастей. Вскрытие точно покажет, какие детали вам нужны. Если вы недавно меняли клапана (5—10 тыс. км назад), то их нужно вытащить, чтобы примерить к новым втулкам в магазине. Старую клапанную группу придётся заменить.
Подготовка необходимого инструмента
Чтобы произвести разборку и замену направляющих, вам понадобится:
Без ключа с трещоткой и головок при снятии ГБЦ не обойтись
Оправка для работы с направляющими представляет собой стальной пруток, конец которого проточен под внутренний диаметр втулки. Вторая часть оправки — это насадка для запрессовки, чей размер подогнан под широкую наружную часть детали (так называемую шляпку), поскольку по торцу бить нельзя. Комплект можно заказать токарю либо купить в готовом виде, он стоит недорого.
Оправку для выбивания и посадки втулок можно выточить по чертежу
Совет. В процессе замены направляющих придётся заново притирать клапана, а то и выполнять прирезку сёдел. Для этих работ нужен специальный инструмент и соответствующие навыки, поэтому операцию лучше доверить мастеру. Кроме того, покупка приспособлений для прирезки и притирки сведёт к нулю всю выгоду от ремонта ГБЦ своими руками.
Это развёртка, используемая на ГБЦ автомобилей ВАЗ 2101—07
Развёртка — это слесарный инструмент, предназначенный для точной подгонки внутренних диаметров отверстий. В данном случае она необходима, чтобы развернуть внутреннюю часть втулки под стержень клапана с минимальным зазором.
Демонтаж ГБЦ и старых втулок
Данный этап — самый трудоёмкий и длительный, начинается он с отключения аккумулятора и опорожнения водяной рубашки мотора (с радиатора жидкость сливать не нужно). Дальнейшие операции выполняйте в таком порядке:
Снятие корпуса фильтра
Совет. Сразу после демонтажа головки очистите блок от старой прокладки и накройте чистой материей, чтобы внутрь цилиндров случайно не попала грязь.
Снятую ГБЦ удобно разместите на столе и снимите пружины с коромыслами (желательно не путать местами), после чего съёмником разблокируйте клапаны и вытащите их. При этом не потеряйте «сухари» — мелкие полуцилиндры, вставляющиеся в прорезь штока. Затем переверните головку камерами сгорания кверху, подложите по краям деревянные бруски и выбейте оправкой все втулки. Удары наносите со средним усилием, чётко и точно. В конце почистите и тщательно протрите всю ГБЦ от нагара и отложений.
Карбюратор надо снять с коллектора, чтобы не мешал
Рекомендация. Пользуясь моментом, обследуйте разобранный двигатель на предмет других неисправностей, чтобы сразу их устранить. Привлеките мастера — моториста с прибором — нутромером, дабы он проверил выработку в цилиндрах и проконсультировал вас по всем вопросам. Это важно, если вы разбираете силовой агрегат ВАЗ 2106 впервые.
Перед разборкой важно совместить метки
Фотоинструкция по снятию головки цилиндров
Как демонтировать ГБЦ ВАЗ 2106 — видео
Подбор новых деталей
Направляющие втулки для двигателя «шестёрки» можно купить в двух исполнениях — из чугуна или бронзы. При выборе стоит придерживаться таких рекомендаций:
Совет. Не слушайте заверения о том, что бронзовые втулки противостоят износу лучше чугунных, это не соответствует действительности. Чугун гораздо твёрже большинства металлов, в том числе и бронзы, просто он хуже передаёт тепло. Отсюда вывод: те и другие детали хороши, но применять их надо по назначению.
Также стоит приобрести новую клапанную группу (если она не менялась недавно), прокладки под ГБЦ и различные патрубки и 1—2 л антифриза на доливку. Остальные детали покупайте по результатам проведённой ранее дефектовки.
Посадка втулок и обратная сборка
Чтобы запрессовать направляющие в гнёзда, переверните головку цилиндров камерами сгорания книзу. Затем наденьте на элементы стопорные кольца, натягивая их с верхнего конца. Если начнёте надевать кольцо с нижней стороны, то обязательно оставите на поверхности глубокие борозды, куда впоследствии может протечь масло.
Важно! Перед посадкой смажьте наружную поверхность деталей тонким слоем моторного масла.
Новая втулка забивается до упора через проставку
Для запрессовки вставьте первую втулку концом в отверстие, наденьте на оправку насадку и приложите её к широкой части детали. Выверенными ударами молотка по проставке забейте втулку до упора, что характеризуется изменением звука ударов (появится лёгкий звон). Бейте со средней силой, чтобы не расколоть чугун. Повторите действие со всеми элементами, а если какой-то из них все же расколется, возьмите запасной.
Справка. Зачастую можно услышать рекомендации, что ГБЦ необходимо греть в ведре с водой, а втулки перед забивкой засунуть в морозилку. Эти мероприятия действительно облегчают запрессовку, но отнимают массу времени. Любой знающий слесарь вам скажет, что посадка чугуна в алюминиевый сплав с натягом 0,04—0,06 мм спокойно выполняется без всякого разогрева.
Отверстия втулок следует прогнать разверткой
По окончании запрессовки нужно прогнать внутренний диаметр втулок развёрткой, чтобы стержень клапана скользил в нём с минимальным зазором. Операция выполняется так: закрепите четырёхгранный конец развёртки в воротке, смажьте рабочую часть моторным маслом, вставьте в отверстие и вращайте по часовой стрелке. Инструмент должен пройти по всей длине детали. Теперь остаётся поставить и притереть клапана, что рекомендуется доверить специалисту. Затем произведите сборку двигателя в обратном порядке, но с учётом ключевых моментов:
Схема затяжки болтов головки цилиндров
Совет от бывалых. Старые мастера после затяжки болтов ГБЦ нередко давали двигателю постоять в течение 12—24 часов, а потом ещё раз обтягивали головку. При наличии времени последуйте данной рекомендации, через сутки вы сами убедитесь, что узлы «уселись», а болты немного прослабились.
Порядок затягивание гаек крепления распределительного вала
По окончании сборки и заливки антифриза запустите двигатель, прогрейте его и вращением корпуса трамблёра выставьте оптимальный угол опережения зажигания.
Совмещение круглой метки на шестерне с приливом на корпусе
Видео по замене направляющих втулок
Суть процесса замены направляющих одинакова для автомобилей любых марок, разница заключается в сложности разборки и форме втулок. Данная процедура довольно трудоёмкая и отнимет у вас немало времени. Будьте готовы к тому, что по ходу дела в двигателе наверняка вылезет ещё какая-то неисправность и её тоже придётся устранять. С другой стороны, вы сэкономите немало денег, выполнив замену втулок собственноручно.