Замена направляющих втулок клапанов – испытаем ловкость рук!

При частой эксплуатации автомобиля периодическая замена направляющих втулок клапанов практически неизбежна. Эти элементы необходимы для того, чтобы снизить расход масла в двигателе. Постараемся осуществить такую операцию самостоятельно.

Как определить, что произошел износ направляющих втулок?

На всех автомобилях втулки представлены по-разному, но принцип работы у них один. От клапанов напрямую зависит, как эффективно будет проходить заполнение цилиндров маслом, или наоборот, освобождение их от продуктов сгорания. Клапаны открывают и закрывают просвет, в который поступает топливная смесь. Чтобы определить, что произошел износ направляющих втулок клапанов, есть ряд признаков, которые перечислены ниже.

Если вы заметили, что масла стало расходоваться слишком много, то стоит первым делом обратить внимание на работу клапанов. Также характерный шум в области мотора, особенно около головок, будет свидетельствовать о проблеме. Поднимите капот, заведите двигатель и внимательно послушайте, как звучит «сердце» автомобиля. Если двигатель работает, но на его фоне происходит какой-то странный шум, то вам стоит обратить внимание на всё те же клапаны.

Если по какой-то причине у вас был искривлен шток, то после его замены необходимо сразу заменить клапаны, чтобы не ждать скорого наступления их неработоспособности.

Замена направляющих втулок клапанов – собираем инструменты

Перед тем, как заменить направляющие втулки клапанов, необходимо произвести определенную подготовку. Замена втулок на всех автомобилях производится примерно одинаково. Есть небольшие отличия в двигателях определенных стран, например, порядок работ на русских и японских моторах будет различным. Чтобы произвести данную операцию, необходима специальная оправка, которую можно заказать любому знакомому токарю, или же можно обратиться в мастерскую.

Также перед заменой вам необходимо подготовить стандартный набор инструментов: ключ, отвертки, сверла и тому подобные вещи. Стоит отметить, что вам понадобится запрессовка направляющих втулок клапанов, это специальный инструмент. Данный девайс сейчас продается в магазинах, но можно также его сделать самому. В данной статье, как именно сделать этот инструмент, мы описывать не будем, но вы с легкостью сможете найти информацию в других статьях.

Как заменить направляющие втулки клапанов самостоятельно?

Итак, непосредственно приступаем к самой работе! Чтобы все прошло удачно и без каких-либо оплошностей, вам необходимо соблюдать следующую инструкцию. Сначала вставляем поочередно оправку в отверстия старых втулок и очень аккуратно, не применяя особых усилий, наносим удары молотком по самому концу оправки. Тем самым медленно и, самое главное, аккуратно мы выбиваем втулки. Затем необходимо прочистить данное освободившееся место. Лучше всего, если есть такая возможность, втулки продуйте сжатым воздухом.

Для установки новых втулок их необходимо выдержать в морозилке примерно двое суток, так они будут более сжатыми и потом плавно разместятся в посадочном месте. Дальше нам необходимо нагреть головки блока цилиндров на электроплитке примерно до температуры, равной 100 градусам, тем самым мы расширим посадочные места. Остался последний этап: надеваем на втулки стопорные кольца, вставляем их в отверстия и также аккуратно, как мы их доставали, начинаем вбивать.

Обратите внимание, если колпачки разболтались, то совсем необязательно производить замену. В данной проблеме поможет развертка направляющих втулок клапанов. Она делается вручную, вы просто утягиваете клапан до минимального значения зазора. Для впускного клапана значение примерно от 0,020-0,055 мм, а если брать выпускной клапан, то значение должно быть 0,035-0,070 мм. Чтобы полностью завершить эту статью, осталось выяснить, какие направляющие втулки клапанов лучше? Между собой они отличаются по материалу изготовления. Конечно, лучше всего, если втулки будут чугунные. Так как в данном случае, чем прочнее материал, тем он лучше для использования.

Распределительный вал двигателя: описание,виды,фото,видео.

Распределительный вал предназначен для своевременного от­крытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Плотное зак­рытие клапанов обеспечивается пружинами, установленными на стержнях клапанов.

Изготавливают валы методом штамповки из стали (двигатели автомобилей ЗИЛ-433100 и КамАЗ) или отливают из чугуна (дви­гатели автомобилей «Волга» ГАЗ-31029, ВАЗ-2110, -2111, -2112, -1111,-11113, «ГАЗель»).

Валы автомобилей ВАЗ-1111 и -11113 трехопорные, а двигатель ЯМЗ-741 имеет шесть опорных шеек. Для откры­тия и закрытия клапанов имеются кулачки толкателей выпускных и впускных клапанов. Для привода топливного насоса на рас­пределительном валу установлен эксцентрик, а для привода мас­ляного насоса и прерывателя-распределителя — шестерня. На переднем конце вала на шпонке установлена шестерня привода распределительного вала. Опорные шейки распределительных ва­лов вращаются во втулках, выполняющих роль подшипников.

Втулки у различных моделей двигателей отличаются друг от друга. У автомобилей ЗИЛ-5301 они сталеалюминиевые, на двига­телях ЯМЗ-740 и -741 — бронзовые. Распределительные валы дви­гателей автомобилей «ГАЗель» своими опорными шейками опира­ются непосредственно на поверхность расточек в алюминиевом блоке цилиндров. У ЗИЛ-5301 первая втулка из алюминиевого сплава, остальные — чугунные.

От осевого перемещения распределительные валы двигателей автомобилей КамАЗ, ЗИЛ-433100, ГАЗ-3307, «Волга» ГАЗ-31029, «ГАЗель» удерживаются упорным фланцем и распорной втул­кой.

Наружный диаметр распорной втулки меньше, чем внутренний диаметр отверстия упорного фланца, поэтому фланец надевается поверх распорной втулки и двумя болтами крепится к блоку ци­линдров. Распорная втулка на 0,1 …0,2 мм шире фланца. Благода­ря такому устройству распределительный вал может перемещаться на 0,1 …0,2 мм.

Распределительные валы двигателей автомобилей ВАЗ-2110, -2111, -2112, -1111 и -11113 удерживаются от осевого перемеще­ния фланцем, устанавливаемым между головкой цилиндров (с кор­пусом подшипников) и корпусом вспомогательных агрегатов.

У двигателя автомобиля ЗИЛ-5301 и его модификаций распре­делительный вал удерживается от осевого перемещения передней втулкой опорной шейки (со стороны вентилятора), имеющей спе­циальный упорный бурт. Эта втулка изготовлена из алюминиевого сплава. Для повышения износостойкости рабочая поверхность ку­лачков и эксцентрика привода бензинового насоса чугунных валов отбелена до высокой твердости. Зубья шестерни привода масляно­го насоса закалены.

У стальных распределительных валов поверхности кулачков и опорных шеек упрочнены закалкой токами высокой частоты.

Опорные шейки валов могут иметь одинаковые диаметры (дви­гатель автомобиля ГАЗ-3307) или разные (двигатели автомобилей «Волга» ГАЗ-31029 и «ГАЗель» всех модификаций).

В двигателях ЗМЗ – 406 применяется на каждый цилиндр 4 клапана, и устанавливаются 2 распределительных вала. Валы взаимозаменяемы, фиксация производится с помощью 2-х стальных или пластиковых полусферических сухарей.

Толкатели

Усилия от кулачков распределительного вала к клапану или штанге передают толкатели. Они же воспринимают и боковые уси­лия, возникающие при вращении кулачков распределительного вала. Толкатели подвергаются действию переменных нагрузок, имеющих динамический характер, следовательно, должны иметь износостойкие рабочие поверхности и малую массу. Для уменьше­ния массы толкатели выполняют пустотелыми.

В двигателях с нижним расположением клапанов применяются тарельчатые толкатели со сферической опорной поверхностью. Кулачок распределительного вала касается опор­ной части толкателя сбоку от оси стержня и имеет небольшую конусность. Благодаря такому устройству толкателя и кулачка тол­катель вращается во время вращения распределительного вала, что обеспечивает равномерный износ опорной поверхности. Для регу­лировки тепловых зазоров в стержень толкателяввернут регули­ровочный болт с контргайкой.

У двигателей с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительных валовтолкате­ли выполнены в виде пустотелого поршня, внутрь которого входит штанга. Нижний конец штанги смазывается маслом, стекающим по штанге. В толкателе имеется отверстие, через которое выте­кающее масло смазывает направ­ляющие втулки и кулачки рас­пределительного вала. Таких от­верстий может быть два. Торец толкателя, контактирующий с кулачком, наплавлен отбелен­ным чугуном, сами толкатели стальные. Для равномерного из­носа опорная часть толкателя делается сферической, а кулачок имеет конусность, что приводит к вращению толкателя во время работы двигателя.

Рычажные подвесные толкатели применяют на двигателях дизе­лей. В приливах толкателя установлена ось ролика, на которой в игольчатом подшипнике вращается ролик. Ролик при работе дви­гателя катится по поверхности кулачка распределительного вала. У этих толкателей трение скольжения заменено на трение каче­ния, что способствует уменьшению износа толкателя и поверхно­сти кулачка вала.

При верхнем расположении клапанов и распределительного вала (двигатели автомобилей ВАЗ-2110, -2111, -1111 и -11113) толкате­лиимеют форму стакана, в перевернутом виде надетого на кла­пан. В наружном днище толкателя выполнено кольце­вое углубление для укладки ре­гулировочных шайб, подбором толщины которых регулируется тепловой зазормежду толкателем и кулачком распределительно­го вала.

На двигателях ЗМЗ-4061 и -4063 автомобилей «ГАЗель» и на двигателях автомобилей ВАЗ-2112 применены гидротолкатели. Эти двигатели имеют распределительные валы для впускных и выпуск­ных клапанов. Каждый цилиндр имеет по два впускных и два вы­пускных клапана. Над каждым клапаном располагаются гидротол­катели. Гидротолкатели стальные, выполнены в виде цилиндри­ческого стакана с плунжерной парой и шариковым обратным кла­паном. На наружной поверхности стакана имеются кольцевая ка­навка и отверстие для подвода масла внутрь толкателя из магист­рали головки блока цилиндров. Наружная поверхность и торец толкателя нитроцементированы. Толкатели устанавливаются в от­верстиях головки блока цилиндров. Гидравлические толкатели ис­ключают необходимость регулировки зазора между толкателями и клапанами.

а—тарельчатый со сферической опорной поверх­ностью; б—цилиндрический (поршневой); в—рычажно-роликовый;1 — распределительный вал; 2—кулачок; 3—толкатель; 4— регулировочный болт; 5— контргайка; 6—штанга; 7—отверстие для слива масла; 8—пята; 9—ролик; 10—игольчатый под­шипник; 11 — ось ролика; 12—втулка; 13—вилка толкателя.

Механизм привода клапа­нов при верхнем расположении кла­панов и распределительного вала:

1— головка цилиндров; 2 — клапан; 3 — толкатель; 4 — корпус подшипников распределительного вала; 5 — распре­делительный вал; 6 — регулировочная шайба; 7 — маслоотражательный кол­пачок; А — зазор между кулачком и ре­гулировочной шайбой

1-корпус, 2-гидрокомпенсатор, 3-плунжер, 4-клапан гидрокомпенсатора, 5-пружина гидрокомпенсатора.

Во время работы двигателя масло под давлением из системы смазки поступает в корпус, отжимает клапан и заполняет гидрокомпенсатор и плунжер.

Когда двигатель не работает давления масла нет.

Плунжер может отойти от стержня клапана. Пружина компенсатора расправится, компенсатор прижмет к низу корпуса, а плунжер к стержню клапана, следовательно зазора нет. Тепловой зазор устанавливается между плунжером и днищем корпуса – автоматически. Первый раз применился в ЗМЗ-406.

Штанга

Передает усилие от толкате­ля к коромыслу. Она должна обладать достаточной устойчивостью на продоль­ный изгиб, иметь возможно меньшую массу и высокую износостойкость рабо­чих поверхностей. Штанги изготавливают из прутка алюминиевого сплава (двига­тели автомобилей ГАЗ-53-12, ГАЗ-24-10 «Волга»), стального прутка с закаленными и обработанными рабочими поверхностями (двигатели автомобилей ЗИЛ-431410) или стальной трубки (двигатели автомоби­лей МАЗ-5335, КамАЗ-5320 и др.). На концы штанг из алюминиевого сплава и стальной трубки напрессованы сталь­ные, термически обработанные наконеч­ники для шарнирного соединения с коро­мыслом и толкателем.

Применение штанг из алюминиевого сплава для двигателей с алюминиевым блоком вызвано необходимостью сохране­ния постоянства теплового зазора в приводе клапанов — при нагревании блока и штанги линейное расширение их будет одинаковым и зазор неизменным.

Коромысло

Служит для передачи усилия от штанги к стержню клапана. Оно должно обладать достаточ­ной жесткостью и минимальным моментом инерции.

Конструктивно коромысло представляет собой неравноплечий рычаг, качающийся на неподвижной оси. С целью уменьше­ния высоты подъема кулачка и, следова­тельно, снижения инерционной нагрузки в приводе плечи коромысла выполняют неравными. Чаще применяют передаточное отношение коромысла 1:1,5.

В один конец коромысла, обращенный к штанге, ввертывается регулировочный винт с фиксирующей его контргайкой. В зависимости от типа наконечника штанги головка болта выполняется с наружной (двигатели автомобиля МАЗ—5335) или внутренний (двигатели авто­мобилей ГАЗ-3307, ЗИЛ-431410) сферой. Для повышения износостойкости поверх­ность сферической части головки болта термически обрабатывают и шлифуют. На поверхности болта выполняется коль­цевая проточка, а в теле высверливаются осевой и радиальный каналы для подвода масла к трущимся поверхностям штанги и болта от оси коромысла.

На другом конце коромысла имеется сферическая поверхность, которая опи­рается на стержень клапана. Эту поверх­ность (боек коромысла) термически обра­батывают и шлифуют.

В отверстие ступицы коромысла запрес­сована бронзовая втулка с кольцевой канавкой внутри для распределения масла и подачи его к регулировочному болту (двигатели автомобилей ГАЗ-3307, ЗИЛ-431410 и др.). Ось коромысел крепится к стойкам на головке блока. От продоль­ного смещения по оси коромысла удер­живаются распорными пружинами, при­жимающими их к стойкам и стопорным кольцам. На двигателях КамАЗ-740.10 и ЯМЗ по конструктивным соображе­ниям оси запрессованы в стойки индивидуально для каждого коромысла. От осевого смещения коромыс­ло удерживается упорной шайбой и стопорным пружинным кольцом.

Клапаны

Клапаны открывают и закрывают впускные и выпускные кана­лы, по которым в цилиндры поступает горючая смесь или воздух и выходят отработавшие газы. Клапаны должны надежно изолиро­вать цилиндр от впускного и выпускного трубопроводов во время тактов сжатия и рабочего хода, а также оказывать минимальное сопротивление движению газов в открытом положении.

Конструкция. Клапан состоит из головки и стержня, на кон­це которого имеются кольцевые проточки. Клапанный узел со­стоит из самого клапана, вставленного в направляю­щую втулку, стопорного кольца, маслоотражательного кол­пачка, опорной шайбы пружины, внутренней пружины, наружной пружины, тарелки пружин, двух сухарей, толка­теля и регулировочной шайбы. Плавный переход от стер­жня к головке уменьшает сопротивление при обтекании газами, особенно при такте впуска, увеличивает прочность клапана, улуч­шает теплоотвод. Головка клапана может быть плоской, выпук­лой, тюльпанообразной. Она должна иметь хорошую сопротив­ляемость короблению, так как головки выпускных клапанов мо­гут нагреваться до 850 «С, а впускных — до 400 °С. Для улучше­ния обтекаемости и снижения гидравлических потерь переход от головки к стержню выполняется плавным, с большим радиу­сом. Головки выпускных клапанов плоские. Они проще в изго­товлении и обладают необходимой жесткостью. Головки впуск­ных клапанов для уменьшения веса и инерционных сил делают тюльпанообразными. Диаметры головок впускных и выпускных клапанов могут быть одинаковыми, однако чаще головки впускных клапанов имеют больший диаметр для улучшения напол­нения цилиндра горючей сме­сью или воздухом. Для умень­шения сопротивления при впуске впускные клапаны авто­мобилей ВАЗ-21 10, -2111, -2112, -1111, -11113 и ИЖ-2126 наклонены к оси цилиндра. Для повышения надежности и гер­метичности сопряжения кла­пан—седло на головке клапана есть фаска, которую шлифуют, а затем притирают по месту специальными пастами. Контакт­ный поясок на фаске должен иметь ширину не менее 0,5 мм. Повышение надежности сопряжения достигается наплавкой на фаску специального износостойкого сплава. У выпускных кла­панов двигателей автомобилей «ГАЗель» на фаску наплавляют хромоникелевый сплав. У двигателя автомобиля ЗИЛ-433100 на оба клапана наплавляется сплав ЭП-616-Б.

Детали клапанного узла:

1 — клапан; 2 — направляющая втулка; 3 — стопорное кольцо; 4 — маслоотражательный колпачок; 5 — опорная шай­ба пружин; 6 — внутренняя пружина; 7— наружная пружина; 8— тарелка пру­жин; 9 — сухарь; 10 — регулировочная шайба; 11 — толкатель

Материалы

Клапаны изготовляют из жаропрочных сталей: впускной — из хромокремнистой, выпускной — из хромоникель-марганцовистой с присадкой азота. У ЗИЛ-433100 клапаны из жа­ропрочной стали с хромовым покрытием. Тарелки пружин клапа­нов и сухари изготовляют из малоуглеродистой стали и подверга­ют поверхностной нитроцементации.

Фаски клапанов выполняют под углом 30 и 45°. Клапан с фас­кой под углом 45° при одинаковом подъеме имеет меньшие про­ходные сечения, чем клапан с фаской под углом 30°, однако обес­печивает лучшую центровку в седле и большую жесткость голов­ки. Поэтому фаску под углом 30° применяют главным образом для впускных клапанов форсированных двигателей.

У некоторых двигателей, например ЗИЛ-508.10, для лучшего охлаждения в стержне выпускного клапана высверлен канал, ча­стично заполненный натрием. При нагреве натрий плавится и, испаряясь, отбирает теплоту у головки клапана и передает его че­рез направляющую втулкустенкам головки блока цилиндров. Направляющие втулки /2 обеспечивают перпендикулярное от­носительно седла 13 перемещение клапана. На двигателях ЗМЗ-4061 и -4063 втулки изготавливают из серого чугуна. Двига­тели автомобилей «ГАЗель» имеют направляющие втулки, изго­товленные прессованием с последующим спеканием из смеси же­лезного, медного и графитового порошка с добавлением дисуль­фида молибдена для повышения износостойкости. Направляю­щие втулки двигателя автомобиля ИЖ-2126 металлокерамические. Они легко обрабатываются и, обладая пористостью, хорошо удерживают масло, благодаря чему уменьшается износ стержней клапанов и втулок.

Выпускной клапан двигателя автомобиля ЗИЛ-508.10 с меха­низмом вращения: а — выпускной клапан и механизм вращения; б— г — соответственно начальное, рабочее и конечное положения механизма вращения; / — выпускной клапан; 2 — корпус механизма вращения; 3 — шарик; 4 — опорная шайба; 5— замковое коль­цо; 6 — пружина клапана; 7 — тарелка пружины; 8 — сухарь; 9 — дисковая пружи­на; 10 — возвратная пружина; // — натриевый наполнитель; 12— направляющая втулка; 13 — седло клапана; 14 — жаростойкая наплавка; 15 — заглушка; 16 —

головка блока

Между стержнем клапана и втулкой имеется зазор, необходи­мый для скольжения клапана. При такте впуска создается разность давлений: в цилиндре — разрежение, а под крышкой головки бло­ка — давление атмосферное. За счет этого масло продавливается внутрь цилиндра. Для уменьшения продавливания масла на на­правляющую втулку клапана надевается маслоотражательный кол­пачок, изготовленный из маслобензостойкой рези­ны, а сам зазор делается минимальным (0,05…0,08 мм).

Пружины

В закрытом состоянии клапаны удерживаются пред­варительно сжатыми пружинами. Каждый клапан закрывается од­ной пружиной у двигателей автомобилей ЗИЛ-433100, ГАЗ-3307 и ВАЗ-2112 или двумя (двигатели автомобилей КамАЗ, «ГАЗель», ВАЗ-2110, -2111, -1111, -11113, ИЖ-2126, «Волга» ГАЗ-31029, ЗИЛ-5301).

Клапанные пружины служат для закрытия клапанов и плотной посадки их в гнезда, воспринимают инерционные усилия, возни­кающие при работе механизма газораспределения. Сила пружины при полностью открытом клапане должна быть достаточной для удержания толкателя прижатым к кулачку распределительного вала, сохраняя при этом установленную продолжительность открытия клапана.

Если на клапане установлена одна пружина, то она может иметь переменный или постоянный шаг. Переменный шаг витков пред­охраняет от возникновения резонанса.

Установка двух пружин на клапане уменьшает их общую высо­ту, устраняет возможность возникновения опасного для прочнос­ти пружин резонанса и гарантирует надежность в работе, так как при поломке одной из пружин клапан будет удерживаться второй. Наружная пружина устанавливается вниз концом, имеющим мень­ший шаг витков. Она имеет левую навивку, внутренняя пружи­на — правую. Разная навивка необходима на случай поломки, так как при навивке в одну сторону обломки пружины могут попасть между витками другой и зажать ее.

Пружины клапанов работают при резко меняющихся динами­ческих нагрузках. Для обеспечения необходимой прочности пру­жины навивают из стальной проволоки диаметром 4…6 мм марок 50ХГА, 50ХФА, 60С2Н2А. Для предохранения от коррозии поверх­ность пружин подвергают лужению, оцинковыванию или кадми-рованию. После завивки клапанные пружины подвергают закалке, отпуску и механической обработке. Для повышения усталостной прочности пружины подвергают дробеструйной обработке. Детали крепления пружин (опорные шайбы, сухари и другие детали) из­готавливают из стали 40, 45, 12ХНЗА и др. Для образования опорной поверхности концевые витки пружи­ны при изготовлении сближают до соприкосновения и сошлифо-вывают. Нижним концом пружина упирается в опорную шайбу, расположенную на головке цилиндров или на дис­ковой пружине, другой конец упирается в тарелку пружины. Упорная тарелка пружины удерживается на стержне клапана при помощи двух сухарей, внутренний бортик которых входит в коль­цевую проточку стержня клапана.

Гидронатяжитель

Вместо ручного механического натяжителя цепи может применяться автоматический гидронатяжитель. (Впервые ЗМЗ-406)

Источник Источник Источник Источник http://carnovato.ru/iznos-zapressovka-zamena-napravljajushhih-vtulok-klapanov/
Источник http://seite1.ru/zapchasti/raspredelitelnyj-val-dvigatelya-opisanievidyfotovideo/.html