Притирання клапанів
Притирання клапанів – операція з поліпшення прилягання фасок клапанів і сідел клапанів. Притирання проводять як вручну, так і за допомогою спеціалізованого інструменту і притиральної пасти. Притирання клапанів дає змогу розв’язати кілька завдань, серед яких – зрівняння шорсткості зон прилягання на клапані та на сідлі, зниження цієї шорсткості та контроль проведених операцій.
Притирати клапани чи не притирати? Однозначної думки з цього приводу немає. Деякі фахівці відмовляються від притирання, аргументуючи це тим, що рівень сучасного обладнання з обробки сідел і клапанів розв’язує завдання їхнього щільного прилягання. Водночас є й противники сліпої довіри такому підходу, до яких можна віднести й нашу компанію. Далі ми обґрунтуємо наше бачення цього питання і опишемо ті висновки, до яких ми дійшли за понад 20 років роботи над відновленням головок блоків циліндрів.
Але давайте по порядку. Якщо ми під мікроскопом придивимося до результатів прирізання (профілювання) сідел клапанів і до результатів шліфування тарілок клапанів, то ми побачимо «зоране поле», засіяне ямами і борознами. Ба більше, шорсткість обробки сідла різцем відрізнятиметься від шорсткості обробки тарілки клапана абразивним кругом. Це призводить до того, що між цими шорсткостями в майбутньому будуть накопичуватися частинки паливно-повітряної суміші, продуктів згоряння, і з часом ефективність роботи головки блоку циліндрів буде падати. Тому ми говоримо про те, що ці дві різні за шорсткістю поверхні потрібно зрівняти і привести їх якщо не до ідеального прилягання, то близького до нього.
Давайте розглянемо такий приклад. Можна зробити головку зі зміщенням, обробити сідла з таким зміщенням, що ви ставите клапани і бачите щілини, в які можна просунути в кілька разів складений папір. Ви поставите цю головку, і вона працюватиме. Запас у машини досить великий, ви не відчуєте цю щілину, наприклад, у динаміці. Згодом ця щілина заросте нагаром і якось там буде тримати, але ефективно працювати не буде. Якщо у вас є зміщення – це працює. Якщо немає зміщення – набагато краще працює. А якщо у вас немає зміщення і клапан притертий – це ще краще працює!
У нашій практиці часто буває, коли ми починаємо притирати нові клапани і бачимо, що слід – пляма контакту клапана і сідла – не повністю розподілений по всій фасці, по колу, а є провали, ями на робочій поверхні. І відсоток таких клапанів, які потребують доопрацювання, досить великий. З нашого досвіду – це відсотків 5 нових клапанів, із заводу. А це вже чимало! Ми в будь-якому разі перевіряємо на биття кожен новий клапан, який встановлюємо – це для нас закон. Але на перевірочному стенді мікропровали ми можемо не побачити, а за притиральною контактною плямою ці дефекти ми здатні відстежити. Тобто притирання – це також контрольний тест якості проведених робіт і встановлюваних деталей.
Потрібно також розуміти, що клапану і сідлу клапана необхідний тепловідвід для ефективної роботи. Правильне прилягання площин покращує тепловіддачу. Напрямна втулка відбирає тепло у штока клапана, сідло забирає це тепло у тарілки клапана і віддає його голівці. Ось чому чавунні головки, у яких немає сідел і напрямних втулок, а тіло головки є сідлом клапана і втулкою, працюють кратно більше, ніж головки зі вставними втулками і сідлами. Ось вам наочний ефект тепловіддачі.
І якщо немає цього правильного прилягання деталей, є зазор, ми цю тепловіддачу погіршуємо, наприклад, навантажуємо один бік теплом. У камері згоряння і так нерівномірний розподіл тепла. Особливо випускний сектор нагрівається нерівномірно навіть у найідеальніших умовах. Інженери намагаються розрахувати всі ці процеси таким чином, щоб був правильний розподіл теплового навантаження. Щоб не виходило так, що через половину сідла виходить 80% гарячих викидів, а через другу половину – 20%. Це нерівномірне теплове навантаження. І часто ці процеси навіть не розраховуються за формулами, а досягаються дослідним шляхом. Тому що ідеальних умов роботи силового агрегату немає. Ми змінюємо оберти, швидкість руху клапана постійно змінюється, швидкість протікання потоків… Усе це в постійному мінливому стані. Тому знаючи всі ці процеси, не можна нехтувати такими технічними вимогами, як тепловідведення при правильному приляганні деталей.
Далі розглянемо ще одне важливе питання – чим притирати клапани? Звичайно, якщо вибрати алмазну пасту, у якої шаржованість (впроваджуваність, насичуваність поверхні деталей, що притираються) стоїть на верхівці шкали Мооса (десятибальна мінералогічна шкала відносної твердості поверхні мінералів), під час промивання деталей її вже так просто не позбутися і вона нам послужить погану службу.
Ми працюємо пастою карбіду кремнію, 40 мікрон. Карбід кремнію добре розтирається, подрібнюється. Із 40 мікрон зернятко перетворюється на мікрон 10-15. Якщо притирати відразу 10 мікронами, то процес обробки може розтягнутися надовго. Зерно порошку береться таким, щоб після притирання шорсткість поверхні була не більшою, ніж після прирізки і шліфування. Нагадаємо, що після прирізки сідел і обробки клапанів завжди присутня шорсткість, ідеалу не буває. Завдання притирання – щоб після притирання шорсткість була не вищою, а такою ж або нижчою. Притирати ми повинні пастою, яка не дуже тверда і не впроваджується так глибоко, щоб її не можна було потім вимити з притираємих зон.
Далі – нюанси обробки. Для того, щоб домогтися ідеального результату, терти клапан потрібно не більше 10 обертів навколо своєї осі. Немає необхідності в тому, щоб довго і нудно притирати клапан. Потрібно розуміти, що притирання дефекти геометрії сідла, невідповідність кутів прилеглих поверхонь не усуває. Такі дефекти усуваються ріжучим інструментом. Наше завдання – вирівняти і/або знизити шорсткість. І Боже упаси переборщити з пастою, щоб вона потрапила у втулку або кудись потекла! Потрібно поставити буквально пару точок пасти на поверхню, що притирається.
Важливий також контроль за чистотою роботи. Потрібно не полінуватися тримати робоче місце, деталі, інструмент у чистоті. Після притирання ми використовуємо на клапан одну серветку, на сідло іншу. Витираємо так, щоб жодне зернятко не потрапило в направляючу втулку або на шток клапана. Для цього потрібна культура виробництва: чисті руки, а не засолоджені й замаслені; мають лежати одноразові серветки, відповідна зручна робоча поза… Робота проводиться не на ходу, сидячи десь там на пеньку. Має бути організовано зручне робоче місце. Має бути відповідний інструмент для притирання – ручний і електричний. Тільки за таких умов ми можемо говорити про якість виконаної роботи.
Наостанок пропонуємо виділити трохи свого часу і знайти в мережі інформацію про те, як збирають двигуни, наприклад, Lamborghini, перегонові боліди… Усі відповідальні процеси здійснюються вручну, індивідуально. І так, клапани для цих двигунів притираються. Тобто ці двигуни збираються так, щоб вони працювали відповідно до своїх потенційних можливостей. Ми не порівнюємо свої процеси з процесами виробників суперкарів, але з нашого боку було б невіглаством нехтувати цим багаторічним досвідом автомобільної індустрії.
Повернутись до розділу Ремонт ГБЦ
Тематичні матеріали: