Из какого металла направляющие клапанов

Обновлено: 04.01.2025

У бензиновых автомобильных двигателей температура впускного клапана достигает 400 градусов, а выпускного более 800 градусов. Впускные клапаны омываются топливо-воздушной смесью, а выпускные — отработавшими газами. При этих условиях втулки клапанов должны прочно сидеть в головке блока цилиндров, осуществлять смазку и обеспечивать отвод тепла от стержня клапана.

Втулки впускного и выпускного клапанов из чугуна и латуни, геометрические параметры и особенности материала клапанных втулок двигателя.

Требования к геометрии направляющих втулок и характеру их сопряжений по наружному диаметру (D) в головке блока и по внутреннему диаметру (d) со стержнем клапана строго нормированы. Втулки впускного и выпускного клапанов легко отличить. У втулок впускного клапана винтовая канавка для удержания масла нарезана на половину длины, что уменьшает поступление масла в камеру сгорания, а втулка выпускного клапана для лучшего отвода тепла сделана более длинной.

Для головок блоков цилиндров из алюминиевых сплавов втулки изготавливают из чугуна, латуни или бронзы. Бронзовые и латунные втулки обеспечивают более интенсивный отвод тепла от стержня клапана и лучше работают в условиях недостаточной смазки.

Чугунные направляющие втулки впускных и выпускных клапанов.

Их обычно устанавливают в более форсированных двигателях, в которых условия смазки стержней выпускных клапанов весьма неблагоприятны из-за высокой температуры последних, а стержней впускных клапанов — вследствие выдувания и смывания масла топливовоздушной смесью, постоянно находящейся во впускном трубопроводе под пульсирующим давлением.

Латунные направляющие втулки клапанов.

Латунь лучше чем чугун работает в условиях ограниченной смазки, ее теплопроводность в два раза выше, чем у чугуна. У латунных втулок есть смысл изменить посадочную поверхность под маслоотражательный колпачок, удалить канавку под стопорное кольцо и сделать ребро охлаждения, которое одновременно является и фиксатором положения втулки в головке блока цилиндров. Латунные клапанные втулки применяются в двигателях автомобилей Audi, BMW, Volvo.

Размеры направляющих втулок впускных и выпускных клапанов различных автомобилей, зазор и натяг, мм (d — внутренний диаметр, D — наружный диаметр).

Вышеперечисленные свойства латуни позволяют отказаться от винтовых канавок в отверстиях клапанных втулок и сделать втулки впускных и выпускных клапанов одинаковой длины. Так сделано у упомянутых выше иномарок. У части иномарок одинаковыми (короткими) делают ремонтные латунные втулки.

Тепловые характеристики чугуна, стали, бронзы, латуни и алюминия.

Латунные втулки клапанов позволяют уменьшить рабочий зазор в паре втулка — стержень клапана, что уменьшает расход масла. Большой коэффициент теплопроводности латуни способствует быстрой передаче тепла от стержня клапана к головке блока цилиндров и далее к охлаждающей жидкости.

При выборе марки латуни необходимо иметь в виду, что латуни с большим содержанием цинка более дешевые, лучше обрабатываются резанием, лучше прирабатываются и меньше изнашиваются. Вместе с тем у этих латуней меньше теплопроводность. Более низкая температура латунных втулок способствует более длительной работе маслосъемных колпачков, что также уменьшает расход масла.

К сожалению, у латунных втулок есть и минусы. При нормальном рабочем зазоре «разогретой» втулки зазору «неразогретой» слишком велик. Так у Audi (латунь) в соединении втулка — клапан зазор у впускных клапанов 0,1 мм, у выпускных 0,13 мм. Тогда как у автомобилей ВАЗ (чугун) соответственно 0,022-0,055 мм и 0,029-0,062 мм, т.е. примерно в два раза меньше. Попытка уменьшить этот зазор всегда приводит к заклиниванию (схватыванию) стержней клапанов латунными втулками.

При изготовлении втулок необходимо обеспечить максимальную соосность внутреннего отверстия (под стержень клапана) и наружных посадочных поверхностей (в головку и под колпачок). Заметим, что у чугунных втулок, поступающих в запасные части, несоосность встречается довольно часто.

Если головка блока цилиндров чугунная, то установка специальных направляющих втулок клапанов не обязательна, отверстия под клапаны выполнены непосредственно в головке. Усилие запрессовки латунных втулок в 2-3 раза меньше, чем чугунных. Процесс их запрессовки — легкое постукивание по оправке. На втулку колпачок напрессовывают нажатием руки на специальное приспособление. А вот спрессовывается колпачок в этом случае значительно труднее.

По материалам книги «Приспособления для ремонта автомобилей».
Росс Твег.

Бронзовые направляющие втулки клапанов.

При ремонте или форсировании двигателя остро стоит вопрос сохранения или повышения ресурса отдельных узлов и деталей, на которые при форсировании увеличивается нагрузка.
Одной из таких наиболее проблемных деталей двигателя является направляющая втулка клапана.
Серийные втулки для восьмиклапанных двигателей ВАЗа делаются из специального чугуна, который, к сожалению, не отличается высокой стойкостью к износу. Серийные втулки ВАЗа грешат плохой геометрией, и на многих моторах к пробегу 30-40 тыс. км люфт клапана вследствие износа превышает все разумные допуски, а при работе мотора прослушивается характерный клапанный стук. Качество выделки и геометрия головок для двигателей Оки еще хуже, особенно это видно по головкам конца 90-х годов.
И только на двигателе 2112 (16 клапанов) серийно устанавливаются втулки из латуни (Лс65), имеющие больший срок службы, чем чугунные.

Чем же заменить ненадежные чугунные втулки? Ответ найден давно — специальные направляющие втулки из бронзовых сплавов. Для направляющих втулок не всякая бронза подойдет, а лишь несколько сортов, специально подобранных и испытанных в автоспорте.

Плюсы бронзовых втулок следующие:
Лучший теплоотвод от стержня клапана и передача тепла в алюминиевое тело головки, высокая стойкость к износу, отличная совместимость со стальными и хромированными клапанами, меньшая требовательность к количеству масла, попадающего на стержни клапанов.

Специалисты по ремонту ГБЦ так же отмечают важную особенность бронзовых втулок — материал достаточно пластичен, не раскалывается, как чугунная втулка, а следовательно, риск раскалывания втулки (появления трещины) при ее запрессовке, или экстремальных режимах работы двигателя, сводится к нулю.

Для двигателей ВАЗ 2108\2110 освоен выпуск втулок двух типов — для стержня клапана диаметром 8 мм и для клапанов с диаметром стержня 7 мм. Второй тип втулок для семейства двигателей 2108 имеет серийный наружный диаметр, внутренний — 7 мм, а маслосъемные колпачки применяются от 16 клапанного двигателя 2112. Комплект таких втулок показан на фото ниже. Данные втулки применяются при экстремальном тюнинге двигателя с клапанами 40x34.
Бронзовые втулки клапанов с 7 мм стержнем

Бронзовые втулки 2108 так же применяются в двигателях Оки. Кроме того, допустимо применять данные втулки на двигателях семейства ВАЗ "классика".
Опробован так же экономичный вариант, когда бронзовые втулки применяются только на выпускных клапанах, а для впускных клапанов — качественные импортные чугунные направляющие. Такая комбинация оправдана не только экономией, но и увеличением общего ресурса ГБЦ при обычном ремонте головки, ведь выпускные направляющие втулки — наиболее нагруженные.

Бронзовые втулки рекомендуется применять при общем форсировании двигателя, как необходимый элемент увеличения ресурса. Для спортивных валов с подъемами более 12 мм использование бронзовых втулок уже не имеет альтернативы.

Из какого металла направляющие клапанов

Замена направляющих втулок клапанов на автомобилях ВАЗ

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:

специальные сплавы чугуна;
бронзУ;
латунь;
металлокерамику.

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:

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

Здесь настоятельно рекомендуется перед процедурой разогреть головку блока цилиндров где-то до 100 градусов по Цельсию. Алюминий, из которого изготовлена ГБЦ, имеет больший коэффициент расширения, чем материал направляющей втулки. Вследствие нагревания натяг соединения втулка-ГБЦ существенно уменьшается и направляющие можно спокойно, без повреждения посадочного места, выпрессовать лёгкими ударами молотка или кувалды.
Для извлечения применяют специальный инструмент-выколотку (оправку). Несмотря на свою узкоспециализированность и дороговизну, этот инструмент даёт возможность выпрессовки точно по оси направляющей втулки. Нередко опытные автомастера для подобных процедур обзаводятся пневмомолотками и специальными насадками-выколотками для них.

Инструмент для выпрессовки и запрессовки направляющих втулок

Видео по выпрессовке

Установка новых

Перед тем как ставить новые запчасти, нужно определить значение фактического натяга. Для этого измеряется диаметр посадочного гнезда в ГБЦ и диаметр втулки. Разница между первым и вторым не должна превышать 0,03–0,05 мм.
В случае если гнездо заметно больше, чем выбранная для него втулка, то следует поискать деталь диаметром побольше. Если же диаметр гнезда недостаточен, то можно воспользоваться услугами сверлильного станка для его увеличения.
Перед процедурой запрессовки новых втулок головку блока цилиндров также необходимо нагреть. А вот новые запчасти вообще рекомендуют охладить в жидком азоте, что сильно уменьшит их внешний диаметр и позволит легче войти в расширенные от нагрева посадочные гнёзда, также снизит риск получения повреждений при запрессовке.
Но так как не у всех в гараже найдётся жидкий азот, то можно предварительно поместить новые втулки в морозилку. Опять же при наличии последней в зоне доступности. Для простоты, можно взять в качестве необходимой разницу температур между ГБЦ и направляющей втулкой равной 150 градусам Цельсия. Ещё при запрессовке втулок рекомендуют смазывать трущиеся поверхности жидким машинным маслом, особенно если детали не нагревались/охлаждались.
Сам процесс запрессовки проходит по тому же сценарию, что и выпрессовки. В качестве инструмента оправка и молоток (или пневмомолоток с насадкой). Далее, чередой последовательных ударов забиваем деталь в посадочное гнездо.

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.

Даже на новых фольксвагенах с их супер маслами к ста тысячам они изнашаваются до предела.

Вообще-то собирался дать заказ серьёзному токарю на серьёзном заводе. И точить из латуни или бронзы именно той марки из которой надо. Как раз сейчас я эту марку ищу в инете.

Попутно наткнулся на пару статей, где говорится о бронзовых втулках:

гм . правда в вопросе зазора между клапаном и втулкой эти статьи друг другу противоречат .

Резо!
Я перечитал внимательней, но противоречие осталось

Вот две разноцветных цитаты для сравнения

Хромированные стержни клапанов работают особенно хорошо с бронзовыми втулками и могут быть использованы с зазором, близким к нулю, т.к. хром и бронза имеют очень мало шансов быть «прихваченными» друг к другу.

Если при ремонте использовались направляющие клапанов из бронзы или латуни, то при их последующем разворачивании зазор между стержнем клапана и втулкой нельзя умышленно занижать, думая, что чем плотнее, тем лучше.
Фирмы-изготовители рекомендуют для направляющих втулок из бронзы и латуни увеличенные (по сравнению с рекомендуемыми для чугунных и металлокерамических втулок) зазоры. Это обусловлено большим коэффициентом линейного расширения этих материалов.
Если этим пренебречь, то неизбежен «прихват» клапана во втулке, со всеми вытекающими последствиями (гнутые клапаны и т.п.).

Хромирование клапана не повлияет на тепловое расширение втулки.
Если зазор в паре уйдёт в 0, то будет прихвачен любой клапан, хоть хромированный, хоть намыленный (шучу))) Поэтому мне и видится тут противоречие.

в ней говорится в частности, что в некоторых случаях применение бронзы или латуни вообще не имеет альтернативы.

Я перечитал внимательней, но противоречие осталось

Однако бронзовые направляющие требуют намного меньше смазки и из-за этого можно использовать эффективные сальники (как минимум на впускных клапанах) и добиваться малых зазоров в направляющих втулках — всё это улучшит уплотнение клапанов. Хромированные стержни клапанов работают особенно хорошо с бронзовыми втулками и могут быть использованы с зазором, близким к нулю, т.к. хром и бронза имеют очень мало шансов быть «прихваченными» друг к другу.

а вот ещё одна статья про бронзу и латунь для направляющих . в ней говорится в частности, что в некоторых случаях применение бронзы или латуни вообще не имеет альтернативы.

Сайт о внедорожниках УАЗ, ГАЗ, SUV, CUV, кроссоверах, вездеходах

По материалам книги «Приспособления для ремонта автомобилей».
Росс Твег.

Какой материал подобрать на направляющие втулки клапанов?

Есть четыре варианта:
1. Бронза
2. Латунь
3. Чугун
4. Алюминий
Какой из этих материалов лучше не использовать и какие зазоры лучше выдержать?

Метки: ремонт гбц 412

Комментарии 42

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы писать комментарии, задавать вопросы и участвовать в обсуждении.

Бронзовые самые норм. А лучше Бериллиевая бронза)

Думаю пригодится, правда по жигулям, фото из книги ремонт двигателей "жигулей" издательство За рулём

На ВАЗ-2112 и его производных в стоке бронзовые направляшки. Хрома на клапанах я там не видел. И ресурс у этой пары будь здоров, по крайней мере за 150 ткм им нихрена не делается вообще.

На 2112 вроде латунные направляющие

Если честно — не знаю.
Латунные? Бронзовые?
Они желтые, и они долговечные.

Впуск — родные
Выпуск БрАЖ9-4

покройте клапана хромом и сделайте направляющие из сплава БрОЦ 5-5-5 будет ходить очень долго

Ставил альфанаправляющие
впуск бронза выпуск чугун
чугун вроде выжил, бронзу сожрало, а там где бронзу не сожрало жрало масло.
поставил на впуск чугун на выпуск стандартную металокерамику
отходило 20 тысяч сдох распредвал. разобрал . чугун чуток поело и люфт чуть увеличился металокерамика как была так и осталась

Бронзовые направляющие + хромированные клапана = отличная пара трения. Немцы знают толк в моторах, куча немецких моторов с такими направляющими.

Мой рецепт проверенный на моей своем УЗОМе. Впуск бронза от альфы. Выпуск металокерамика родная с буковкой М, переточеная под тазомаслак. На выпуске маслаки тефлоновые от ситроена. И так же на выпуска резьба на пол длины втулки по аналогии с тазовскими.

Почему на выпуск не рискнул бронзу ставить?

Ну вот не рискнул… Посмотрим как она на впуске отбегает.

Товарисч anatoliy7922 истину глаголит! Это упоминается в советской литературе по ремонту и обслуживанию автомобилей Москвич, так же в этой литературе указывается что перед запрессовкой таких втулок их необходимо выдержать некоторое время в моторном масле дабы ооные пропитались ибо имеют пористую кристалическую решетку и способны удерживать масло для последующего скольжения пары втулка-клапан. Но справедливости ради стоит отметить, что понятие указанной там металлокерамики сильно разнится с тем, что представляет из себя сегодняшняя металлокерамика.

лично себе менял .ставил металокерамику еще совдеповскую. не знаю как в последнее время но при союзе на заводе ставили металокерамику.почитайте старую литературку из чего изготавливались москвичевские направляющие. да и работали они на ура.пробег моей головы был 300тыс+.

Цитирую: Материалами для изготовления направляющих втулок служат бронза, перлитный чугун и металлокерамика. Металлокерамика представляет собой смесь из порошков железа, меди и графита, которая подвергается прессованию, спеканию в печи и пропитыванию маслом. Металлокерамические втулки обладают меньшей теплопроводностью, но отличаются высокими антифрикционными свойствами и в настоящее время применяются для клапанов двигателей ЗИЛ, ЯМЗ, ЗМЗ, МЗМА и др. В форсированных теплонапряженных двигателях рекомендуется применять бронзовые втулки, обеспечивающие наиболее интенсивный отвод тепла от клапанов.

Вот именно — МЗМА, а не УЗАМ, а это другие моторы.

О госпаде. Да шо вы спорите. Родные направляющие металокерамика. Это все знают. Но вы народ почему то спорите об этом…

У меня родные ушатало на выпуске через 100000 км. Хочу чего-нибудь более надежного

100000. Да ты щасливчик. Более надёжное. Ну может быть берилиевая бронза. И то не факт

Потому что доводилось только об чугуний спотыкаться…

Typbodrigatel

И на УЗАМ в том числе, так то и первые УЗАМы собирались на МЗМА-АЗЛК и только в последствии производство перенесли в Уфу

anatoliy7922

Извиняюсь, был не прав. Нашел в относительно свежей книге, что металлокерамика имела место быть…

бронзу поставил на впуск и выпуск с ВАЗ колпачками.

родные идут из металлокерамики.правда найти их сейчас да еще и качественные довольно проблематично.быстрее это будет зделать на барахолках у дедушек.

Дорога к Евгению Травникову на канал Теория ДВС. Там есть все ответы

Для бронзы, латуни клапана нужны хромированные. Алюминий и недели в этом моторе не проходит, задерет его, в особенности на выпуске. Ставь новые родные чугунные, разворачивай как положено и катайся. Родные направляйки разобьются не раньше чем через150-170 тыс.км. Если ты, конечно, колпачки туда не вставишь!

Не пойму, колпачки не нужно вставлять? Почему?

Родные направляйки смазываются за счет брызг масла. Если поставить колпачки, масла будет недостатосно и стержни клапанов быстро изнашиваются. В крайнем, если колпачки ставить, надо удалять маслоотбойные шайбы из- под пружин. Кроме того на выпускных клапанах клапанах колпачки быстро дубеют от прегрева. Толку от них вообще ноль.

А как быть с прогоранием масла и с нагаром на тарелке и ножке клапана?

Поэтому есть требование по зазору между клапаном и направляйкой 0,005 мм А еще есть специальные колечки, надеваемые на стержень клапана и которые не дают лишнему маслу стекать по стержню. Кроме того в рткрытом положении клапана эти колечки практически перекрывают доступ масла в напоавляйку. Естественно, что набольшое количество масла прохоит до тарелки, но при неизношенных клапанах и направляйках его количество очень мало. Поверь, я даано имею Москвичи, и неоднократно занимался ремонтом. Тот нагар, о котором ты пишешь, оказывает настолько незначительное влиянине на работу мотора, что серьезно об этом можно говорит ь тоько при подготовке мотора к спорту.

Из какого материала делают направляющие для клапанов

Направляющие втулки клапанов. | направляющая втулка клапана

Направляющие втулки клапанов, какие они должны быть, зазоры их установки и другое.

Приветствую всех любителей самостоятельного ремонта двигателя, своего мотоцикла или автомобиля. В этой статье мы поговорим о достаточно мелких, но важных деталях любого двигателя — направляющих втулках клапанов. Не смотря на свой скромный размер, направляющая втулка клапана деталь очень важная, и рано или поздно ей начинает интересоваться каждый опытный водитель, даже тот, который отдаёт свой мотор на ремонт в автосервис.

Направляющие втулки любого двигателя, обеспечивают точное направление возвратно-поступательному движению клапанов, для их открытия и закрытия в нужный момент, и от состояния трущейся пары втулка-клапан, напрямую зависит расход моторного масла, а так же плотное и точное прилегание тарелки клапана к своему седлу. К тому же, направляющая втулка — это деталь, по которой осуществляется отвод тепла от стержня клапана к головке двигателя. Так же тепло к головке двигателя отводится и через тарелку клапана и седло (когда клапан находится в закрытом состоянии).

Появление в своё время сёдел и направляющих втулок клапанов, послужило толчком для замены вечно перегревающихся чугунных головок двигателя, более продвинутыми алюминиевыми головками, которые лучше отводят тепло и быстрей остывают.

Ведь во времена, когда головки были чугунными, направляющих втулок и сёдел клапанов не было, то есть эти детали составляли с чугунным телом головки одно целое. И при износе направляющих отверстий, по которым скользили стержни клапанов, а так же при износе (или прогаре) мéста прилегания тарелки клапана, чугунную головку приходилось менять на новую.

Но с другой стороны, каждое конструктивное решение головки двигателя, может исходить из многих причин. Ведь процессы отвода тепла от клапана в монолитную деталь и через запрессованную деталь (втулку или седло) ощутимо отличаются. И если втулка запрессована в тело головки, то средняя температура выпускного клапана большинства бензиновых двигателей около 400 градусов, а максимальная температура может достигать более 800 градусов.

В монолитной же конструкции головки, когда втулки не запрессованы в головку, а просто просверлены направляющие отверстия в теле головки, средняя температура выпускного клапана меньше — примерно 300 — 315 градусов, а максимальная температура достигает не более 700 — 720 градусов.

Но всё же, несмотря на меньшую температуру монолитных головок, от них постепенно отказались из-за их не ремонтопригодности (хотя и их можно отремонтировать — расточить и завтулить, но температура нагрева клапанов, восстановленной таким образом чугунной головки, будет намного больше чем у алюминиевой).

Я думаю, что отказались от чугунных монолитных головок всё таки из-за их веса, и из-за их меньшего теплоотвода, по сравнению с алюминием. Вспомните хотя бы то, как греются чугунные цилиндры старых двигателей, и как греются современные алюминиевые цилиндры (или блоки цилиндров). Естественно, более современный мотор с алюминиевыми цилиндрами греется меньше.

Материал, для изготовления направляющих втулок клапанов.

Раньше втулки точили из чугуна (да и сейчас на некоторых моторах тоже, и ниже станет понятно почему), но чуть позже использовали и металлокерамику (смешивание в точной пропорции порошка меди, графита и железа и затем пропитка маслом этой смеси и далее спрессовка и спекание при определённой температуре).

Металлокерамические направляющие втулки можно встретить и сейчас, например на 412-х Москвичах, или «газонах» — ГАЗ 66. Но минус таких втулок — это то, что их не сделаешь самостоятельно (на токарном станке), так как требуется специальное оборудование. Чугунные же втулки или втулки из латуни или бронзы, можно выточить на обычном токарном станке для любого, даже редкого автомобиля или мотоцикла.

Для более современных форсированных моторов, в том числе и с надувом, втулки начали точить из алюминиевой бронзы. Этот сплав способен обеспечить более лучший отвод тепла от стержня клапана. К тому же этот сплав очень медленно изнашивается от трения, даже в условиях недостаточной смазки трущейся пары (клапан-втулка). Это важное качество особенно полезно для форсированных моторов с надувом, где условия смазки стержня клапана и втулки очень плохие, так как температура здесь очень высокая (любое масло почти теряет свои смазывающие свойства).

А на стержнях выпускных клапанов условия ещё хуже, так как они сильнее греются. Но на впускном клапане условия смазки тоже плохие, так как масло выдувается из зоны трения стержня клапана, потоком воздуха во впускном коллекторе, который находится под избыточным давлением от надува.

Но устанавливая направляющие втулки из латуни или бронзы на свой двигатель, не смотря на то, что они более скользкие и износостойкие чем чугун, следует учитывать один важный момент. Как видно из таблицы слева, у латуни и бронзы ощутимо больше коэффициент теплового расширения, чем у чугуна. А это значит что зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой из бронзы или латуни, должен быть больше, чем у втулок из чугуна, иначе при нагреве клапан заклинит в отверстии втулки.

При меньшем чем требуется для латуни зазоре, при нагреве втулки она расширяется и зазор исчезает вовсе. А клапан продолжает своё возвратно-поступательное движение. В итоге, латунь начинает как бы намазываться (наволакиваться) на твёрдую поверхность (HRC 50-60) стержня клапана, и от этого трущиеся детали нагреваются ещё сильнее. В конечном итоге происходит сварка стального стержня клапана и латунной втулки. В итоге мотор выходит из строя, а при его разборке иногда выбить приварившийся клапан бывает очень сложно, и как правило он выбивается вместе со втулкой.

Причём более склонны к наволакиванию, латуни с небольшим содержанием меди, такие как Л68, Л70, Л62. Цифра в обозначении рядом с буквой, означает процентное содержание меди в латуни, остальное составляет цинк.

Но при большем зазоре в сопряжении стержня клапана и направляющей втулки, увеличится расход моторного масла (несмотря на новые сальники клапанов). Но дело не только в этом, при большем зазоре и приводе клапана через коромысло и рычаг, возникает пусть и небольшое, но всё же боковое усилие, действующее на стержень клапана.

А из-за этого немного нарушается точная посадка тарелки клапана к седлу (очень небольшой перекос), и это означает хоть и очень небольшую, но всё же потерю герметичности клапана (конечно же не как на изношенном моторе, но всё же). Но это происходит только пока мотор не прогреется, ведь при прогреве, втулки расширяются от нагрева и зазор практически полностью уменьшается, и клапан начинает работать идеально ровно.

Но зато втулки из латуни, а тем более из бронзы, намного выигрывают чугунным по ресурсу, так как медленнее изнашиваются, потому что имеют маленький коэффициент трения.

Ну а при слишком маленьком зазоре, нарушаются условия смазки, и как я уже говорил, стержень клапана может заклинить в отверстии втулки. Поэтому точность зазора между отверстием втулки и стержнем клапана очень важна, и причём величина этого зазора зависит от температурных условий каждого двигателя, а так же от материала втулки. Говоря проще — для каждого материала (сплава) втулки, требуется свой зазор.

И раз латунь или бронза больше расширяются при нагреве, чем чугун, значит при установке на свой двигатель латунной или бронзовой втулки, зазор между её отверстием и стержнем клапана, при одинаковой (нормальной) температуре, всегда должен быть больше, по сравнению с зазором чугунной втулки. Естественно, что на иномарках с латунными или бронзовыми втулками зазоры больше, чем на чугунных, и при ремонте (замене) втулок, всегда следует обязательно проверять и сравнивать эти зазоры с указанными в мануале конкретного двигателя.

Если же вы не можете достать оригинальные втулки для головки двигателя своей машины или мотоцикла, и собираетесь заказать токарю выточить новые, но у вас стояли чугунные, а вы хотите латунные (или наоборот), то тогда следует делать отверстия во втулках согласно приведённой здесь таблице слева, в которой указаны зазоры между стержнем и втулкой для каждого материала. В таблице приведены зазоры, которые зависят от коэффициента линейного расширения разных материалов ( и естественно коэффициент расширения при нагреве, сделанных из них втулок, во время работы мотора).

Следует только помнить, что при вытачивании втулки, отверстие в ней следует сверлить всегда меньшего диаметра, чем требуется, для того, чтобы после сверления иметь возможность довести отверстие до нужного диаметра с помощью развёртки. Это позволит сделать нормальную (гладкую) внутреннюю поверхность отверстия во втулке — это важно.

После вытачивания новых втулок и развёртывания их отверстий, чтобы получить зазор стержня клапана в отверстии как в таблице (у латуни почти такое же расширение как у бронзы, поэтому бронза не показана в таблице) старые втулки выпрессовываются из головки, и запрессовываются новые. Как это сделать и с помощью чего, я написал вот в этой статье.

К тому же там написано, каким должен быть зазор между наружной поверхностью втулки и отверстием в головке, чтобы запрессовать втулку в тело головки с нормальным натягом. А о ремонте сёдел клапанов, желающие могут почитать вот здесь.

Надеюсь данная статья поможет многим ремонтникам-новичкам, иметь полное представление о направляющих втулках клапанов, а так же о важности правильных зазоров, между ними и стержнями клапанов, успехов всем.

Читайте также: