Клапаны в двигателях внутреннего сгорания являются элементом газораспределительного механизма (ГРМ). Их задача — регулировать и подавать топливовоздушную смесь (либо воздух) в цилиндры и выпускать продукты сгорания. По расположению детали ГРМ может быть нижнеклапанным или верхнеклапанным, однако в современных моторах используется только последний вариант.
Клапаны имеют простую конструкцию и отличаются высокой износостойкостью. Последнее обусловлено материалом изготовления, который должен выдерживать повышенные нагрузки.
Место контакта тарелки и головки блока цилиндров называют седлом. Оно изготавливается из стали или чугуна и запрессовывается в ГБЦ.
Отвечает за подачу топливовоздушной смеси в цилиндро-поршневую систему. Имеют цельный стержень и, обычно, тарелку большего диаметра для улучшения рабочих свойств.
Отвечает за отвод отработанных газов в процессе работы ДВС. Стержень этого типа клапанов изготавливается полым; внутрь его помещается натрий. Такая конструкция позволяет охлаждать выпускной клапан, так как он подвержен более высокому нагреву, чем впускной. Для его производства обязательно используется жаростойкий металл.
Почему же возникает необходимость замены клапанов?
При обычных условиях эксплуатации клапаны могут подлежать замене по причине износа. Происходит это примерно через 300 тысяч км пробега.
Причин, послуживших необходимости внеплановой замены, обычно две: прогорание и деформация.
Деформируется клапан при обрыве цепи ГРМ или в том случае, когда она перемещается на несколько звеньев (такое случается при плохом натяжении). В результате стержень прогибается, что приводит к неплотному прилеганию тарелки к седлу.
Для того, чтобы произвести замену, придется основательно разобрать (а затем собрать) газораспределительный механизм. В зависимости от модели авто и конструктивных особенностей двигателя этот процесс может иметь некоторые отличия. Но в целом система демонтажа и сборки одинакова. В целом, последовательность действий такова:
Прежде чем приступать к процедуре, следует вывернуть свечи зажигания. Это позволит избежать их повреждения.
Процесс осуществляется с помощью специального инструмента — рассухаривателя. Некоторые используют дедовский метод. Для этого необходимо:
Метод можно использовать в крайнем случае и имея опыт. Новичок рискует нанести серьезные повреждения клапану, например, погнуть его. Покупка рассухаривателя — лучший вариант.
Эту деталь, как и прокладки головки, необходимо заменить на новые.
После проведенных манипуляций извлеченные из втулки клапаны очищают от нагара и осматривают на предмет повреждений.
Также необходимо проверить седло клапана. Если прогары и раковины на нем слишком серьезные, чтобы убрать притиркой, седло придется обработать с помощью специального инструмента, который называют шарошкой или борфрезой. Шарошка представляет собой насадку для обработки различных поверхностей, в том числе и металлических. Она крепится на дрель и устраняет механичнские повреждения.
В процессе главное — не увлечься и не снять слишком большой слой металла. Также не следует интенсивно давить на дрель, это приводит лишь к перегреву и затруднению самой обработки. Перед работой головку шарошки рекомендуется смазывать специальным смазочным составом, чтобы снизить интенсивность износа.
Приобретение нового набора клапанов необходимо при полном уничтожении детали (иногда такое случается) или деформации стержня. Теоретически погнутый стержень можно выпрямить, но затраченные время и усилия того не стоят.
Выбирая клапаны, следует убедиться в том, что они идентичны. Особенно важно, чтобы детали имели одинаковую высоту. Поверхность не должна иметь царапин, сколов и любых других повреждений. Перед установкой всю деталь, за исключением фаски (ее следует притереть), желательно отполировать.
После притирки клапанов необходимо произвести сборку конструкции. Все манипуляции производятся в обратном порядке.
Ключевой момент замены — притирка клапана к седлу. Процедура направлена на устранение малейших несоответствий при контакте деталей в процессе работы и повышения герметичности.
Прежде чем приступить к работе, следует обзавестись притирочной пастой. Рынок изобилует вариантами, начиная от дешевых составов сомнительного происхождения и заканчивая профессиональными пастами.
По своим рабочим характеристикам притирочные пасты бывают крупнозернистыми и мелкозернистыми (иногда что-то среднее). Обзавестись нужно и той, и другой.
Крупнозернистые используются для проведения первичной притирки. Мелкозернистые — для финишной.
По сути, паста выполняет роль наждачки, шлифуя детали и делая их максимально совместимыми друг с другом.
Замена клапанов — довольно хлопотная процедура, хотя не такая уж и сложная. Для любителя наибольшую трудность представляет правильно разобрать и собрать ГРМ. Чтобы избежать ошибки, следует тщательно запоминать расположение всех разбираемых элементов конструкции относительно друг друга. Чтобы при сборке не перепутать ничего, некоторые в процессе демонтажа пользуются специальным маркером, помечая на деталях места соединения и расположения тех или иных элементов.
Перед ремонтом головки блока цилиндров двигателя ЗМЗ-40906 необходимо сначала определить ее ремонтопригодность. Головка блока цилиндров ЗМЗ-40906 является не ремонтопригодной в следующих случаях.
– Наличие пробоин, прогара и трещин на стенках камеры сгорания и разрушения перемычек между гнездами. – Износы отверстий под шейки распределительных валов более максимально допустимого значения.
– Износы отверстий под гидротолкатели и гидронатяжитель свыше максимально допустимого значения.
Для замера диаметра опор распределительных валов в головке блока цилиндров двигателя ЗМЗ-40906 крышки опор, с целью их центрирования, закрепить с помощью оправки, в качестве которой допускается использовать новые гидротолкатели. При неплоскостности поверхности сопряжения головки блока цилиндров с блоком цилиндров (измеряется на контрольной плите с помощью щупа) более допустимой величины обработать поверхность до устранения дефекта, но до размера высоты головки не менее 142,7 мм.
Минимальная высота головки блока цилиндров двигателя ЗМЗ-40906.Для проверки герметичности клапанов необходимо залить керосин поочередно во впускные и выпускные каналы головки блока цилиндров двигателя ЗМЗ-40906. Протекание керосина из-под тарелок клапанов свидетельствует об их негерметичности. «Рассухарить» клапаны с помощью специального приспособления и уложить в порядке, соответствующем расположению клапанов в головке, для последующей установки на прежние места.
Удалить нагар со снятых клапанов, который мешает полному наполнению цилиндров горючей смесью. Притереть клапаны, используя притирочную пасту, составленную из одной части микропорошка М-20 и двух частей масла И-20А. Перед началом притирки следует проверить, нет ли коробления тарелки клапана и прогорания клапана и седла. При наличии этих дефектов восстановить герметичность клапана одной притиркой невозможно и следует сначала прошлифовать седло, а поврежденный клапан заменить новым.
Клапаны с деформированными стержнями, значительной выработкой на торце или трещинах на тарелке также подлежат замене. Если зазор между клапаном и втулкой превышает 0,20 мм, то герметичность также не может быть восстановлена. В этом случае клапан или втулку, в зависимости от износа, следует заменить новыми. При негерметичности клапана из-за дефектов рабочей фаски клапана (износ, риски, раковины) обработать рабочую фаску клапана по размерам указанным на рисунке ниже.
Обработка фасок впускных и выпускных клапанов двигателя ЗМЗ-40906, допустимые размеры.При этом расстояние от плоскости контрольного диаметра до плоскости тарелки не должно быть менее 1,3 мм для впускного клапана и 1,8 мм для выпускного. Если увеличенный зазор между направляющей втулкой и клапаном не может быть восстановлен заменой клапана, втулку клапана следует заменить.
Перед выпрессовыванием направляющих втулок необходимо определить ремонтопригодность головки блока цилиндров двигателя ЗМЗ-40906. Головка блока цилиндров является ремонтопригодной, если после перешлифовки седла расстояние от оси распределительного вала до торца стержня клапана, прижатого к рабочей фаске седла, будет составлять не менее 35,5 мм. Если данное условие невыполнимо – головка блока цилиндров двигателя ЗМЗ-40906 ремонту не подлежит. При расстоянии менее 35,5 мм не будет обеспечена посадка клапана на седло в результате предельного сжатия гидротолкателя.
Выпрессовывание направляющей втулки производится с помощью оправки. Перед установкой направляющую втулку клапана охладить в двуокиси углерода (сухом льду) до температуры минус 40–45 градусов. А головку блока цилиндров двигателя ЗМЗ-40906 нагреть до температуры плюс 160-170 градусов. Втулки при сборке должны вставляться в гнезда головки свободно или с легким усилием до размера выступания верхнего торца втулки над телом головки 8-8,3 мм.
После установки направляющей втулки развернуть отверстие втулки под клапан и прошлифовать фаску седла, центрируя инструмент по отверстию во втулке. Обработать вспомогательные фаски под углом 20, 15, и рабочую фаску под углом 45 с учетом размера базового диаметра 36 мм или 30,5 мм и ширины фаски согласно размерам указанным на рисунке ниже.
Обработка седел новых впускных и выпускных клапанов двигателя ЗМЗ-40906.При обработке седла обеспечить концентричность фаски на седле клапана с отверстием во втулке в пределах 0,025 мм общих показаний индикатора, биение рабочей фаски седла относительно отверстия втулки 0,05 мм. По окончании обработки седел и притирки клапанов все газовые каналы тщательно очистить и продуть сжатым воздухом, чтобы не осталось абразивной пыли. Стержни клапанов перед сборкой смазать маслом, применяемым для двигателя.
Напрессовать на направляющие втулки клапанов новые маслоотражательные колпачки с помощью оправки, вставить клапаны во втулки согласно их расположению до снятия и собрать их с пружинами с помощью приспособления. Убедиться, что сухари вошли в кольцевые канавки клапанов. Рекомендуется маслоотражательные колпачки при ремонте головки блока цилиндров двигателя ЗМЗ-40906 всегда заменять новыми. С течением времени резина маслоотражательных колпачков теряет эластичность, появляются трещины и расслоения, что способствует проникновению масла в камеру сгорания и повышенному угару масла.
Резьбовые отверстия, имеющие износ или срывы резьбы более двух ниток, ремонтируются нарезанием резьбы увеличенного ремонтного размера. Постановкой резьбовых ввертышей с последующим нарезанием в них резьбы нормального размера или установкой резьбовых спиральных вставок, последний способ ремонта наиболее эффективный и малотрудоемкий. При срыве резьбы под свечи зажигания более одной нитки поставить резьбовые пружинные вставки ВР141,2515 ТУ 10.16.0001.150-89.
Замерить объем камер сгорания головки блока цилиндров двигателя ЗМЗ-40906 при установленных клапанах и свечах зажигания. Объем камер сгорания должен составлять 55-57,5 см3, При этом разница объемов в одной головке должна быть не более 1,5 см3. Для приведения объема камер допускается срезать необходимый объем вытеснителей – приливов, находящихся по бокам камеры сгорания между впускными и выпускными клапанами.
При ремонте необходимо проверить упругость клапанных пружин, так как при длительной работе их упругость падает, и нарушается кинематическая связь отдельных звеньев газораспределительного механизма. Это приведет к снижению мощности, перерасходу топлива, перебоям в работе двигателя и стукам клапанов. Уменьшение контрольных нагрузок клапанных пружин не должно превышать 10 % от номинальных величин.
Номинальное усилие новой клапанной пружины (одинарная пружина) на двигателе ЗМЗ-40906.— При сжатии клапанной пружины до длины 34,7 мм усилие должно быть 251,3+-18,8 Н (25,6+-1,9 кгс). — При сжатии клапанной пружины до длины 25,7 мм усилие должно быть 490+-31,8 Н (50+-3,3 кгс).
Клапанные пружины, имеющие наработку более 200 000 километров пробега подлежат замене, независимо от результатов контроля.
При наличии трещин любого характера распределительные валы подлежат выбраковке. Поверхности опорных шеек и кулачков должны быть без задиров и глубоких раковин и не иметь износов, превышающих предельно допустимые. После проверки валов необходимо зачистить и отполировать поверхности шеек и кулачков.
Контролируемые параметры при ремонте головки блока цилиндров двигателя ЗМЗ-40906, клапанного механизма и распределительных валов ЗМЗ-40906. Размеры сопрягаемых деталей блока цилиндров и поршня, кривошипно-шатунного механизма, привода клапанов и промежуточного вала двигателя ЗМЗ-40906.
При подсборке головки блока цилиндров двигателя ЗМЗ-40906 необходимо очистить камеры сгорания и газовые каналы головки блока цилиндров от нагара и отложений, протереть и продуть сжатым воздухом.
1. Установить на головку блока цилиндров (21) седла клапанных пружин (14) и (16).
2. Вставить впускные (8) и выпускные
(12) клапаны в головку блока цилиндров.
3. Используя специальное приспособление (MD998775) напрессовать маслоотражательные колпачки (13) и (15). Неправильная установка может стать причиной попадания масла в цилиндры через направляющую втулку клапана.
Не использовать маслоотражательные колпачки повторно.
4. Установить клапанные пружины (7) и (11), затем, используя специальное приспособление (MD998772), сжать клапанные пружины и установить тарелки (6) и (10) с сухарями (5) и (9).
В случае чрезмерного сжатия клапанной пружины нижний конец тарелки может повредить маслоотражательный колпачок.
5. В случае, если блок цилиндров, поршни, шатуны или коленчатый вал не были заменены, устанавливается прокладка того же типа, что была установлена до этого, ориентируясь по меткам на прокладке.
6. В случае, если блок цилиндров, поршни, шатуны или коленчатый вал подлежали замене, подобрать и установить прокладку согласно следующей процедуре:
• Установив соответствующий поршень в положение верхней мертвой точки, измерить выступание над верхней поверхностью блока цилиндров в указанных на рисунке точках (общей сложностью восемь точек). Убедиться в том, что измерения проводятся по центральной линии коленчатого вала.
• Используя среднее значение полученных восьми результатов измерений, подобрать тип прокладки (А, В или С) в соответствии с приведенной ниже таблицей. Однако в случае, если максимальное выступание поршня в любой точке превышает указанный диапазон для того или иного типа, необходимо использовать прокладку на один тип выше.
Тип | Среднее значение выступания поршней, мм | Предельно допустимое выступание поршня, мм | Толщина подбираемой прокладки (после затяжки), мм | Идентификационная метка |
А | 0,06-0,12 | 0,17 | 0,95 ±0,04 | D5-205 |
В | 0,12-0,18 | 0,23 | 1,00 ±0,04 | D5 — 206 |
С | 0,18-0,24 | — | 1,05 ±0,04 | D5 — 207 |
ПРИМЕЧАНИЕ:
Если выступание поршня превышает предельно допустимое значение, необходимо заменить поршень, шатун, коленчатый вал или блок цилиндров и провести измерения снова.
7. Установить головку блока цилиндров (3) в сборе.
Перед установкой болтов головки блока цилиндров, проверить количество меток на их головках (болты можно использовать повторно не более четырех раз). Количество таких меток указывает на то, сколько раз болт затягивался по пределу текучести. Если болт имеет пять меток, заменить его новым.
8. Установить шайбы (2) болта головки блока цилиндров выступами к головке болта.
9. Нанести небольшое количество моторного масла на резьбу болтов и на шайбы.
10. Затянуть болты головки блока цилиндров (1) следующим образом:
ПРИМЕЧАНИЕ:
Использовать динамометрический ключ с торцовой головкой 14 мм.
• Затянуть болты моментом 78 ± 2 Н-м в порядке, указанном на рисунке.
• Полностью отвернуть болты в порядке обратном указанному на рисунке.
• Затянуть болты моментом 29 ± 2 Н-м в порядке, указанном на рисунке.
d) Нанести метки краской на головки болтов и головку блока цилиндров, затем дотянуть болты на 90°, как показано на рисунке.
• Если угол дотяжки меньше 90°, болт может ослабиться впоследствии.
• Если угол затяжки превышает установленное значение, отвернуть болт и начать процедуру затяжки с шага а).
• е) Дотянуть болт еще на 90°, как показано на рисунке, а затем визуально убедиться в том, что метки на головке болта и на головке блока цилиндров находятся на одной линии.
1. Установить на головку блока цилиндров (21) седла клапанных пружин (14) и (16).
2. Вставить впускные (8) и выпускные
(12) клапаны в головку блока цилиндров.
3. Используя специальное приспособление (MD998775) напрессовать маслоотражательные колпачки (13) и (15). Неправильная установка может стать причиной попадания масла в цилиндры через направляющую втулку клапана.
Не использовать маслоотражательные колпачки повторно.
4. Установить клапанные пружины (7) и (11), затем, используя специальное приспособление (MD998772), сжать клапанные пружины и установить тарелки (6) и (10) с сухарями (5) и (9).
В случае чрезмерного сжатия клапанной пружины нижний конец тарелки может повредить маслоотражательный колпачок.
5. В случае, если блок цилиндров, поршни, шатуны или коленчатый вал не были заменены, устанавливается прокладка того же типа, что была установлена до этого, ориентируясь по меткам на прокладке.
6. В случае, если блок цилиндров, поршни, шатуны или коленчатый вал подлежали замене, подобрать и установить прокладку согласно следующей процедуре:
• Установив соответствующий поршень в положение верхней мертвой точки, измерить выступание над верхней поверхностью блока цилиндров в указанных на рисунке точках (общей сложностью восемь точек). Убедиться в том, что измерения проводятся по центральной линии коленчатого вала.
• Используя среднее значение полученных восьми результатов измерений, подобрать тип прокладки (А, В или С) в соответствии с приведенной ниже таблицей. Однако в случае, если максимальное выступание поршня в любой точке превышает указанный диапазон для того или иного типа, необходимо использовать прокладку на один тип выше.
Тип | Среднее значение выступания поршней, мм | Предельно допустимое выступание поршня, мм | Толщина подбираемой прокладки (после затяжки), мм | Идентификационная метка |
А | 0,06-0,12 | 0,17 | 0,95 ±0,04 | D5-205 |
В | 0,12-0,18 | 0,23 | 1,00 ±0,04 | D5 — 206 |
С | 0,18-0,24 | — | 1,05 ±0,04 | D5 — 207 |
ПРИМЕЧАНИЕ:
Если выступание поршня превышает предельно допустимое значение, необходимо заменить поршень, шатун, коленчатый вал или блок цилиндров и провести измерения снова.
7. Установить головку блока цилиндров (3) в сборе.
Перед установкой болтов головки блока цилиндров, проверить количество меток на их головках (болты можно использовать повторно не более четырех раз). Количество таких меток указывает на то, сколько раз болт затягивался по пределу текучести. Если болт имеет пять меток, заменить его новым.
8. Установить шайбы (2) болта головки блока цилиндров выступами к головке болта.
9. Нанести небольшое количество моторного масла на резьбу болтов и на шайбы.
10. Затянуть болты головки блока цилиндров (1) следующим образом:
ПРИМЕЧАНИЕ:
Использовать динамометрический ключ с торцовой головкой 14 мм.
• Затянуть болты моментом 78 ± 2 Н-м в порядке, указанном на рисунке.
• Полностью отвернуть болты в порядке обратном указанному на рисунке.
• Затянуть болты моментом 29 ± 2 Н-м в порядке, указанном на рисунке.
d) Нанести метки краской на головки болтов и головку блока цилиндров, затем дотянуть болты на 90°, как показано на рисунке.
• Если угол дотяжки меньше 90°, болт может ослабиться впоследствии.
• Если угол затяжки превышает установленное значение, отвернуть болт и начать процедуру затяжки с шага а).
• е) Дотянуть болт еще на 90°, как показано на рисунке, а затем визуально убедиться в том, что метки на головке болта и на головке блока цилиндров находятся на одной линии.
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453