Казалось бы, что такая маленькая по своим размерам деталь, как направляющая втулки клапана двигателя, не играет большой роли в функциональной работе самого автомобиля. Но оказывается, что это не так. В чем заключается важность данной детали? Какие существуют причины, которые могут ее вывести из строя? Как правильно производится замена направляющих втулок клапанов ВАЗ-2109?
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:
- как явствует из названия, они направляют движение клапана, чтобы его тарелка чётко совмещалась с седлом и плотно прилегала к нему;
- принимают на себя нагрузку от силы трения, возникающую во время поступательно-возвратного движения стержня клапана;
- клапанная чашка сильно нагревается в камере сгорания, а втулка передаёт это тепло алюминиевому сплаву головки цилиндров;
- благодаря специальной канавке деталь обеспечивает смазку трущихся поверхностей.
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
Какие материалы применяются для изготовления втулок
Давайте расскажем о том, какие материалы используют для того, чтобы сделать качественные втулки. В продаже вы можете найти такие элементы, сделанные из:
- бронзы;
- латуни;
- специальных сплавов чугуна;
- металлокерамики.
Что касается теплопроводности и стоимости, то бронзовые и латунные опережают все остальные. Именно поэтому большая часть втулок, которые встречаются в продаже, изготавливаются именно из этих металлов. При замене направляющих втулок клапанов обращайте внимание на то, из какого металла они изготовлены.
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:
- качество применяемого моторного масла и своевременность его замены;
- температурный режим работы силового агрегата, чем чаще мотор перегревается, тем быстрее изнашиваются трущиеся поверхности;
- качество топлива и горючей смеси, чьи пары проникают в любые неплотности и вносят свою лепту в процесс медленного разрушения деталей.
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.
Развертка
Иногда происходит такое, что клапаны не входят в новые втулки. Это происходит из-за того, что при запрессовке направляющие изменяют немного свой диаметр. Чтобы избавиться от такой неприятности, нужно использовать развертку. Она позволяет расточить элемент до нужного диаметра. Рекомендуется использовать алмазные развертки, так как они прослужат дольше, чем стальные. Своими руками замена направляющих втулок клапанов проводится быстро, если есть опыт. Если нет его, нужно посмотреть, как эту работу выполняет опытный мастер.
Газораспределительный механизм, да и вся головка блока цилиндра в целом, в любом автомобиле настоятельно требуют к себе бдительного отношения и постоянного контроля за техническим состоянием. Надо ли говорить, что от состояния ГРМ зависят практически все характеристики двигателя. Причем абсолютно любого типа и вида — начиная от дизелей КамАЗ и заканчивая безродными Шевроле Лачетти. А мелочей в головке блока просто нет и быть не должно. Каждый зазор, каждая движущаяся и сопрягаемая деталь должны иметь строго выверенные нормативные параметры, иначе сбоев в работе мотора просто не избежать.
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:
- сизый дым из выхлопной трубы от вылетающих продуктов горения смазки, постоянно попадающей в цилиндры;
- машина практически не теряет в динамике, но дымит изрядно;
- светлый «пушистый» нагар на электродах свечей зажигания;
- на юбках и резьбовой части свечей наблюдается масло в жидком виде.
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:
- Померьте компрессию в цилиндрах. Цель — убедиться в нормальном техническом состоянии поршневых колец.
- Снимите клапанную крышку, ослабьте цепь и открутите шестерню распредвала, предварительно совместив метки.
- Демонтируйте распределительный вал вместе с постелью и снимите коромысла. Разблокируйте пружины клапанов того цилиндра, чья свеча сильнее покрыта нагаром.
- Аккуратно снимите сальник и рукой попробуйте покачать шток в стороны, одновременно двигая его вверх-вниз.
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.
Как снять направляющие
Перед тем как проводить работы, нужно всю головку блока прогреть до 100 градусов. У алюминия, из которого сделана головка, очень большой коэффициент расширения, намного меньше, чем у втулки. При нагревании натяжение соединения между головкой и втулкой уменьшается. В этом случае вы можете практически без повреждений посадочных мест выпрессовать старые втулки. Делается это при помощи кувалды или молотка.
Также иногда для того чтобы извлечь элементы, используются специальные оправки. При помощи этого инструмента вы сможете извлечь направляющую четко по оси. Многие опытные мастера при замене направляющих втулок клапанов на ВАЗ-2108 используют пневмомолотки или же специальные выколотки.
Если никак не получается выбить втулку, придется ее высверливать. Лучше всего использовать станок, а не дрель. Если вы воспользуетесь дрелью, то вероятность повреждения посадочного гнезда увеличивается. Обратите внимание после демонтажа, какая внутренняя поверхность у посадочных гнезд. На них не должны присутствовать шероховатости, царапины, а также другие дефекты. Если они присутствуют, то придется дополнительно обрабатывать поверхности.
Порядок замены направляющих клапанов ВАЗ 2106
Вся процедура делится на несколько этапов:
- Подготовка инструментария.
- Частичная разборка двигателя, а именно — снятие ГБЦ.
- Выбор и покупка новых деталей.
- Демонтаж изношенных элементов и запрессовка новых.
- Обратная сборка и запуск мотора.
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:
- стандартный набор рожковых и накидных ключей;
- набор головок с мощным воротком и трещоткой;
- динамометрический ключ для обтяжки болтов ГБЦ и гаек распредвала при сборке;
- отвёртки, пассатижи;
- ключ на 36 мм для ручного вращения коленчатого вала;
- монтировка;
- съёмник для разблокировки клапанов;
- тяжёлый молоток;
- оправка для выбивания и запрессовки втулок;
- развёртка на 8.025 мм с воротком;
- ёмкость и шланг для опорожнения системы охлаждения;
- ветошь.
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:
- Отсоедините трос пускового устройства, бензиновый шланг и привод акселератора, после чего снимите корпус воздушного фильтра и карбюратор.
- Открутите клапанную крышку и совместите насечку на шкиве коленвала с длинной риской на блоке. Отключите от свечей провода и демонтируйте трамблёр, запомнив положение бегунка. Снимите провод с датчика температуры.
- Ослабьте цепь, выкрутив натяжитель, затем разблокируйте гайку шестерни распределительного вала и открутите её. Снимите шестерёнку и зафиксируйте цепь, чтобы она не провалилась внутрь блока. Открутите гайки крепления постели распредвала и демонтируйте её со шпилек.
- Отсоедините от ГБЦ все патрубки охлаждающей системы и «штаны» выхлопной трубы.
- В произвольном порядке ослабьте 11 болтов крепления головки цилиндров и выверните их. Двумя руками поднимите ГБЦ и снимите вместе с коллекторами.
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
Чтобы добраться до распредвала, нужно демонтировать клапанную крышку Снятие трамблера Шестеренку распредвала надо открутить и снять, не сбивая положение меток После разблокировки пружины легко снимаются Головку цилиндров нужно аккуратно снимать двумя руками Чтобы вытащить клапаны, нужно съемником разблокировать пружины ГБЦ в разобранном виде Снятие корпуса распределительного вала Отключение провода от датчика температуры С ГБЦ нужно снять все патрубки системы охлаждения Втулка выбивается молотком через оправку Снятие пружин коромысел (рокеров)
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:
- Если вы исповедуете обычный стиль езды и не увлекаетесь тюнингом авто, нет смысла ставить изделия из бронзы. Купите недорогие направляющие из чугуна, и они прослужат достаточно долго.
- Бронзовые детали лучше ставить вместе с облегчёнными хромированными клапанами (например, от бренда АМР).
- Учитывая цену чугунных изделий и ваш первый опыт их замены, рекомендуется приобрести 2 комплекта деталей. Причина — хрупкость материала, который случайно может расколоться при неумелом обращении.
- Подбирайте втулки таким образом, чтобы клапаны вставлялись в них с трудом либо не входили вовсе. Не берите изделия с неправильными отверстиями, куда свободно проходит шток.
- Если после разборки вы обнаружили, что одна или несколько втулок крутятся либо болтаются в гнёздах ГБЦ, необходимо подобрать ремонтные изделия. Их внешний диаметр больше стандартного на 0,05—0,1 мм, что позволит посадить такие детали в разбитые отверстия головки цилиндров. Здесь стоит воспользоваться измерительными приборами — микрометром и нутромером.
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:
- Если вы хотите повысить герметичность прокладки между головкой и блоком, обработайте её тонким слоем графитной смазки. Высокотемпературные герметики использовать нельзя.
- 10 основных болтов крепления ГБЦ обтяните динамометрическим ключом в 2 приёма в последовательности, указанной на схеме. Первый раз затяните их моментом 41 Нм, второй раз — 118 Нм. Одиннадцатый болт меньшего размера обтягивается за 1 раз моментом 39 Нм.
- Постель распределительного вала тоже протягивается по схеме с соблюдением момента 22 Нм.
- Шестерёнку и цепь надо установить таким образом, чтобы круглая метка на звёздочке совпала с приливом на корпусе распредвала. Метки на коленчатом валу вы совместили перед разборкой, проверьте их.
- Не забудьте отрегулировать зазоры между коромыслами клапанной группы и кулачками распределительного вала (его величина должна составлять 0,15 мм).
- При установке трамблёра восстановите первоначальное положение бегунка, чтобы не сбить зажигание.
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
Замена седел клапанов своими руками – разбираем специфику работы
Такая операция выполняется двумя способами. Первый – грубый, но самый простой и быстрый. Осуществляется довольно примитивно: на изношенное кольцо седла приваривается старый клапан, а затем кольцо просто выбивается молотком из своего штатного места в головке блока цилиндров, она, кстати, может быть повреждена, что очень нежелательно. Дальше происходит процесс запрессовки нового. Мягкий способ гораздо сложнее, тем не менее, он выполним в вашем гараже без вмешательства дорогого оборудования. Седло в этом методе аккуратно вытачивается на станке. После этого посадочное место вычищается и также обтачивается.
Надёжная запрессовка происходит при охлаждении нового седла и нагреве головки блока цилиндров, только после такой работы можно будет гарантированно надёжно использовать механизм. Вся трудность метода заключается в нагреве и охлаждении, предварительно нужно будет продумать, как вы это будете делать. Если седло не изношено донельзя, его можно подкорректировать. При использовании шарошки для ремонта применяются, в основном, несколько фрез с разными углами. На оправку надевается первая грубая насадка, после чего круговыми движениями делается подготовка седла или прирезка, таким же образом могут использоваться и зенковки для прирезки седел клапанов.
Дальше приступаем к притирке, она осуществляется с помощью специального приспособления, предназначенного для этого, на конце которого есть конус. На фаску седла наносится абразивный порошок или паста. Притирка проводится до тех пор, пока трение не будет издавать минимальный звук и скрежет. Остатки пасты или порошка тщательно убираются. Качество работы можно оценить, перевернув головку и залив в неё керосин, если он не просачивается, значит, мы потрудились на славу.
Sources:
https://cartore.ru/3026-zamena-vtulok-klapanov.html https://kalina-2.ru/remont-vaz/razmery-napravljajushhih-vtulok-klapanov-vaz-2108 https://portalmashin.ru/lada/zamena-klapanov-lada-2108-vaz-2108.html
Причины неисправности клапанов на ВАЗ 2110
Основная причина — оборвался ремень ГРМ. Последствия, которые это может вызвать, загиб данных деталей. Хотя конструкция 8-клапанного движка на «десятках» не предполагает встречу клапанов с поршнями в так называемой мертвой точке при обрывах. Но на двигателе 2114(1,3) и 16-клапаных двигателях 2112(1,5), 2114(1,5) это приводит к неминуемой «гибели» клапанов и довольно дорогому ремонту. Еще одна вполне тривиальная причина – износ ножки клапана, которая должна иметь определенные размеры, замеряемые микрометром.
Если ножка клапана при замере получилась менее 7,97 миллиметров, то клапан необходимо заменить. Также нужно поменять клапан, если он прогорел или дал трещину.
Замена клапанов ВАЗ 2110, 2112 – дело весьма ответственное и требующее от работника определенных умений. Однако, какого-то специального оборудования не нужно. Поэтому человек, который дружит с инструментом и имеет представление о конструкции механизмов, может выполнить ее своими руками, в гараже.
