База знаний - Виды уплотнений клапанов ДВС | Альфа Компонент
Уведомление

Виды уплотнений клапанов ДВС

Назначение

Клапанный механизм, расположенный в головке блока цилиндра /цилиндров, создает серьезные проблемы: попадание масла в камеру сгорания (двухтактные двигатели «не берем в расчет», у них своя специфика) и пропуск отработавших газов в системы двигателя при неправильной работе фаз газораспределения. Масло просачивается через зазоры между стержнями клапанов и их направляющих втулок, а предотвратить это практически невозможно. Попадание масла в камеру сгорания приводит к:

  • повышенной дымности;
  • нарушению режима сгорания горючей смеси, как следствие, и снижение мощностных характеристик;
  • повышению нагара в камере;
  • ухудшению плотности закрытия клапанов;
  • повышению загрязнение моторного масла.

Для устранения данной проблемы используются уплотнительные элементы. В современных двигателях, для уплотнения газораспределительного механизма с верхним расположением клапанов, применяются маслоотражательные колпачки.

Виды уплотнений

Уплотнения для клапанов изготавливают двух видов

Маслосъемные колпачки

У данного уплотнения клапанов множество названия: колпачки, сальники, манжеты, но все это конструктивно – одна деталь.

Уплотнительные кольца

К этому типу уплотнений клапанов относятся кольца круглого или прямоугольного сечения. Такой тип уплотнений более прост в изготовлении, но имеет больший ряд отрицательных свойств по сравнения с колпачками:

  • Меньший срок по замены уплотнений;
  • Более быстрый износ;
  • Не плотная посадка в направляющей втулки;
  • Большая сложность изготовления направляющей втулки.

Данный вид уплотнений обычно расположен между направляющей втулки и стержнем клапана. Для этого во внутренней полости втулки вытачиваются канавки под эти кольца.

  Кольцо круглое в разрезе
Уплотнительное кольцо круглого сечения
Уплотнительное кольцо прямоугольного сечения

Конструкция колпачков

По виду монтажа они разделяются на манжетные и фланцевые.
Оба вида имеют похожую конструкцию, отличаясь только особенностью монтажа.
Основа конструкции манжетного вида составляет уплотнительная втулка с переменным диаметром, нижняя часть выполнена под диаметр втулки направляющей, а верхняя под диаметр стержня клапана. Колпачки изготавливают из различных сортов каучука, устойчивых к высоким тепловым и механическим нагрузкам, чаще всего из фторкаучуковой смеси. Для обеспечения плотной посадки и лучшего контакта, внутреннюю поверхность прилегания колпачка к направляющей втулки выполняют гофрированной. Поверхность прилегания к стержню клапана обычно выполняют в виде рабочей кромки со скосами, обеспечивающими лучший съем масла со стрежня при движении клапана вниз. На наружной поверхности, уплотнительная втулка армируется металлическим элементом, чаще всего стальной втулкой жесткости, которая обеспечивает надежную посадку при эксплуатации двигателя и удобство при монтаже. В верхней части уплотнительной втулки обычно расположена свернутая в кольцо спиральная пружина - она обеспечивает плотный контакт рабочей кромки манжеты и стержня клапана, герметизируя зазор между этими деталями.

Конструктивно, фланцевые колпачки похожи на манжетные, кроме одной детали: Металлическое кольцо в этих уплотнениях имеет увеличенную длину, а в нижней части оно переходит в плоский фланец большего диаметра, образуя тарелки пружины. При использовании такого вида колпачка клапанная пружина опирается на его фланец, тем самым обеспечивается надежная посадка уплотнения.

По своему назначению колпачки разделяются на два типа:

  • для впускных клапанов;
  • для выпускных клапанов.
Для точной идентификации и правильного монтажа такие колпачки могут иметь различные цвета или разные монтажные размеры для предотвращения ошибок при сборке.
Следует сказать, что уже существуют колпачки составной конструкции. Нижняя часть уплотнительной втулки выполняется из более прочной и термоустойчивой смеси, а верхняя выполнена из более эластичной смеси, чем достигается высокая устойчивость деталей к различной нагрузке. Соединение этих частей достигается применением металлической втулки жесткости сложной формы.
  Колпачки манжетного типаКолпачки манжетного типа
Маслосъемные колпачки фланцевыеКолпачки фланцевого типа
Направляющая втулка с уплотнительными кольцамиУплотнение клапана кольцами круглого сечения

Подбор и замена уплотнений

Маслосъемные колпачки - это сменные детали, которые по мере износа должны меняться в зависимости от износа на новые. Для разных двигателей устанавливаются разные сроки по замене колпачков, что зависит от целого ряда причин. Однако зачастую уплотнители изнашиваются раньше положенного срока эксплуатации, об этом свидетельствует повешение дымности, увеличение расхода масла, а в бензиновых моторах еще и загрязнение свечей зажигания. Это говорит, что рабочая кромка колпачка износилась или потеряла эластичность, другая, вероятная проблема, в растяжении пружины или просто эластичная втулка потрескалась, подверглась деформации или разрушается.

Для замены маслоотражательных колпачков нужно использовать детали с одинаковыми установочными и монтажными размерами и материалами, свойства которых не уступают оригиналам, особенно в плане термостойкости. В противном случае, при замене на неправильно подобранные колпачки, эти детали не обеспечат заданную герметизацию, ресурс до замены, либо просто могут вывести двигатель из строя.
Сравнительная таблица материалов для колпачков. см. ниже

Замена уплотнителей должна выполняться в соответствии с инструкцией по ремонту или техническому обслуживанию двигателей, технической документации производителя деталей. Обычно данные процедуры сводятся к следующим этапам:

  1. Демонтаж клапанного узла (крышка цилиндров или цилиндра);
  2. Демонтаж распределительного вала и детали привода ГРМ;
  3. Снятие деталей с клапанного узла;
  4. Выполнить рассухаривание клапанов (снятие пружин) – это отдельная операция для которой понадобится спец. инструмент для сжатия пружин, будет полезен магнит для извлечения сухарей;
  5. После снятия пружин нужно спрессовать колпачок, для этого применяется специальный инструмент с цанговым захватом или тип "Щипцы". Можно использовать плоскогубцы или пару отверток, главное при демонтаже не повредить стержень клапана;
  6. С помощью специальной оправки напрессовать колпачок на направляющую втулку, предварительно смазав рабочую кромку маслом. Для облегчения установки колпачка можно предварительно снять пружину;
  7. Выполнение обратной сборки деталей и узлов, начиная с пункта 5.
Для замены уплотнительных колец потребуется спец. приспособление для снятия и запрессовки направляющих втулок клапанов.
После замены колпачки не требуют специального ухода, необходимо лишь иногда проверять их состояние по особенности работы двигателя.
  Приспособление для снятия колпачков (щипцы)Приспособление для снятия колпачков (щипцы)
Щипцы для колпачков маслосъемныхПриспособление для снятия и установки колпачков с цанговым захватом
Приспособление для сжатия пружин клапановПриспособление для сжатия пружин клапанов
Приспособление для выпрессовки и запрессовки направляющих втулок клапановПриспособление для выпрессовки и запрессовки направляющих втулок клапанов

 

  Материал (каучук)
Показатели Обычный (нитрильный) Силикон Фторкаучук
Твердость   7     4     8  
Растяжение   9     2    10 
Морозоскойкость   5    10    3  
Теплостойкость   4     9    10 
Химическая стойковсть   4     8     9  
Стоимость  10    7     2  

 

18 февраля 2023 г. 18:57