Zawory i osprzęt zaworów

Prowadnice zaworów wykonuje się z materiałów o dobrych parametrach ślizgu i odporności termicznej. Szczególnie sprawdzonymi materiałami są w tym zakresie żeliwo szare i mosiądz z dobranymi odpowiednio składnikami stopowymi.

G1

Żeliwo szare z o strukturze perlitycznej. Ten materiał odznacza się dobrą odpornością na zużycie i nadaje się na prowadnice poddawane normalnym obciążeniom.

G2

Żeliwo szare o strukturze perlitycznej i zwiększoną zawartością fosforu. Siatkowa struktura fosforu zapewnia zwiększoną odporność na zużycie i lepsze parametry pracy awaryjnej. Do silników poddawanych średnim obciążeniom.

G3

Żeliwo szare o strukturze perlitycznej i zwiększonej zawartości fosforu oraz zwiększonej zawartości chromu. Do silników o szczególnie wysokim stopniu doładowania.

B1

Stop CuZnAl. Ten materiał odznacza się dobrą odpornością na zużycie i dobrymi własnościami ślizgowymi. Prowadnica nadaje się do stosowania w silnikach poddawanych obciążeniom normalnym do średnich.

Tło techniczne

W głowicy cylindrów prowadnica zaworu jest trzymana we właściwej pozycji dzięki połączeniu wtłaczanemu. Przy wtłaczaniu w otwór ślepy obudowy głowicy cylindrów prowadnica zaworu jest zawężana promieniowo. Otwór ślepy obudowy jest z kolei poszerzany. Wielkość tej deformacji jest z jednej strony zależna od stosunku między średnicą otworu ślepego obudowy i średnicą zewnętrzną prowadnicy, a z drugiej strony od sztywności obu tych elementów. W razie znacznych różnic sztywności ścianki obudowy deformacja radialna na jej długości może być bardzo zróżnicowana.

Montaż

Przy montażu i demontażu prowadnic zaworów zapewnić prawidłowe rozgrzanie głowicy cylindrów (dane producenta silnika). Do montażu i demontażu należy używać odpowiednich trzpieni montażowych. Dodatkowe ochłodzenie prowadnic znacznie ułatwia montaż.

Po montażu

Przed montażem zaworu w prowadnicy należy sprawdzić, czy otwór prowadnicy zaworu ma jeszcze kształt walcowy, tzn. posiada w każdym miejscu żądaną średnicę. Motorservice zaleca generalnie korektę średnicy i kształtu otworu przez rozwiercenie rozwiertakiem.

Orientacyjne wartości luzu montażowego między prowadnicą zaworu i trzonkiem zaworu:

Średnica trzonka zaworu	Luz: Zawory wlotowe	Luz: Zawory wylotowe
6 do 7 mm	10 - 40 μm	25 - 55 μm
8 do 9 mm	20 - 50 μm	35 - 65 μm
10 do 12 mm	40 - 70 μm	55 - 85 μm

W najnowszej generacji silników renomowanych producentów pojazdów stosuje się gniazda zaworowe z materiałów spiekowych (metalurgia proszków). Coraz większe termiczne i mechaniczne obciążenia pierścienia gniazda zaworu w komorze spalania nie dają się już skompensować przy użyciu materiałów uzyskiwanych standardowymi metodami odlewniczymi.

Z tego właśnie względu Motorservice oferuje m. in. gniazdo zaworowe z metali spiekowych w 2 różnych kombinacjach materiałowych, pokrywające pełne spektrum aplikacji w nowoczesnych silnikach. 
 

Gniazda zaworowe z materiałów spiekowych

seria HM semi finished

(High Machinability - bardzo dobra przydatność do obrąbki skrawaniem)
Ta kombinacja materiałowa odznacza się doskonałą obrabialnością. Gniazdo zaworowe HM z materiałów spiekanych posiada dokładnie przystosowany do obciążeń skład z węglikiem wolframu zagnieżdżonym w stali stopowej. Pozwala to połączyć niemożliwe dotychczas właściwości, takie jak duża twardość i doskonała obrabialność. Poza tym wyroby z serii HM wykazują dobrą odporność na zużycie i wysoką odporność termiczną. Seria HM została stworzona dla silników bezsprężarkowych i doładowywanych od dolnego do wysokiego segmentu mocy.

Seria HT semi finished

(High Temperature Resistance - bardzo wysoka odporność termiczna)
Ta kombinacja materiałowa charakteryzuje się bardzo wysoką odpornością na zużycie, która zostaje zachowana nawet w ekstremalnie wysokich temperaturach. Gniazda zaworowe HT z materiałów spiekanych odpowiada ceramicznej stali narzędziowej zawierającą węglik wolframu, w którego matrycy zagnieżdżone są odpowiednio dobrane substancje dodatkowe o wysokiej odporności termicznej. Ze względu na dużą ilość zagnieżdżonych środków poślizgowych pierścienie nadają się bardzo dobrze do poddawanych wysokim obciążeniom silników wysokoprężnych i benzynowych o dużej mocy. Mimo wysokich obciążeń działających na te silniki nie dochodzi do "mikrospawów" między gniazdem zaworowym i zaworem. Zakres zastosowań gniazd zaworowych HT obejmuje silniki poddawane szczególnie wysokim obciążeniom. Materiał ten został stworzony dla paliw suchych, takich jak CNG, LPG i FlexFuel.

Seria HT+ semi finished

(High Temperature and High Wear Resistance - bardzo wysoka odporność termiczna i odporność na zużycie)
Ta kombinacja materiałowa charakteryzuje się bardzo wysoką odpornością na zużycie, która zostaje zachowana nawet w ekstremalnie wysokich temperaturach. Skład gniazd zaworowych HT+ jest dobrany tak, by mimo zwiększonej odporności na zużycie powodowały one średnie obciążenia materiałów tnących i zapewniały łatwą obróbkę. Kombinacja ceramicznej stali narzędziowej zawierającej węglik wolframu i bardzo duże ilości zagnieżdżonych środków poślizgowych nadaje się szczególnie dobrze do systemów spalania paliw suchych, takich jak gazy LPG, CNG i propan oraz FlexFuel. Możliwe jest także ich stosowanie w silnikach wysokoprężnych i benzynowych o dużej mocy. Poza tym gniazdo zaworowe HT+ charakteryzuje się bardzo dobrą przewodnością cieplną, a mimo dużych obciążeń działających na te silniki nie dochodzi do "mikrospawów" między gniazdem zaworowym i samym zaworem.

Odlewane pierścienie osadcze

Seria G1 finished

(o wysokiej odporności termicznej)
Seria G1 składa się z wysokogatunkowego stopu z żeliwa szarego z dodatkami chromu i molibdenu. Seria G1 została stworzona na potrzeby szerokiej gamy zastosowań i jest używana głównie w pojazdach użytkowych. To gniazdo zaworowe posiada przystosowany do oczekiwanych obciążeń skład obejmujący martenzyt i dobrze ukształtowaną siatkę węglikową. Dzięki temu to gniazdo zaworowe cechuje się wysoką odpornością na zużycie i wysoką odpornością termiczną.

Seria G2 finished

(wysoka odporność na zużycie)
Seria G2 składa się z bardzo odpornego na zużycie żeliwa szarego z dużą zawartością molibdenu i wanadu. Ta kombinacja materiałowa odznacza się dużą odpornością na zużycie, która zostaje zachowana nawet w bardzo wysokich temperaturach. Jest to materiał wysokostopowy o dobrze ukształtowanej, zamkniętej siatce węglików mieszanych lub specjalnych w matrycy martenzytowej, zawierający równomiernie rozprowadzone stałe środki smarne. 
 

	HM	HT	G1	G2	ht+
	High Machinability	High Temperature Resistance	High Temperature Resistance	Highly Wear Resistance	High Temperature and High Wear Resistance
Rodzaj paliwa/  spalania	Benzyna (bezołowiowa), diesel	Benzyna (bezołowiowa), diesel	Benzyna (bezołowiowa), diesel	CNG, LPG, FlexFuel, benzyna (bezołowiowa), diesel	Benzyna (bezołowiowa), diesel, CNG, LPG, propan, FlexFuel
Materiały głowicy cylindrów	Aluminium,  żeliwo szare	Aluminium,  żeliwo szare	Aluminium,  żeliwo szare	Aluminium,  żeliwo szare	Aluminium,  żeliwo szare
Silniki	Silniki benzynowe i wysokoprężne o niskiej mocy, poddawane obciążeniom niskim do normalnych	Silniki benzynowe i wysokoprężne o wysokiej mocy, o wysokich ciśnieniach doładowania, poddawane wysokim obciążeniom	Silniki bezsprężarkowe, silniki turbo	Silniki poddawane dużym obciążeniom, silniki o podwyższonej mocy, wszystkie ww. silniki napędzane gazem	Silniki gazowe LPG, CNG, propan, FlexFuel; silniki benzynowe i wysokoprężne o dużej mocy

Uwaga:

Ekstremalne warunki eksploatacji i duże obciążenia działające na silnik wymagają uwzględnienia przez warsztat remontowy.

Warsztat remontowy ma obowiązek starannie sprawdzić wybrane specyfikacje części silnikowych. 

Zawór wlotowy

• zawór jednometalowy
• zawór jednometalowy z hartowanym gniazdem
• zawór jednometalowy z opancerzonym gniazdem
• zawór dumetalowy
• zawór dumetalowy z opancerzonym gniazdem

Zawór wylotowy

• zawór jednometalowy
• zawór jednometalowy z hartowanym gniazdem
• zawór dwumetalowy
• zawór dwumetalowy z opancerzonym gniazdem

Zawór jednometalowy

Zawory jednometalowe wykonywane są z jednego materiału. Dobierany jest przy tym materiał, który przystosowany jest do obu profili obciążeń, czyli o wysokiej wytrzymałości termicznej i dobrych parametrach ślizgu.

Zawór dwumetalowy

Zawory dwumetalowe stanowią połączenie materiału o wysokiej odporności termicznej (główka) z trzonkiem, który jest z jednej strony utwardzalny (końcówka), a z drugiej wykazuje dobre parametry ślizgu względem prowadnicy zaworu. Materiały łączy się metodą zgrzewania tarciowego.

Postępowanie z wypełnionymi sodem zaworami pustymi

Obróbka i rozcinanie zaworów pustych wypełnionych sodem wymaga zachowania ostrożności. Należy uważać, by nie nastąpiło przypadkowe otwarcie pustej przestrzeni, ponieważ sód gwałtownie reaguje z wodą, a nawet wilgocią obecną na skórze, czy też emulsją używaną do wiercenia i szlifowania. W reakcji sodu z wodą powstaje wodór i wodorotlenek sodu.

Badanie i utylizacja

Niewielkie ilości zaworów pustych można złomować normalnie. Nie wymaga to przestrzegania żadnych specjalnych przepisów. Jeżeli konieczne jest zbadanie lub utylizacja większych ilości wypełnionych sodem zaworów pustych, należy otworzyć pustą przestrzeń bez użycia środka chłodzącego albo przez nawiercenie w dwóch miejscach, albo przez rozcięcie zaworu pośrodku. Przygotowane w ten sposób zawory wrzuca się pojedynczo do wiadra napełnionego wodą w celu zneutralizowania sodu. Po zakończeniu reakcji zawory można normalnie zezłomować. Wodorotlenek sodu należy usunąć zgodnie z obowiązującymi lokalnymi przepisami.

Zasady bezpieczeństwa:

Ze względu na bardzo gwałtowny przebieg reakcji sodu z wodą i uwalnianie wodoru neutralizację zaworów należy przeprowadzać tylko w wentylowanych pomieszczeniach albo poza budynkami. Należy bezwzględnie unikać kontaktu skóry i oczu z sodem, wodorotlenkiem sodu i miejscem reakcji. Sodem może więc manipulować tylko odpowiednio wyszkolony personel używający odpowiedniej odzieży ochronnej (rękawice, okulary ochronne itd.). Należy przestrzegać standardowych zasad bezpieczeństwa obowiązujących przy obchodzeniu się z agresywnymi i żrącymi materiałami oraz gazami wybuchowymi.

Końcówka trzonka zaworu

Końcówka trzonka zaworu poddawana jest dużym obciążeniom podczas ruchu zaworu (dźwigienka zaworowa, dźwigienka zabierająca, popychacz). W celu wykluczenia w tym miejscu nadmiernego zużycia końcówki trzonków zaworów są wykonywane z hartowanej stali. Końcówka trzonka zaworu ze stali niehartowanej jest zabezpieczana stellitem albo utwardzoną płytką.