Клапаны и сопутствующие детали

Направляющие клапанов производят из материалов с хорошими антифрикционными свойствами и хорошей теплопроводностью. В этой связи отлично зарекомендовали себя материалы из серого чугуна и латуни со специально подобранными легирующими компонентами.c

G1

Серый чугун с перлитной структурой. Этот материал отличается хорошей износостойкостью и подходит для направляющих, подверженных обычным нагрузкам.

G2

Серый чугун с перлитной основной структурой и повышенным содержанием фосфора. Сетчатая структура фосфора повышает износостойкость и способность сохранять свои свойства при разрушении. Используется в двигателях, подверженных средним нагрузкам.

G3

Серый чугун с перлитной основной структурой, повышенным содержанием фосфора, а также более высоким содержанием хрома. Используется в двигателях, подверженных особенно высоким нагрузкам.

B1

Сплав меди, цинка и алюминия. Этот материал отличается хорошей износостойкостью при высоких антифрикционных свойствах. Направляющая используется в двигателях, подверженных обычным и средним нагрузкам.

Техническая подоплека

Направляющая клапана удерживается в своем положении в головке блока цилиндров за счет прессовой посадки. Направляющая клапана во время прессования в отверстие корпуса головки блока сжимается радиально. Отверстие корпуса, напротив, расширяется. Объем подобной деформации зависит от соотношения диаметра отверстия корпуса и наружного диаметра направляющей, а также от жесткости обеих деталей. При значительных различиях в жесткости стенки корпуса радиальная деформация может сильно отличаться по длине.

Монтаж

При монтаже и демонтаже направляющих клапанов следить за правильным нагревом головки блока цилиндров (данные изготовителя двигателя)! Для монтажа и демонтажа использовать подходящие монтажные пробойники. Дополнительное охлаждение направляющих клапанов существенно облегчает монтаж.

После монтажа

Перед монтажом клапана в направляющую клапана следует измерить цилиндричностьее отверстия, т. е. проверить, имеется ли необходимый диаметр во всех местах. Фирма Мotor Service, как правило, рекомендует подправить отверстие при помощи развёртки по диаметру и форме.

 

Ориентировочные значения монтажного зазора между направляющей и стержнем клапана:

Диаметр стержня клапана (мм)	Зазор: впускные клапаны (мкм)	Зазор: выпускные клапаны (мкм)
6 до 7	10 - 40	25 - 55
8 до 9	20 - 50	35 - 65
10 до 12	40 - 70	55 - 85

В новейших поколениях двигателей именитых производителей транспортных средств используются кольца седла клапана из спечённых материалов (порошковометаллургическая технология). Все более высокие тепловые и механические нагрузки, воздействующие на кольцо седла клапана в камере сгорания, вряд ли могут выдержать материалы, изготовленные методом обычного литья. По этой причине Motorservice предлагает, помимо прочего, металлокерамические кольца седла клапана, изготовленные из 2 различных соединений материалов, которые удовлетворяют всем требованиям будущих двигателей.
 

Кольца седла клапана из

HM series semi finished

(High Machinability – очень хорошая обрабатываемость резанием)
Это сочетание материалов отличается превосходной обрабатываемостью резанием. Металлокерамическое кольцо седла клапана серии HM сделано из карбида вольфрама, включенного в легированную сталь, и в точности отвечает возникающим нагрузкам. Таким образом, удалось объединить свойства материалов, таких как высокая твердость и очень хорошая обрабатываемость резанием, что до сих пор не представлялось возможным. Кроме того, серия HM обладает хорошей износостойкостью и теплостойкостью. Серия HM разрабатывалась для безнаддувочных и турбодвигателей от нижнего до верхнего сегмента мощности.

HT series semi finished

(High-Temperature Resistance – очень высокая термостойкость)
Это сочетание материалов отличается высокой износостойкостью, сохраняющейся даже при крайне высоких температурах. Металлокерамическое кольцо седла клапана серии HT соответствует керамическому сплаву инструментальной стали с карбидом вольфрама, в матрицу которого внедрили соответственно выверенные добавки, устойчивые к очень высоким температурам. Благодаря большому количеству стабильно внедренных антифрикционных добавок эти кольца особенно хорошо подходят для мощных двигателей внутреннего сгорания и дизельных двигателей с высоким наддувом, подверженных большим нагрузкам. Несмотря на высокие нагрузки, которым подвергаются эти двигатели, "микросварки" кольца седла клапана с клапаном не происходит. Кольца седла клапана серии HT используются, прежде всего, в подверженных высоким нагрузкам двигателях. Материал был разработан для сухог топлива, такого как компримированный природный газ (CNG), сжиженные углеводородные газы (LPG) и для гибкого выбора топлива (Flex Fuel).

Серия НT+ semi finished

(High Temperature and High Wear Resistance – очень высокая термостойкость и износостойкость)
Это сочетание материалов отличается очень высокой износостойкостью, сохраняющейся даже при крайне высоких температурах. Состав материала колец седла клапана HT+ рассчитан на то, что несмотря на повышенную износостойкость, будет иметь место средняя нагрузка со стороны режущего материала и упрощенная обработка. Сочетание керамической инструментальной стали из карбида вольфрама и очень высокого содержания стабильно внедренных антифрикционных добавок особенно хорошо подходит для сухого сжигания, которое имеет место при использовании такого газового топлива, как сжиженные углеводородные газы (LPG), компримированный природный газ (CNG), пропан и при гибком выборе топлива (Flex Fuel). Возможно также применение в мощных двигателях внутреннего сгорания и дизельных двигателях. Кроме того, кольцо седла клапана серии HT+ отличается очень хорошей теплопроводностью и, несмотря на высокие нагрузки, которым подвергаются эти двигатели, "микросварки" кольца седла клапана с клапаном не происходит.

Чугунные кольца седла клапана

Серия G1 fi nished

(жаропрочная)

Серия G1 состоит из жаропрочного сплава серого чугуна с добавками хрома и молибдена. Серия G1 была разработана для широкой области применения и используется, главным образом, в автомобилях для перевозки грузов и пассажиров и для нетранспортных работ. Такое кольцо седла клапана имеет точно согласованный с нагрузками состав из напущенного мартенсита с выраженной сетью карбида. За счет этого кольцо седла клапана обладает хорошей износостойкостью и жаропрочностью.

Серия G2 fi nished

(с высокой износостойкостью)

Серия G2 состоит из сплава серого чугуна высокой износостойкости с большим количеством добавок молибдена и ванадия. Это сочетание материалов отличается высокой износостойкостью, сохраняющейся даже при очень высоких температурах. Это высоколегированный материал с хорошо выраженной, закрытой сетью из смешанных и специальных карбидов в мартенситной матрице и с равномерно распределенными твердыми добавками смазочного материала. 
 

	HM	HT	G1	G2	HT+
	High Machinability	High Temperature Resistance	High Temperature Resistance	Highly Wear Resistance	high Temperature and High Wear Resistance
Вид топлива/ сгорание	Двигателибензин (неэтилирован- ный), дизель	Двигателибензин (неэтилирован- ный), дизель	Двигателибензин (неэтилирован- ный), дизель	CNG, LPG, Flex Fuel, бензин (неэтилированный), дизель	бензин (неэтилированный), дизель, CNG, LPG, пропан, Flex Fuel
Материалы головки блока цилиндров	алюминий, серый чугун	алюминий, серый чугун	алюминий, серый чугун	алюминий, серый чугун	алюминий, серый чугун
Двигатели	Маломощные двигатели внутреннего сгорания и дизельные двигатели, подверженные нагрузкам от низких до обычных	Мощные двигатели внутреннего сгорания и дизельные двигатели с высоким наддувом, подверженные высоким нагрузкам	Безнаддувочные двига- тели, турбодвигатели	Двигатели, подверженные очень высоким нагрузкам, двигатели с повышенной мощ- ностью, все вышеназванные газовые двигатели	Газы, такие как LPG, CNG, пропан, Flex Fuel; мощные двигатели внутреннего сгорания и дизельные двигатели

Внимание:

Необходимо учитывать экстремальные условия эксплуатации, а также высокие нагрузки соответствующего двигателя, ответственность за них несет эксплуатирующее предприятие/ моторист.

Подбор спецификаций деталей двигателей должен быть тщательно проверен эксплуатирующим предприятием/ мотористом.

Впускной клапан

• монометаллический клапан,
• монометаллический клапан с закалкой седла,
• монометаллический клапан с бронированным седлом,
• биметаллический клапан,
• биметаллический клапан с бронированным седлом

Выпускной клапан

• монометаллический клапан,
• монометаллический клапан с бронированным седлом,
• биметаллический клапан,
• биметаллический клапан с бронированным седлом

Монометаллический клапан

Монометаллические клапаны производятся только из одного материала. При этом выбирается такой материал, который отвечает профилям требований, а именно, обладает высокой теплостойкостью и хорошими антифрикционными свойствами.

Биметаллический клапан

Биметаллические клапаны позволяют сочетание таких материалов как материал с высокой термостойкостью (головка клапана) и материала стержня клапана, который можно закалить (конец стержня), и который, помимо этого, обладает хорошими антифрикционными свойствами по отношению к направляющей клапана. Соединение материалов осуществляется путем сварки трением.

Обращение с заполненными натрием полыми клапанами

При обработке и разрезании заполненных натрием полых клапанов требуется надлежащая осторожность. Нужно следить за тем, чтобы случайно не открыть полость клапана, так как натрий вступает в сильную реакцию с водой или с эмульсией для шлифования. В ходе реакции натрия с водой выделяются водород и раствор едкого натра.

Анализ и утилизация

Полые клапаны в небольших количествах можно утилизовать обычным образом. Никаких специальных инструкций соблюдать не нужно. Для проверки заполненных натрием клапанов или утилизации их в больших количествах нужно открыть полость клапана, не используя охлаждающих средств, либо просверлив его в двух местах, либо разделив клапан по центру. Подготовленные таким образом клапаны кладутся по отдельности в наполненное водой ведро, чтобы обезвредить натрий. По истечении реакции клапаны можно утилизовать обычным образом. Утилизация оставшегося раствора едкого натра производится в соответствии с местными предписаниями.

Указания по технике безопасности

Так как реакция натрия с водой протекает очень сильно с выделением водорода, обезвреживание клапанов нужно проводить только в хорошо проветриваемых помещениях или на открытом воздухе. В любом случае избегать контакта с кожей и глазами. По этой причине обращение с натрием должен осуществлять только соответственно обученный персонал и только при наличии надлежащей защитной одежды (перчатки, защитные очки и т. п.). При обращении с агрессивными и едкими материалами и взрывчатыми газами соблюдать общепринятые правила безопасности.

Конец стержня клапана

Конец стержня клапана подвергается высоким нагрузкам в результате задействования клапана (коромысло, балансир, толкатель). Во избежание износа в этом месте сталь, поддающуюся закалке, на концах стержней клапанов закаляют. Концы стержня клапана, изготовленные из стали, не поддающейся закалке, упрочняют при помощи брони из стеллита или к ним приваривают калёные пластины.