Седла и направляющие клапанов

Jan 31, 2024

Производство клапанов является одной из наиболее важных областей двигателестроительного бизнеса. Согласно нашему последнему обзору рынка механических цехов, на головки цилиндров газовых двигателей приходится почти 16 процентов производственного времени производителя двигателей – и легко понять, почему. Теплопроводность клапана имеет решающее значение для отвода тепла внутри камеры сгорания, особенно в отношении выпускного клапана. Седла клапанов передают тепло от клапана к головке блока цилиндров, и без подходящего материала или подгонки весь процесс нарушается, оставляя вас и вашего клиента в затруднительном положении.

Вы можете предотвратить хрупкость и растрескивание седел клапанов, выбрав материал, подходящий для конкретного применения. Большинство серийных двигателей последних моделей рассчитаны на использование седла из порошкового металла на заводе, и они доступны в виде вкладышей от нескольких производителей для самых разных применений. Седла PM хорошо работают в уличных двигателях и двигателях с малой производительностью, но они не очень подходят для двигателей с высокой производительностью, где температура сгорания выше.

Многие эксперты говорят, что вам следует перепилить расточки, чтобы установить новые сиденья увеличенного размера. Но некоторые моторостроители предпочитают устанавливать новые вкладыши стандартного размера в существующие расточки. Он работает на некоторых больших дизельных головках цилиндров с толстыми стенками, но на автомобильных головках его сложно опробовать.

Обработка цековок для установки пластин увеличенного размера позволяет контролировать посадку с натягом, чтобы седла не расшатывались. Повторная обработка цековки также позволяет лучше контролировать биение и концентричность направляющей клапана. Отверстия должны быть гладкими, круглыми, плоскими снизу и располагаться по центру направляющих для правильного выравнивания и хорошей теплопередачи между сиденьем и головой.

Когда производители оригинального оборудования начали индукционную закалку области седла клапана во время перехода на неэтилированное топливо в 1970-х годах, предполагалось, что этот процесс обеспечит глубину твердости около 0,070 дюйма. Однако было обнаружено, что повторная обработка седел в процессе восстановления головки привела к снижению твердости, и седла пришлось заменить. Это привело к росту рынка седел клапанов, который продолжается и сегодня благодаря восстановленным головкам цилиндров и широкому использованию алюминия.

Один производитель заявил, что значительный процент отказов седла клапана вызван либо неправильной комбинацией клапана и седла, либо неправильной геометрией клапанного механизма, либо отсутствием соосности седла и направляющей. Еще одна основная причина поломки – проблемы с преждевременным зажиганием.

Проблемы возникают, когда седла перегреваются, что приводит к микросварке между клапанами и седлами. Клапаны тверже седел, поэтому к клапанам могут прилипать микроскопические частицы металла. Когда двигатель остывает, эти частицы вымываются в выхлопные газы. В некоторых случаях это вызывает опускание седел, особенно в двигателях, работающих на сухом газе, например, на пропане.

Для снятия вставок седла с алюминиевых головок можно использовать различные методы, но необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы не повредить цековку. Использование чистящей печи может помочь ослабить сиденья настолько, что они могут выпасть. В других случаях вы можете попробовать использовать фрезу, немного меньшую, чем внешний диаметр существующей вставки седла клапана, чтобы отрезать старую вставку. Некоторые специалисты по ремонту говорят, что использование шлифовальной машины для разрезания и ослабления седла помогает (но будьте осторожны, чтобы не прорезать седло и не попасть в цековку). Поднятие седла также может помочь, если под внутренним краем седла достаточно выступа (опять же, не повредите цековку).

Что касается высоких характеристик, строителям приходится бороться с повышением температуры сгорания и, возможно, предпочтут использовать седло из сплава премиум-класса. Если вы планируете использовать закись азота или сумматор мощности, вам понадобится материал седла, способный выдерживать такие температуры. В применениях с титановыми клапанами можно использовать материал седла из медного сплава из-за повышенной проводимости. Обратите внимание, что титан не проводит тепло так же хорошо, как сталь, поэтому медь способствует теплопередаче.