Как сделать фаску клапана (7 видео)

Содержание

Портинг и ломатинг ГБЦ. Часть 2. Фаска клапана 30 градусов.
Дефектовка клапанов
Фаска 30 градусов
Рабочая фаска
Вредные и бессмысленные доработки
Притирка клапанов
Тюнинг ГБЦ часть 2
🎥 Видео

Видео:ГБЦ - неправильная фаска клапана приводит к -50 эксплуатацииСкачать

Портинг и ломатинг ГБЦ. Часть 2. Фаска клапана 30 градусов.

Видео:ОРИГИНАЛЬНЫЕ КЛАПАНА восстановление чистка от нагара, шлифовка фаски, торцовка стержня на станкеСкачать

Дефектовка клапанов

При осмотре ГБЦ я выявил довольно сильный износ торца впускных клапанов. Я это связываю с избыточным зазором. После установки стальных штанг я устанавливал зазор 0,15, теперь буду устанавливать зазор в 0,1. Соответственно впускные клапана решил сменить. Взял типа ГАЗ, но при внимательном рассмотрении упаковки оказалось, что это те же челябинские:

В случае выпускных клапанов их износ был в допустимых рамках, но вот фаска была расклёпана, имелись небольшие прогары. Вот к примеру впускной клапан, который я списал, и на котором я сперва потренировался восстанавливать фаску:

Протачивал борфрезой из карбида вольфрама, вращаемой высокооборотистым шпинделем. Клапан при этом вращался шуруповёртом навстречу. Получаемая поверхность вполне удовлетворительного качества, притирка клапана происходила очень быстро:

Видео:Как ПРАВИЛЬНО шарошить седла клапановСкачать

Фаска 30 градусов

Весомым аргументом в пользу проточки фаски в 30 градусов были объективные замеры от GazRod. Поразмыслив, нашёл два объяснения приросту наполнения цилиндров:

Проточка выпускного клапана выглядит следующим образом:

Далее протачиваем впускной клапан:

Может возникнуть вопрос, почему так не делают на заводе? Дело в массовости производства. Если даже и проточить клапана по шаблону, то из-за уменьшения ширины рабочей фаски с 4-3,5 мм до 2мм, прирезание седёл потребует большей точности, контроля. Это увеличит время сборки двигателя и его цену.

Видео:Прирезка Седла Клапана Самый Лучший СпособСкачать

Рабочая фаска

По рабочей фаске рассмотрим два аспекта. Первый это ширина рабочей фаски. Мне попадались рекомендации, что оптимальной является фаска в районе 1,5 мм. Более того, даже типа можно сделать чуть меньше, и она дорасклепается до нужного размера. Собственно при первой капиталке я так и сделал. Можете глянуть в теме про капиталку. Да расклепаться расклепалось, но не седло, а клапан:

Следующий важный фактор — это положение фаски на клапане. Почему-то считается, что контакт с седлом должен быть посередине фаски клапана. Однако, если почитать методику прирезания сёдел из книжки, выходит что фаска 45 градусов седла нарезается до диаметра клапана за вычетом 0,2 мм. А фаской 60 градусов потом внутренний диаметр увеличается до тех пор, пока ширина рабочей фаски не уложится в допуск 1,5-3 мм. То есть рабочая фаска должна быть по внешнему краю клапана. Это легко объясняется — зазор, сечение прямо пропорционально диаметру фаски, то есть чем больше диаметр рабочей фаски, те выше пропускная способность открытого клапана, причём абсолютно во всех режимах работы двигателя. Поэтому я фаску в 30 градусов протачивал, пока для рабочей фаски не осталось 2 мм на краю клапана.

По итогу тяга на холодную возросла ощутимо, подсос стало возможно убирать гораздо раньше.

Видео:Восстановление фаски клапана.Скачать

Вредные и бессмысленные доработки

Из бессмысленных доработок я перечислю полировку клапана. Смысла я в этом не вижу никакого вообще. Для снижения детонации более правильным я считаю эффективный теплоотвод от клапана.

Вредной же я считаю Т проточку ножки клапана. Это сильно снижает отвод тепла от клапана. Плюсом данной доработки считается увеличение сечения. Но если подсчитать вклад проточенной ножки в сечение канала, это получится милипусечный процент, который с лихвой будет перекрыт излишне горячим клапаном.

Читайте также: Лепестковый клапан вентиляция это

Видео:ПРИТИРКА КЛАПАНОВ за 5 минут!!! Быстро, дешего, легко! Притираем клапана своими руками!Скачать

Притирка клапанов

Притирал клапана также присоской. Если фаска клапана и седла близкие к идеальным, то притирание происходит мгновенно. Рабочие фаски получились как я и хотел, шириной 2 мм по краю клапана.

Видео:ремонт ГБЦ, фаски клапанов без станкаСкачать

Тюнинг ГБЦ часть 2

Для начала расскажу в чем преимущество ГБЦ (головки блока цилиндров) с 4 клапанами на 1 цилиндр в сравнении с 2 клапанами. Расположение двух впускных и двух выпускных клапанов в камере сгорания позволяет увеличить площадь клапана (клапанов), но вопреки тому, что многие считают, это не реальная причина в превосходстве. Для примера, давайте сравним 1.7 литра Lotus/Ford Twin Cam раллийный двигатель (2 распредвала, 4 цилиндра, 8 клапанов). Впускной клапан имеет размер 43 мм (площадь -14.45 см2)

И знаменитый двигатель, разработанный гоночным инженером Кейтом Даквортом (один из основателей компании Cosworth, название Cosworth родилось из объединения фамилий (COStin and duckWORTH). Cosworth являлся подразделением Ford Motor Company, но на данный момент приобретён Джеральдом Форсайтом и Кевином Колховеном).

Раллийный двигатель Cosworth BDA 1.7 литра (2 распредвала, 4 цилиндра, 16 клапанов) Размер впускных клапанов 31 мм, площадь клапанов на впуске составляет 15 см2 – что является очень близко к площади впускного клапана мотора Lotus/Ford Twin Cam (14.5 см2).

Оба двигателя были разработаны для гонок и выдавали максимальную мощность на 8000 оборотах; 190 сил Cosworth и 170 сил Lotus/Ford . В ралли автомобили с двигателем Cosworth были всегда намного быстрее (на любом покрытии) из-за того, что этот мотор имел на 1000 оборотов более широкий диапазон мощности и значительно лучше не только на верхах, но и на низких оборотах. А причина в том, что имея практически идентичную площадь клапанов двигатель Cosworth имеет на 44% больше клапанную щель при любом подъеме клапанов. По этой причине моторы с 4 клапанами на цилиндр используют распредвалы с менее широкой полной фазой (duratoin), а это в свою очередь улучшает средний диапазон без ущерба для максимальной мощности.

Чтобы это лучше понять почему на 44% больше, предлагаю рассмотреть иллюстрацию которая использовалась в посте о распредвалах (Распредвал часть 2)

В первой части мы остановились на геометрии седла клапана.

Геометрия седла клапана

Основной закон – седло впускного клапана, это номер 1, от чего зависит эффективность ГБЦ пока клапан не будет иметь подъем 0.18 (18%) от его диаметра, а на стороне выпуска еще больше, до 0.35 от диаметра выпускного клапана.

Однофасочное седло с углом 45* градусов имеет эффективность 56% при подъеме клапана 6.35 мм. Если выполнить правильную трех-фасочную, четырех или даже пяти-фасочную геометрию седла то эффективность реально повысить до 84% (средние значения от 76% до 84%). Стандарт трех-фасочная геометрия (наиболее популярная) 45* — запорная фаска, 30* — верхняя, соединяет основную фаску с днищем камеры сгорания. Нижняя фаска имеет угол 60* соединят 45* с горлом канала.

На этой схеме указаны размеры, как для впускного, так и выпускного каналов хорошо работающие и дающие великолепный результат. Также указаны оптимальные размеры клапанов (впуск и выпуск). Как вы заметили, на выпуске, запорная фаска седла шире, это необходимо чтобы обеспечить хороший теплоотвод от тарелки клапана. Выпускной клапан при этом имеет более узкую 45* фаску, что необходимо для борьбы с образованием нагара. Переход от запорной фаски седла к каналу осуществляется широкой 60- градусной нижней фаской, многие специалисты используют дополнительно для 4-х – 5-ти фасочной геометрии седла канала еще фаски с углом 75* (80 градусов) которые более плавно соединяют запорную фаску с каналом.

Читайте также: Погнули клапана при замене грм

Очень большой положительный эффект на продувку дает дополнительная 30* фаска на клапанах

Очень важно не только угол (об это ниже) но позиция, расположение клапана в седле и ширина запорной фаски

Для впуска многие специалисты любят совмещать седло, как можно выше (в направлении камеры сгорания) с клапаном. На выпуске такое расположение неприемлемо, это сильно ухудшит надежность и может привести к прогару клапана – по центру то что надо.

Ширина запорной фаски, на впускном канале оптимальным является 1.0 мм – 1.55 мм. Более узкая фаска, в основном улучшает продувку канала, но при этом ухудшает прочность, надежность. Выпускные каналы работают при экстремально высоких температурах, поэтому им необходима более широкая запорная фаска, для того чтобы увеличить пятно контакта и лучше отводить тепло через седло канала (оптимальные размеры указаны на схеме).

Для примера привожу результаты которые были получены на сток 1.6 литра двигателе с размером впускного клапана 35.5 мм при проведении выше указанных процедур

Результат – плюс 14 CFM, это даст прибавку в мощности более 10 сил.

Альтернативные углы геометрии седла канала

45* градусов запорная фаска седла впускного клапана наиболее используемая, но часто используют и другие углы. Для примера, если у вас задушен мотор, вам надо больше воздуха (flow) не важно, что результат даст только пиковую мощность на 9000 оборотах – используется угол 50-55*, такой угол дает наилучшую продувку при высоком подъеме клапана т.к. позволяет сделать более плавное соединение с максимально возможно увеличенным горлом канала. Такие углы применяют инженеры при постройки гоночным моторов 358- ci V8 для NASCAR.

Плюсы – максимальные показатели продувки при высоко поднятом клапане, минусы – пиковая мощность и самое главное, чем больше угол (больше 45*) запорной фаски, тем меньше прочность, намного хуже надежность. Для турбо моторов такой вариант ПРОСТО НЕ ПРИЕМЛЕМ из-за высоких температур. Если Вы строите мотор рассчитанный на высокие обороты, то лучшие результаты (из-за реверса потока воздуха) дает верхняя (top cut) фаска не 30*, а 38* градусов

Если ваш мотор очень голодный до воздуха или вы желаете существенно улучшить характеристики ГБЦ не на высоких оборотах, то есть хороший вариант – использовать 30⁰ запорную фаску на седле впускного клапана. Предлагаю этот вариант рассмотреть более подробно

Как видно из рисунка, при одинаковом подъеме, клапанная щель при использовании запорной фаски с углом 30* больше, а значит и количество воздуха будет поступать больше (а это то, что надо для повышения момента). Такое улучшение на впуске мы имеем в плоть до подъема клапана 7.5 мм, максимальная прибавка составляет более 20% при подъеме клапана 1.25-2.5 мм. Такая геометрия дает эффект, при малых подъемах клапана, более большого канала (и конечно и размера клапана) но только при этом низы и середина не ухудшается, а только улучшается.

Читайте также: Управление клапаном в холодильнике

Это похожий эффект, как при использовании распредвала с большим подъемом, как вы помните я описывал, что сам по себе подъем кулачка не увеличивает максимальное значения проходящего потока воздуха при подъеме выше 0.25 от диаметра клапана, но сильно увеличивает наполнение при малом подъеме. Происходит это за счет увеличения скорость подъема клапана и не более.

Встречается много серийных машин с такой геометрией седла клапана, да, наверное, все дизельные двигателя работают на такой геометрии, но встречаются и бензиновые моторы. На первый взгляд это все кажется просто, но на самом деле есть и сложности (решаемые).

С одной стороны, чем меньше угол, тем лучше клин, который улучшает герметичность пары седло-клапан, но при этом, чем более плоское седло, тем больше проявляется тенденция, что клапан на высоких оборотах начнет отпружинивать при закрытии. Однозначно, чем более плоский угол запорной фаски седла канала, тем лучше продувка, наполнение (flow) при небольших подъемах клапана, но без серьезного изучения этого вопроса ситуация может только ухудшится при использовании распредвалов с подъемом кулачка выше 12 мм. Если ваша цель высокие обороты (8000+++) и распредвал с высоким подъемом кулачка 12.5++мм – 50*-55* градусов угол запорной фаски решит проблему отпружинивания клапана и как следствие больше мощность.

На данной картинке указано схематично, как сделать седло впускного канала с углом 30*

Такая геометрия седла впускного клапана дает потрясающие результаты на продувочном стенде, но скорее всего возникнут проблемы с герметичностью (клапан-седло) на оборотах намного выше 5000. Особенно это проявляется на высоко форсированных моторах, которые испытывают проблему с высокой температурой клапана при максимальных нагрузках и как следствие деформация (изгиб клапана при закрытии в следствии его расширения). По этой причине такую геометрию не рекомендуется использовать на выпускном седле клапана.

Есть несколько вариантов решения этой проблемы (ВЫСОКАЯ температура клапана, расширение –деформация). Один из вариантов нанести на лицевой стороне тарелки впускного клапана канавку. Вот вариант как это сделать

Так же не будет лишним использовать клапанные пружины на 10% жестче, чем необходимо для седла с углом 45*. При использовании такого метода David Vizarrd’s – известный американский спец в области постройки гоночных моторов (кстати, он проводит очень полезные семинары, как готовить ГБЦ) делал великолепные гоночные моторы.

Другой вариант – использование специального термо покрытия на клапана, которое снижает температуру последнего (значительно)

Вообще, проблема с клапанами при высокой температуре частое явление даже на сток моторах, особенно турбо версии. При их тюнинге, часто этот вопрос остается забытым, а это не только деформация и как следствие плохая герметичность, пропуски зажигания, детонация, такое часто встречается к примеру на европейских моторах VAG 2.0 turbo TSI – накачав мотор супер прошивками от Брендовых тюнерских фирм, но при этом не позаботившись об охлаждении воздуха, мотора и т.д. как решение пытаются эту проблему решить заменой клапанных пружин на более жесткие. Ну да ладно, это у же не по теме