Проверка клапанов: Вакуум или керосин?[Добавил Видео]
Речь пойдёт о проверке герметичности клапанов.
Достали вообщем мою неисправную гбц, поставили все 12 новых клапанов и после притирки оных решили проверить на герметичность керосином. Из щелей клапана в течении нескольких минут начался просачиваться керосин и выливаться на стол.
Решили отвезти в спец. мастерскую которые профильно занимаются гбц чтобы они шлифанули поверхности контакта клапан-седло, а они говорят что проверив головку вакуум-тестером утечек не обнаружено. Смысла ничего шлифовать нет. С их слов головка в идеале! А сервис теперь говорит что если головку установить так, то они никаких гарантий не дают что будет нормальная компрессия, в конторе тоже никто не может гарантий дать что гбц будет работать как положено, оно и понятно, не они ведь собирают. Вообщем начинается такой каламбур что сервис говорит везти гбц в Москву в другую контору… вопрос, надо ли? Многое в интернете пишут, в основном что керосином проверять это каменный век, и ничего точнее вакуум-тестера не измеришь. После проверки вакуумом головка со слов механиков тех центра — в идеале! А со слов сервиса течёт — значит п***! Кому верить то? Повезу голову в Мск а там что третья сторона скажет. Ваше мнение тоже очень важно!
Как проверяется ГБЦ на вакууме:
А именно проверку герметичности производить на вакуум-тестере.
Upd 12.01.19 ГБЦ установлено — все отлично работает. Компрессия бомбическая! Хотя на керосине текло! 🙂
Проверка герметичности клапанов ГБЦ: Вакуум-тестер против керосина.
Достаточно часто в работе приходится сталкиваться с возмущением клиентов, заявляющих, что проведенная нами работа по обработке седел и клапанов головки блока цилиндров, как еще ее называют многие притирка клапанов, выполнена некачественно.
Давайте же разберемся какой методикой оценки качества выполненных работ руководствуются некоторые из клиентов и почему же она не корректна.
Ведь уже давно существуют гораздо более релевантные и подходящие методы, чем использование керосина.
Проверка герметичности керосином.
Основная притензия состоит в том что, согласно «дедовским» методам проверки, залитый в камеру сгорания керосин должен оставаться в ней очень продолжительное время, не менее нескольких часов, не испаряться, а даже прибывать
Керосин обладает низкой склонностью к образованию отложений, а главное высокой текучестью. Та самая высокая текучесть выступает в виде главного аргумента, мол если обработка (притирка) клапана к седлу выполнена правильно, то керосин и не должен утекать. Все верно, но.
Этот метод отсылает нас к ГОСТу для проверки сварных швов трубных проводов работающих под постоянным и большим давлением:
“Контроль сварных швов на герметичность допускается проводить капиллярным методом смачиванием керосином. При этом поверхность контролируемого шва с наружной стороны необходимо покрывать мелом, а с внутренней стороны — обильно смачивать керосином в течение всего периода испытания.”
Способность керосина проникать через мельчайшие неплотности швов объясняется его неполярностью, высокой смачивающей способностью, малой вязкостью, а также способностью растворять масляные пленки и пробки, могущие закупорить неплотности. При взаимодействии неполярных жидкостей (керосина и других углеводородов) со стенками неплотности вязкость пристенных и центральных слоев жидкости одинакова. Поэтому, несмотря на то что вязкость воды в два раза меньше вязкости керосина, последний вследствие своей неполярности лучше проникает в микронеплотности. С помощью керосина можно обнаружить неплотности диаметром до нескольких десятитысячных долей миллиметра.
Вакуум-тест, вместо керосина.
Для труб керосин годится, почему для клапанов его не использовать? Резонный вопрос. Дело вот в чём, в трубопроводе давление постоянное, и через микропоры шва содержимое из трубы будет выливаться, испаряться итд. В двигателе совсем другое дело.
Для ясности понимания процесса рассмотрим цикл Отто, описывающий рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания
Поскольку цикл Отто для бензинового двигателя
состоит из 4-х тактов:
1) адиабатное сжатие рабочего тела;
2) изохорный подвод теплоты к рабочему телу;
3) адиабатное расширение рабочего тела;
4) изохорное охлаждение рабочего тела.
То на полный цикл необходимо произвести два оборота коленчатого вала, что соответствует одному обороту распредвала, тоесть в нашем случае одному циклу открытия закрытия впускных / выпускных клапанов.
Рассмотрим режим холостого хода. Допустим холостые обороты 900 в минуту. Это значит что в одном цилиндре за минуту проходит 450 рабочих ходов. 450 ходов за 60 секунд это 7,5 рабочих хода в секунду. 1 рабочий ход протекает в среднем за 0,133 секунды. При оборотах 3000 в минуту рабочий ход проходит примерно за 0,04 секунды. При такой частоте совершения событий, клапан просто должен быть в седле, и естественно рабочие поверхности седла и клапана должны быть соосны. Скорость нарастания давления настолько высока, что необходимая герметичность соединения достигается прижимом клапана к седлу за счёт газовых сил сама собой, просто от протекания процесса.
Тоесть в реальном двигателе инерция потоков газа и давление, на ряду с пружинным механизмом создают более чем достаточное прилегание клапана к седлу. И, в основной мере, чистота обработки поверхности клапна и седла влияет на отвод тепла от клапана и его охлаждения.
Именно поэтому важно обрабатывать клапан, а не осуществлять его притирку. Притертый клапан хуже охлаждается и подвержен последующему разрушению.
Поэтому единственно верным методом проверки прилегания клапана к седлу, является создание разряжения в впускном/выпускном тракте и замер относительных потерь вакуума через зазоры. Для этого используется специальный вакуум-тестер со следующим принципом действия:
Вакуум-генератор создает разрежение, и из впускного/выпускного канала высасывается воздух через систему шлангов, которые соединены с ГБЦ через адаптированную насадку с вакуум — генератором. Интенсивность нарастания/затухания разрежения, а также ее максимальный уровень являются показателями герметичности сопряжения седло-клапан и играют важную диагностическую роль. Метод проверки основан на определении относительных потерь вакуума через зазоры .
Ну и наконец выдержка из официальной документации «Заволжского моторного завода» к двигателю ЗМЗ 406:
Герметичность клапанов: вакуум-тестер или керосин
Клиент принес головку обратно, которую совсем недавно забрал. Я даже не успел толком забыть его лицо, а тут такой сюрприз — как говориться «Слава богу ты пришёл». Головка от двигателя ЗМЗ-406. Для тех кто не в курсе — это алюминиевая головка, скомпонована по схеме DOHC. В каждом цилиндре по два впускных и по два выпускных клапана. Впускной и выпускной каналы объединяют по два клапана в каждом из цилиндров. Это важно учитывать при проведении вакуум-теста.
Немного пообщавшись с человеком стало понятно, что он не доволен не только проведёнными нами работами, но и мной, как представителем фирмы и специалистом. Это пусть останется его личным мнением. Основным приведённым доводом ненадлежащего качества работ было то, что керосин посте полутора часов нахождения в камере сгорания вытекает из впускных и выпускных каналов. И виноват в этом именно Я.
Я возразил клиенту, что его метод оценки качества выполненных работ не корректен, и так давно никто не делает, и есть более передовые и прогрессивные методы. Рассказал и провел при нём вакуум-тест — все в порядке, волноваться не о чем. Клиент не понимает и смотрит на меня с прибором как на лохотронщика в «Лужниках». Объяснял про то, что клапана керосин не должны удерживать, а должны удерживать рабочую смесь, говорил о скоротечности рабочего процесса двигателя (что к стати нельзя было сказать про наше общение, которое уже затянулось более чем на пол часа и накалило обе стороны конфликта интересов) приводил ему примеры с зажигалкой и огнивом — тщетно, я уперся в стену непонимания.
— Это кошмар! — кричал недовольный посетитель, ты только бабло можешь брать, а работать не умеешь, ты ничего руками не можешь сделать!
В окончании общения он назвал меня приемочной крысой и пообещав вернуться, ко всеобщему облегчению, удалился.
Нависла немая пауза. Все находящиеся на приёмке, даже другие клиенты, выдохнули , и продолжили свои дела. Приёмка монотонно загудела, подобно пчелиному рою, пошел обычный процесс.
Господи! Доколе керосиновые ходоки будут обивать стены нашей обители? Изо дня в день, иногда и не один раз за день (за последние 10 лет) объясняем клиентам про методику проверки.
уж должно не остаться таких клиентов, которые проверяют на керосин, ан нет.
Вернёмся к вакуум-тесту. Вакуум-тестер — это прибор который создаёт и замеряет вакуум в заклапанном пространстве головок блоков цилиндра. Величине этого параметра (разряжения в заклапанном пространстве) оценивает суммарные утечки вакуума через сопряжения клапана с седлом и втулкой. Ясно как день, что в случае одновременной оценки сразу двух клапанов следует вносить поправку на то, что прибор оценивает двойные утечки (так как один канал объединяет два клапана). В случае оценки трех клапанов поправка ещё больше.
Кто они, производители лохотронов?
Для развода (читай убеждения) вот таких посетителей, отечественная и зарубежная промышленность (неужели у НИХ там тоже «такие» встречаются) производит вакуум-тестеры в различных исполнениях.
Наши соотечественники ГОСНИТИ производят универсальный вакуум-тестер. На их сайте коротко и ёмко описан принцип работы и назначение их прибора:
. Принцип действия прибора при проверке герметичности клапанов: вакуум-генератор создает разрежение, и из впускного/выпускного канала высасывается воздух через систему шлангов, которые соединены с ГБЦ через адаптированную насадку с вакуум — генератором. Интенсивность нарастания/затухания разрежения, а также ее максимальный уровень являются показателями герметичности сопряжения седло-клапан и играют важную диагностическую роль. Метод проверки основан на определении относительных потерь вакуума через зазоры .
Наши шведские коллеги не отстают от нас в данном вопросе. Вот их вакуум-тестер:
О жидких невесомых аргументах (о керосине)
Керосин используют в качестве топлива ракет, осветительных и бытовых приборов, как лекарство и много где ещё. Керосином проверяют сварные швы трубопроводов работающих под давлением. Под большим и что важно ПОСТОЯННЫМ давлением. Испытание керосином заключается в следующем. Сторону сварного соединения, доступную для осмотра, окрашивают водной суспензией мела или каолина. Для быстрого высыхания суспензию рекомендуется наносить на не остывший после сварки шов, когда температура его снизится примерно до 50-70°С. После высыхания суспензии противоположную сторону соединения два-три раза тщательно смачивают керосином. Способность керосина проникать через мельчайшие неплотности швов объясняется его неполярностью, высокой смачивающей способностью, малой вязкостью, а также способностью растворять масляные пленки и пробки, могущие закупорить неплотности. При взаимодействии неполярных жидкостей (керосина и других углеводородов) со стенками неплотности вязкость пристенных и центральных слоев жидкости одинакова. Поэтому, несмотря на то что вязкость воды в два раза меньше вязкости керосина, последний вследствие своей неполярности лучше проникает в микронеплотности. С помощью керосина можно обнаружить неплотности диаметром до нескольких десятитысячных долей миллиметра. Желающие могут ознакомится со статьёй «Испытания на свариваемость».
Для труб керосин годится, почему для клапанов его не использовать? Резонный вопрос. Дело вот в чём, в трубопроводе давление постоянное, и через микропоры шва содержимое из тубы будет выливаться, испаряться итд. В двигателе другое дело.
Рассмотрим режим холостого хода. Допустим холостые обороты 900 в минуту. Это значит что в одном цилиндре за минуту проходит 450 рабочих ходов. 450 ходов за 60 секунд это 7,5 рабочих хода в секунду. 1 рабочий ход протекает в среднем за 0,133 секунды. При оборотах 3000 в минуту рабочий ход проходит примерно за 0,04 секунды. При такой частоте совершения событий, клапан просто должен быть в седле, и естественно рабочие поверхности седла и клапана должны быть соосны. Скорость нарастания давления настолько высока, что необходимая герметичность соединения достигается прижимом клапана к седлу за счёт газовых сил сама собой, просто от протекания процесса.
Это конечно экзотика, но в двигателях с десмодромным замыканием кинематической цепи привода клапанов никакой речи о применении керосина нет,
там попросту нет клапанных пружин. Удержание клапана в закрытом состоянии на стадии пуска происходит за счёт сил инерции самого клапана,
а при работе к ним присоединяются и газовые силы. Но это уже тема отдельного разговора.
Три способа проверки герметичности клапанов двигателя
Существует как минимум три способа проверки проверки герметичности клапанов двигателя автомобиля.
Два из них относительно простые, один сложный. Рассмотрим их в порядке возрастания трудоемкости.
В качестве примера используем двигатель 21083 (1,5 л) автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099.
Сразу определимся, что негерметичность клапанов двигателя может возникнуть из-за слишком сильного нагара на них, неплотного прижатия из-за слишком маленьких тепловых зазоров, а так же прогорания тарелки или разрушения посадочного гнезда клапана в головке блока.
Три способа проверки герметичности клапанов двигателя
1. Проверка измерением компрессии.
Одним из способов проверки герметичности клапанов двигателя является измерение компрессии в цилиндрах с последующим анализом динамики нарастания давления от первых оборотов коленчатого вала до фиксации максимального значения.
Измерение компрессии в цилиндрах карбюраторного двигателя при помощи компрессометра
В случае если не герметичен клапан или прокладка головки блока – в самом начале измерения компрессометр покажет давление в пределах 7-9 кг/см 2 , после чего рост показаний практически прекратится.
При том, что нормы компрессии для двигателя 21083 автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099 следующие.
— Отличное давление (компрессия) – 12-13 кг/см 2 (1,2-1,3 МПа)
— Нормальное давление – 10-11 кг/см 2 (1,0-1,1 МПа)
— Необходим ремонт – 8-9 кг/см 2 (0,8-0,9 МПа)
2. Проверка давлением сжатого воздуха.
Существует способ проверки основанный на подаче сжатого воздуха в свечные колодцы при определенном положении коленчатого и распределительного валов.
Безразборная проверка исправности клапанов двигателя подачей сжатого воздуха в свечное отверстие
Для проведения проверки сжатым воздухом проделываем следующее.
— Устанавливаем поршень проверяемого цилиндра в верхнюю мертвую точку (ВМТ).
Это должен быть такт сжатия, при котором впускной и выпускной клапана будут закрыты.
— В свечное отверстие подаем под давлением воздух (0,2-0,3 МПа (2-3 бар)).
Для подачи воздуха вполне достаточно будет обычного насоса, но удобнее конечно использовать компрессор.
— По выходу воздуха определяем, какой клапан неисправен.
Если во впускной коллектор – впускной клапан.
В выпускной коллектор – выпускной клапан.
Через маслозаливную горловину – неисправны поршневые кольца.
Через расширительный бачок системы охлаждения – прогорела прокладка под головку блока.
Если подозрение на негерметичность клапанов после проведения этих двух проверок еще больше укрепилось, можно попробовать устранить ее, отрегулировав их тепловые зазоры путем подбора регулировочныех шайб нужной толщины. Так как возможно проблема в том, что клапана просто неплотно закрываются из-за слишком маленьких зазоров (клапана «зажаты»). После чего провести эти проверки еще раз.
Если и после этого все указывает на то, что с клапанами имеется проблема, то проводим третью, финишную, проверку.
3. Проверка керосином.
Это самая точная, но вместе с тем самая трудоемкая проверка герметичности клапанов двигателя. Для ее проведения придется снять головку блока. Проще всего приурочить такую работу ко времени проведения ремонта двигателя. Но если есть веские основания считать, что клапана не герметичны (например прогорели) и ездить так дальше стало очень сложно, то придется снимать головку, заменять поврежденные клапана и притирать их тарелки к седлам, после чего проводить проверку керосином.
Проверка состоит в том, чтобы налить керосин в камеру сгорания в головке блока (головка при этом перевернута вверх клапанами и стоит на горизонтальной поверхности). При этом оба клапана должны быть закрыты. Если керосин не просачивается через закрытые клапана в течении 8-10 секунд, то все в порядке. Если потек, то придется приводить в норму пару клапан-седло.
— Герметичность прилегания тарелок клапанов к седлам в головке блока очень важна при работе двигателя автомобиля. Так как в противном случае нарушается одно из основных условий эффективного сгорания топливной смеси — наличие определенного давления в конце такта сжатия. Если клапана не герметичны, давление сразу падает ниже нормы. Топливная смесь не сгорает полностью. Мощность двигателя падает. Он начинает троить так как перестает работать цилиндр с негерметичным клапаном (клапанами). Часто работа двигателя сопровождается выстрелами и хлопками в глушитель.