Фреза из клапана своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 18.09.2024

Как работает клапанный механизм автомобильного двигателя

Чтобы вникнуть в особенности применения шарошек или зенкеров для седел клапанов, необходимо сначала разобраться в том, как действует клапанный механизм двигателя автомобиля, а также в том, что может привести к появлению неисправностей в его работе.

Каждый из цилиндров любого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) работает совместно с двумя клапанами, один из которых является впускным, а второй – выпускным. Работа ДВС осуществляется за счет повторяющихся процессов (циклов). Каждый из таких процессов заключается в том, что в рабочий цилиндр подается топливная смесь. Это происходит при открытии впускного клапана. После его закрытия и сгорания топливной смеси из цилиндра необходимо вывести отработанные газы, что и обеспечивается открытием выпускного клапана. Впускной и выпускной клапаны, находясь в закрытом состоянии, должны обеспечивать полную герметичность рабочего цилиндра.


Схема клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания

В процессе работы двигателя клапаны подвергаются как значительным механическим нагрузкам, так и различным воздействиям агрессивной среды, в которой они эксплуатируются:

  • термическим;
  • механическим;
  • динамическим;
  • химическим.

Чтобы клапаны были в состоянии выдерживать такие серьезные воздействия на протяжении длительного времени, для их изготовления используют высоколегированный стальной сплав, в химическом составе которого содержится значительное количество хрома и никеля.


В процессе эксплуатации седла клапанов изнашиваются в различной степени

Конструкция клапанов состоит из двух основных элементов: направляющего штока и головки, которая может иметь плоскую, выпуклую или тюльпанообразную форму. Направляющий шток клапана может быть полностью цилиндрическим или выполненным с фасонной проточкой, которая необходима для более надежной фиксации пружины.

То, что в клапанном механизме ДВС появились неисправности, можно определить по нескольким признакам, наиболее явными из которых являются:

  • снижение мощности двигателя, что отражается на скоростных характеристиках автомобиля;
  • нестабильная работа ДВС на любых оборотах;
  • неестественный стук, раздающийся из моторного отсека автомобиля;
  • большое количество дыма, выходящего из выхлопной трубы.


Появление зазора между клапаном и его посадочным местом приводит к образованию нагара, а в дальнейшем и к прогару седла клапана

Если говорить о наиболее распространенных неисправностях ДВС, связанных с его клапанным механизмом, то к ним относятся:

  • появление зазора между корпусом блока цилиндров и головкой, которой оснащен такой блок, что связано с их неплотным прилеганием друг к другу (этот зазор, образующийся по ряду причин, приводит к разгерметизации системы);
  • образование в местах, где клапан контактирует с блоком цилиндров, кокса и нагара (такой нагар не дает клапану полностью закрыть цилиндр, что также ведет к разгерметизации системы).

Устройство клапанного механизма – принцип работы и возможные неисправности

Клапаны используются для герметизации цилиндров двигателя в процессе газообмена. Принцип их работы заключается в обеспечении впуска смеси топлива и воздуха для дальнейшего её сжатия. После воспламенения и отработки газы попадают в систему выпуска, за это также отвечают клапаны. Этот механизм функционирует в агрессивных условиях двигателя внутреннего сгорания, постоянно подвергается большим динамическим нагрузкам, высоким скоростям движения и нагреву. Чтобы снизить быстрый износ ходовых частей данной детали, материалы изготовления чаще всего имеют высокую степень легирования никелем и хромом.

Устройство клапанного механизма имеет два главных составных элемента: это головка и стержень. Данные узлы авто бывают с тюльпанообразной, плоской и выпуклой головкой. На конце стержня есть конусные, фасонные или цилиндрические проточки для фиксации на них пружин. Основным проявлением неисправности клапанного механизма является потеря мощности двигателя, а также нестабильная работа мотора в целом. Неисправности такого типа происходят из-за залипания и появления зазора. Нагар также может стать причиной этой проблемы, он накапливается у самого клапана и препятствует его закрытию.

Инструменты для ремонта клапанного механизма

Наиболее распространенным инструментом для ремонта седел клапанов является шарошка (зенкер). Следует иметь в виду, что такой зенкер – это не зенковка, посредством которой осуществляют зенкование.

Специалисты, профессионально занимающиеся ремонтом двигателей автомобилей, стараются сразу приобрести набор шарошек для ГБЦ (головки блока цилиндров). В таком наборе шарошек для клапанов есть инструменты с различными геометрическими параметрами, что позволяет оптимально подобрать их для двигателя автомобиля определенной марки.

Читать дальше: Как подобрать ширину диска по ширине шины


Для приведения седел клапанов в нужную форму потребуется шесть зенкеров: три для выпускного и три для впускного клапанов

В том случае, если отремонтировать двигатель своего автомобиля вы решили своими руками, не обязательно приобретать набор шарошек, можно купить один зенкер, параметры которого точно соответствуют характеристикам ДВС вашего транспортного средства.

Такой инструмент для ремонта седел клапанов, как шарошка, работает по принципу фрезы, снимая с седла клапана образовавшийся нагар и тонкий слой металла. Оснащенная твердосплавными режущими зубьями, расположенными на конусной рабочей части, шарошка крепится на оправку, для чего в ее корпусе имеется специальное отверстие. Угол, под которым выполнена рабочая часть шарошки, может находиться в интервале 15–60°. Именно такой угол является основным параметром инструмента, используемого для прирезки седел клапанов.


Шарошка вращается с помощью ключа с шестигранным отверстием, обеспечивающим легкую и точную установку

Ремонт седел

Ремонт седел клапанов выполняется при их естественном износе и неплотном прилегании тарелки к своему посадочному месту.

С целью восстановления геометрии колец применяются шарошки для седел клапанов — набор фрезерующих головок, позволяющих делать необходимые углы.


Шарошки могут использоваться в сочетании со специальным оборудованием. Однако оно является дорогостоящим. Поэтому в домашних условиях применяют ключ-трещотку с удлинителем. Правильно обработанные места имеют углы 30˚, 60˚ и 45˚. Обработка седел клапанов для создания каждого из них производится соответствующей фрезой.

Как восстановить седла клапанов

В том случае, если предполагается не замена седел клапанов на новые, а восстановление старых, ремонтные работы выполняются в следующей последовательности:

  1. Головка блока цилиндров располагается на ровной поверхности.
  2. Шарошка фиксируется на оправке, устанавливаемой в патрон станка.
  3. Ось инструмента совмещается с осью отверстия в ГБЦ, предназначенном для направляющего штока клапана.
  4. Медленно и без сильного нажима вращая шарошку по часовой стрелке, с рабочей поверхности седла клапана снимают нагар и тонкий слой металла.


Обработка рабочей фаски седла шарошкой с углом в 45 градусов

Следует иметь в виду, что на седле клапана необходимо обработать три фаски: верхнюю, рабочую и нижнюю. Для обработки каждой из таких фасок используется свой зенкер, имеющий определенный угол наклона режущей части.


Схема обработки седла клапана (на примере двигателя ВАЗ)


Так выглядит фаска седла на различных стадиях работы

Для обеспечения максимально плотного контакта головки клапана с рабочей поверхностью седла после обработки зенкером необходимо выполнить их притирку. Такая операция, для осуществления которой используется абразивная паста, часто проводится вручную. Чтобы выполнить ее быстрее и с минимальными трудозатратами, можно использовать инструмент для притирки клапанов, в качестве которого может выступать обычная дрель.

В том случае, если выполняется не восстановление, а замена седла клапана, и при этом на новые заменяются и сами клапаны, процедуру притирки сопрягаемых поверхностей можно не выполнять.

Седло клапана — небольшое кольцо, имеющее скос по внутренней поверхности.



Устанавливается в отверстия головки блока цилиндров, предназначенные для установки клапанов и перегонки через них топливовоздушной смеси и отработавших газов. Деталь запрессовывается в ГБЦ на заводе.

Выполняет следующие функции:

  • герметичность отверстия;
  • передает излишки тепла к ГБЦ;
  • обеспечивает необходимый приток воздуха, когда механизм открыт.

Замена седла клапана требуется в том случае, когда восстановить его герметичность способом механической обработки не удается (многочисленные обработки в прошлом, прогар, сильный износ). Сделать это можно своими руками.

Ремонт детали выполняют при:

  • прогаре тарелки;
  • после замены направляющих втулок;
  • при умеренной степени естественного износа;
  • при нарушении герметичности соединения кольца с тарелкой.

Правка изношенных и поврежденных седел в домашних условиях выполняется с использованием шарошек. Помимо этого, может потребоваться сварочный аппарат или мощная газовая горелка, стандартный набор гаечных ключей, необходимых для демонтажа и разборки ГБЦ, притирочная паста, дрель.


Замена седел

Процедура замены состоит из двух ответственных процедур: удаления старых деталей и монтажа новых.

Удаление старых посадочных элементов

Замена седел клапанов выполняется на демонтированной ГБЦ с разобранным газораспределительным механизмом. Удалить старое кольцо можно с использованием сварочного аппарата, если материал, из которого оно изготовлено, позволяет это сделать.

Читать дальше: Регулировка форсунок гбо 4 поколения своими руками

Для выполнения процедуры изготавливается съемник седел клапанов — берется старый ненужный клапан, тарелку которого необходимо проточить до размеров внутреннего диаметра седла.

Важно! Процедура с использованием сварки может привести к некоторой деформации посадочного места. При этом стандартные седла будут иметь слабое закрепление, что может привести к их самопроизвольному демонтажу в процессе работы мотора. Требуются кольца увеличенного диаметра, которые не продаются в магазинах, а изготавливаются на заказ.

Седло клапана, изготовленное из металлов, не подлежащих сварке, можно удалить путем вкручивания в него отрезка трубы, используемого как съемник седел клапанов. Для этого на внутренней поверхности кольца нарезается резьба. Аналогичную резьбу наносят на внешнюю поверхность подходящей по диаметру металлической трубы.

Берется старый клапан, который предварительно приваривают к торцу трубы в обратной положении. При этом ножка клапана проводится в предназначенное для нее отверстие, труба вкручивается в резьбу, после чего элемент удаляют постукиваниями по ножке.

Монтаж новых седел

Перед началом процедуры монтажа новых седел, посадочные места под них очищают от загрязнений. После ГБЦ следует равномерно нагреть до температуры, превышающей 100˚С. При этом металл расширяется, позволяя запрессовать кольцо.

Монтируемую деталь охлаждают с помощью жидкого азота. При его отсутствии можно использовать сочетание льда и ацетона, что позволяет снизить температуру металла до -70˚С. Размеры деталей подбирают таким образом, чтобы разница между диаметром посадочного места и кольца составляла не более 0.05-0.09 мм на холодных деталях.

Седло клапана запрессовывается с помощью специальной оправки или отрезка трубы подходящего диаметра. Деталь должна входить на посадочное место с небольшим усилием. При этом важно, чтобы кольцо встало без перекоса.

После запрессовки и остывания ГБЦ следует проверить, не болтается ли элемент на посадочном месте. Если зазор отсутствует, а замененный элемент плотно держится на своем месте, процедуру его замены можно считать оконченной. Далее требуется прирезка седел клапанов с использованием шарошек.

Важно! При стандартной процедуре замены тарелки всех клапанов оказываются посажены достаточно высоко. Однако некоторые специалисты рекомендуют обрабатывать фаски таким образом, чтобы выпускные клапаны сидели несколько глубже нормального положения. Седло впускного клапана при этом оставляют в штатном положении.



Это устройство используется для создания фигурных или ровных прорезей. Параллельный упор считается распространённым предметом, который включается в стандартный комплект к большинству устройств. В его конструкции включены следующие детали:

  1. Направляющие в форме штанг. Они используются для ниш на поверхности фрезера.
  2. Стопорный винт, который помогает зафиксировать необходимую позицию устройства.
  3. Винт, который создаёт необходимое пространство между болванкой и осью инструмента.
  4. Контактные губы. Они помогают получить упор для фрезера на поверхности материала.

Параллельный упор применяется для совершения множества задач. Для его подготовки действуют по схеме:

  1. На корпусе упора находятся небольшие дырки, где следует зафиксировать специальную штангу. При использовании стопорного винта она надёжно закрепляется.
  2. После фиксации стопорный винт слегка раскручивается, а при помощи винта для настройки изменяется положение упора до необходимого уровня.

Если знать все конструктивные элементы и способ работы, то параллельный упор создают своими руками. Для его производства пригодятся детали из металла, бруски, а также несколько винтов. В магазинах продаётся огромное число видов параллельных упоров. Подбирают их в соответствии с особенностями фрезера, используемого для фрезерования древесины.

Пример чертежа упора:

Чертеж 1







Изготовление приспособлений для обработки столбов и балясин

Каждый мастер может самостоятельно изготовить приспособления для ручного фрезера, которые удовлетворят его личные нужды. К примеру, фрезеровочный станок используется для обработки тел вращения – предметов, имеющих округлую форму. К ним относятся столбы, балясины и другие деревянные элементы, имеющие сходную конфигурацию.

Но чтобы добиться положительного результата, необходимо подготовить приспособление, облегчающее вырезание пазов в телах вращения. С его помощью удастся выполнить продольные канавки и произвести обработку по круглому контуру.



Насадки для фрезера по дереву

Конструкция такого приспособления состоит из следующих элементов:

Приспособление по дереву в деталях

  • корпуса;
  • передвижной фрезерной каретки;
  • диска для установки угла поворота;
  • фиксирующих винтов, обеспечивающих неподвижность обрабатываемой заготовке;
  • стопорного винта.

Чтобы приступить к работе, нужно поместить балясину в корпус устройства, закрепив ее винтами. С помощью поворотного диска деталь размещают под нужным углом и фиксируют стопорным винтом. Далее в движение приводится каретка с фрезером, который вырезает паз по всей длине заготовки. Чтобы вырезать следующий паз фиксацию изделия ослабляют и вновь располагают его под нужным углом.

Все эти операции желательно выполнять с помощником, который будет медленно вращать заготовку. Работу устройства можно автоматизировать, снабдив его приводом от электродрели или самого примитивного шуруповерта.

Направляющая шина

Для прорезания дерева необходимо точно контролировать расположение фрезера в пространстве.
С использованием направляющей шины можно обеспечить прямолинейную траекторию движения инструмента.

В качестве характерных черт этого устройства выделяются следующие моменты:

  1. Направляющие для ручного фрезера можно расположить под удобным углом на прорезаемой поверхности. Это устройство помогает проработать необходимый график перемещения устройства по горизонтальной поверхности в любую сторону.
  2. Иногда появляется необходимость проделать отверстия в фанере таким образом, чтобы они располагались на определённом промежутке друг от друга. Для создания дырок с нужными параметрами в приспособление и включаются дополнительные детали.
  3. Для удержания инструмента в одном положении применяют специальные зажимы, продающиеся в наборе с устройством. Если таковых не имеется, их заменяют струбцинами.
  4. Отдельные модели моно купить совместно с адаптером для фрезеровочного стола.

Для создания направляющей шины своими руками применяют длинный брус, закреплённый на болванках с использованием струбцин. Для комфортного применения приспособление дополняют боковыми упорами.

В отдельных ситуациях использовать это устройство для фрезера, сделанное своими руками, не комфортно. В этом случае, выбирают второй вариант самодельного приспособления. Направляющая шина будет состоять из листа фанеры и двух досок, закреплённых на нём в параллельном положении. Её применение особенно удобно тогда, когда для прорезания берутся фрезы одинакового размера. Наличие двух досок позволяет создать точное и устойчивое приспособление.

Если же применяются фрезы разного размера, то вид направляющей шины немного меняется. Для закрепления шаблона в ней берётся откидная доска, присоединяемая на петли. После надёжного фиксирования шаблона доска откидывается и начинается работу с фрезами разного размера.

Струбцины же позволят надёжно закрепить оснастку. Во время кручения фрезер сможет крепко прижаться к подготовленному материалу, что обеспечит большую точность резки.







Инструкция резьбы по дереву фрезером

Начинающим мастерам работа ручным инструментом может показаться сложной, поскольку процесс управления им представляется трудно. Вот почему, прежде чем приступить к фрезерованию, нужно ознакомиться с принципом его работы.

Сборка фрезера

Первым делом надо проверить место крепления фрезы в станке, как правило, для этого применяется цанговый патрон. Для начала следует выбрать нужную фрезу, соответствующую по размеру патрону. Если потребуется, то можно его заменить.

Но когда необходима глубокая обработка, используется вариант с удлиненным хвостовиком, который вставляется в отверстие патрона и закрепляется ключом. Делать это надо аккуратно не прикладывая силы, иначе пережмете, что не является нормой для правильной работы фрезера. Хотя стоит постараться дотянуть до хорошего упора, чтобы не шаталась фреза. Останется только зажать фиксатор шпинделя и можно переходить к работе.

После этого включается фрезер, надо привыкнуть к звуку и почувствовать старт. Нередко именно из-за неожиданности многие начинают делать брак.

Выбор глубины

Помимо всего, понадобится установить ограничитель глубины фрезерования. Сначала станок прикладывается к изделию с краю, при этом фреза не должна соприкасаться с материалом. На нее придется надавить, пока она не достигнет необходимой глубины, после чего положение фиксируется.
Для более точной величины используют поэтапный ограничитель. Узнать его шаг можно в руководстве к фрезеру. В данном случае регулятор поворачивается на нужное количество степеней.

Фрезерование окружностей



Для исполнения задач в бытовых условиях может пригодиться устройство, способное облегчить прорезание круглых болванок.

К примеру, часто применяется циркуль, который можно создать своими руками.

Делается это приспособление по следующей схеме:

  1. Из подручных элементов для изготовления устройства используется обрезок фанеры, саморезы, деревянный барашек и болт с гайкой. Также понадобится фрезер, пила и шуруповёрт.
  2. На отрезке фанеры делается небольшая разметка. На нём обводится площадка, длина которой составляет 15 см, а ширина – 5 см. Важно, чтобы длина превышала радиус обработки, а ширина – размер площадки фрезера.
  3. Проделываются отверстия под крепёжные болты (их диаметр равняется 2-3 см). Для сверления используется перка.
  4. По серединной полосе насквозь прорезается паз. Необходимо проследить, чтобы его ширина не превышала размер осевого болта.
  5. Снизу фанерного листа проделывается углубление для расположения гайки с шайбой. Другую гайку крепят в деревянном барашке.
  6. Теперь можно собирать основную ось. Вместо шпильки применяют болт с достаточной длинной, предварительно отпилив у него шляпку.
  7. Циркуль устанавливается на фрезер и выполняется проверка работоспособности.

Копировальное кольцо



Копировальные кольца – устройства, используемые в качестве бортов.

Во процессе фрезерования кольцо движется по шаблону, придавая необходимое положение инструменту. Для крепления колец используют винты, резьбовые отверстия и усики.

Диаметр кольца примерно соответствует аналогичному показателю фрезера. Для изготовления устройства применяется сталь, способная выдерживать большие нагрузки. Гибкие металлы не используются, поскольку они быстро деформируются.

Для производства похожего устройства пригодится угловой рычаг и копировальные щупы. Угловой рычаг обладает шкалой, каждое деление равняется 0,1 мм. Она помогает центровать упорное копировальное кольцо под фрезой, чтобы создать нужную форму дырок на болванках. Для удобства к приспособлению добавляют защиту от стружки и опорную плату, способную улучшить качество обработки кромки.

Во время прорезания фрезер не дотрагивается до краёв кольца. В обратной ситуации режущий инструмент повредится и скоро выйдет из строя.

Использование копировальных шаблонов и колец

Шаблоны предназначены для производства конкретных видов изделий. Они помогают сделать форму готовых предметов более точной и ровной. Готовые шаблоны, которые можно приобрести в магазине, обладают следующими характеристиками:

  1. Одни модели шаблонов используются для создания моделей по прямолинейному контуру, а другие предполагают круговую или угольную обработку. Часто для бытовых применяется шаблон, помогающий закруглять углы по разному радиусу.
  2. Отдельные виды шаблонов дополняются кольцами или подшипниками для ручной обработки. Если в модели есть кольцо, то при обработке оно не дотрагивается до краёв фрезера.
  3. Шаблоны применяются и при фрезеровании болванок с пазами необычной формы. К примеру, достаточно быстро своими руками изготавливается шаблон для создания пазов к петлям дверей.

Для изготовления шаблонов в бытовых условиях используют деревянные заготовки. Делается это из-за того, что древесина легко поддаётся обработке, поэтому на ней можно выполнить любые узоры для будущих работ. А при фрезеровании шаблон идеально состыкуется с предметами обработки из-за его способности точно повторять геометрию предмета.

Для изготовления шаблона своими руками кусок древесины помещают под фрезер и после нанесения разметки вырезают причудливые формы. Для использования в работе шаблон прикрепляется к болванкам двусторонним скотчем и прижимается струбцинами. Особенно удобно при помощи самодельных шаблонов обрезать не весь край материала, а только его углы.

Изготовление приспособлений для обработки столбов и балясин

Каждый мастер может самостоятельно изготовить приспособления для ручного фрезера, которые удовлетворят его личные нужды. К примеру, фрезеровочный станок используется для обработки тел вращения – предметов, имеющих округлую форму. К ним относятся столбы, балясины и другие деревянные элементы, имеющие сходную конфигурацию.

Но чтобы добиться положительного результата, необходимо подготовить приспособление, облегчающее вырезание пазов в телах вращения. С его помощью удастся выполнить продольные канавки и произвести обработку по круглому контуру.

Насадки для фрезера по дереву

Конструкция такого приспособления состоит из следующих элементов:

Приспособление по дереву в деталях

  • корпуса;
  • передвижной фрезерной каретки;
  • диска для установки угла поворота;
  • фиксирующих винтов, обеспечивающих неподвижность обрабатываемой заготовке;
  • стопорного винта.

Чтобы приступить к работе, нужно поместить балясину в корпус устройства, закрепив ее винтами. С помощью поворотного диска деталь размещают под нужным углом и фиксируют стопорным винтом. Далее в движение приводится каретка с фрезером, который вырезает паз по всей длине заготовки. Чтобы вырезать следующий паз фиксацию изделия ослабляют и вновь располагают его под нужным углом.

Все эти операции желательно выполнять с помощником, который будет медленно вращать заготовку. Работу устройства можно автоматизировать, снабдив его приводом от электродрели или самого примитивного шуруповерта.

Пылеудаление

В кустарных условиях же обойтись без отсасывающего приспособления очень трудно. Поэтому для фрезера приспосабливается обычный пылесос. Между ним и фрезером устанавливается специальный бак, который плотно закрывается. Его подводят к фрезеру с использованием дополнительного шланга, а внутрь устанавливают сетку, которая и будет собирать мусор и пыль. Такое приспособление, изготовленное своими руками, позволит избавиться даже от крупного древесного мусора и строительной пыли.

Специальные комплекты

Также в продаже имеются целые наборы для выполнения определённого вида задач. К примеру, часто можно встретить комплект, используемый для врезания петель. Приспособление делается в виде шаблона с дополнительными крепёжными элементами. Они способны надёжно зафиксировать фрезер на торце двери.

Аналогичную модель можно создать и дома своими руками. Обычно у любого узкоспециализированного мастера есть свой индивидуальный набор для работы.

Фрезы для врезки петель

В бытовых условиях можно вообще обойтись без специального шаблона при производстве ниши для петель или пазов для замка. Вместо этого можно поставить на штанги второй параллельный упор, что позволит закрепить фрезер на торце двери. Метод не такой комфортный, как профессиональный шаблон для петель, и не подойдёт при потоковом изготовлении. Зато при его применении отлично можно сэкономить на разовой работе.

Набор фрез для переплета

В продаже имеются и фрезы, которые работают только в комплекте, а по одиночке они бесполезны. При покупке такого набора следует учитывать, что заточка на всех насадках выполняется синхронизировано. Поэтому они надежно дополняют друг друга при работе.

К примеру, при использовании комплекта фрез для переплёта можно создать надёжное соединение без щелей. Ещё более универсальным такой набор делает возможность использовать наборные фрезы. Для них на одной оси закрепляют несколько насадок, скомбинировав их расположение. Сделать своими руками такой комплект вряд ли получится, поэтому лучше приобрести его в магазине.

Приспособления для фрезера и комплекты насадок легко приобрести в магазине, но можно сделать их и своими руками. С их помощью выполняют различные операции без использования фрезеровочного станка. Пригодится такая возможность людям, работающим в квартире и не имеющим лишнего свободного пространства. С использованием дополнительных приспособлений можно создать мастерскую на балконе, только нельзя забывать о необходимости отведения мусора и пыли.

Как работает клапанный механизм автомобильного двигателя

Чтобы вникнуть в особенности применения шарошек или зенкеров для седел клапанов, необходимо сначала разобраться в том, как действует клапанный механизм двигателя автомобиля, а также в том, что может привести к появлению неисправностей в его работе.

Каждый из цилиндров любого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) работает совместно с двумя клапанами, один из которых является впускным, а второй – выпускным. Работа ДВС осуществляется за счет повторяющихся процессов (циклов). Каждый из таких процессов заключается в том, что в рабочий цилиндр подается топливная смесь. Это происходит при открытии впускного клапана. После его закрытия и сгорания топливной смеси из цилиндра необходимо вывести отработанные газы, что и обеспечивается открытием выпускного клапана. Впускной и выпускной клапаны, находясь в закрытом состоянии, должны обеспечивать полную герметичность рабочего цилиндра.


Схема клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания

В процессе работы двигателя клапаны подвергаются как значительным механическим нагрузкам, так и различным воздействиям агрессивной среды, в которой они эксплуатируются:

  • термическим;
  • механическим;
  • динамическим;
  • химическим.

Чтобы клапаны были в состоянии выдерживать такие серьезные воздействия на протяжении длительного времени, для их изготовления используют высоколегированный стальной сплав, в химическом составе которого содержится значительное количество хрома и никеля.


В процессе эксплуатации седла клапанов изнашиваются в различной степени

Конструкция клапанов состоит из двух основных элементов: направляющего штока и головки, которая может иметь плоскую, выпуклую или тюльпанообразную форму. Направляющий шток клапана может быть полностью цилиндрическим или выполненным с фасонной проточкой, которая необходима для более надежной фиксации пружины.

То, что в клапанном механизме ДВС появились неисправности, можно определить по нескольким признакам, наиболее явными из которых являются:

  • снижение мощности двигателя, что отражается на скоростных характеристиках автомобиля;
  • нестабильная работа ДВС на любых оборотах;
  • неестественный стук, раздающийся из моторного отсека автомобиля;
  • большое количество дыма, выходящего из выхлопной трубы.


Появление зазора между клапаном и его посадочным местом приводит к образованию нагара, а в дальнейшем и к прогару седла клапана

Если говорить о наиболее распространенных неисправностях ДВС, связанных с его клапанным механизмом, то к ним относятся:

  • появление зазора между корпусом блока цилиндров и головкой, которой оснащен такой блок, что связано с их неплотным прилеганием друг к другу (этот зазор, образующийся по ряду причин, приводит к разгерметизации системы);
  • образование в местах, где клапан контактирует с блоком цилиндров, кокса и нагара (такой нагар не дает клапану полностью закрыть цилиндр, что также ведет к разгерметизации системы).

Устройство клапанного механизма – принцип работы и возможные неисправности

Клапаны используются для герметизации цилиндров двигателя в процессе газообмена. Принцип их работы заключается в обеспечении впуска смеси топлива и воздуха для дальнейшего её сжатия. После воспламенения и отработки газы попадают в систему выпуска, за это также отвечают клапаны. Этот механизм функционирует в агрессивных условиях двигателя внутреннего сгорания, постоянно подвергается большим динамическим нагрузкам, высоким скоростям движения и нагреву. Чтобы снизить быстрый износ ходовых частей данной детали, материалы изготовления чаще всего имеют высокую степень легирования никелем и хромом.

Устройство клапанного механизма имеет два главных составных элемента: это головка и стержень. Данные узлы авто бывают с тюльпанообразной, плоской и выпуклой головкой. На конце стержня есть конусные, фасонные или цилиндрические проточки для фиксации на них пружин. Основным проявлением неисправности клапанного механизма является потеря мощности двигателя, а также нестабильная работа мотора в целом. Неисправности такого типа происходят из-за залипания и появления зазора. Нагар также может стать причиной этой проблемы, он накапливается у самого клапана и препятствует его закрытию.

Инструменты для ремонта клапанного механизма

Наиболее распространенным инструментом для ремонта седел клапанов является шарошка (зенкер). Следует иметь в виду, что такой зенкер – это не зенковка, посредством которой осуществляют зенкование.

Специалисты, профессионально занимающиеся ремонтом двигателей автомобилей, стараются сразу приобрести набор шарошек для ГБЦ (головки блока цилиндров). В таком наборе шарошек для клапанов есть инструменты с различными геометрическими параметрами, что позволяет оптимально подобрать их для двигателя автомобиля определенной марки.

Читать дальше: Как подобрать ширину диска по ширине шины


Для приведения седел клапанов в нужную форму потребуется шесть зенкеров: три для выпускного и три для впускного клапанов

В том случае, если отремонтировать двигатель своего автомобиля вы решили своими руками, не обязательно приобретать набор шарошек, можно купить один зенкер, параметры которого точно соответствуют характеристикам ДВС вашего транспортного средства.

Такой инструмент для ремонта седел клапанов, как шарошка, работает по принципу фрезы, снимая с седла клапана образовавшийся нагар и тонкий слой металла. Оснащенная твердосплавными режущими зубьями, расположенными на конусной рабочей части, шарошка крепится на оправку, для чего в ее корпусе имеется специальное отверстие. Угол, под которым выполнена рабочая часть шарошки, может находиться в интервале 15–60°. Именно такой угол является основным параметром инструмента, используемого для прирезки седел клапанов.


Шарошка вращается с помощью ключа с шестигранным отверстием, обеспечивающим легкую и точную установку

Ремонт седел

Ремонт седел клапанов выполняется при их естественном износе и неплотном прилегании тарелки к своему посадочному месту.

С целью восстановления геометрии колец применяются шарошки для седел клапанов — набор фрезерующих головок, позволяющих делать необходимые углы.


Шарошки могут использоваться в сочетании со специальным оборудованием. Однако оно является дорогостоящим. Поэтому в домашних условиях применяют ключ-трещотку с удлинителем. Правильно обработанные места имеют углы 30˚, 60˚ и 45˚. Обработка седел клапанов для создания каждого из них производится соответствующей фрезой.

Как восстановить седла клапанов

В том случае, если предполагается не замена седел клапанов на новые, а восстановление старых, ремонтные работы выполняются в следующей последовательности:

  1. Головка блока цилиндров располагается на ровной поверхности.
  2. Шарошка фиксируется на оправке, устанавливаемой в патрон станка.
  3. Ось инструмента совмещается с осью отверстия в ГБЦ, предназначенном для направляющего штока клапана.
  4. Медленно и без сильного нажима вращая шарошку по часовой стрелке, с рабочей поверхности седла клапана снимают нагар и тонкий слой металла.


Обработка рабочей фаски седла шарошкой с углом в 45 градусов

Следует иметь в виду, что на седле клапана необходимо обработать три фаски: верхнюю, рабочую и нижнюю. Для обработки каждой из таких фасок используется свой зенкер, имеющий определенный угол наклона режущей части.


Схема обработки седла клапана (на примере двигателя ВАЗ)


Так выглядит фаска седла на различных стадиях работы

Для обеспечения максимально плотного контакта головки клапана с рабочей поверхностью седла после обработки зенкером необходимо выполнить их притирку. Такая операция, для осуществления которой используется абразивная паста, часто проводится вручную. Чтобы выполнить ее быстрее и с минимальными трудозатратами, можно использовать инструмент для притирки клапанов, в качестве которого может выступать обычная дрель.

В том случае, если выполняется не восстановление, а замена седла клапана, и при этом на новые заменяются и сами клапаны, процедуру притирки сопрягаемых поверхностей можно не выполнять.

Седло клапана — небольшое кольцо, имеющее скос по внутренней поверхности.



Устанавливается в отверстия головки блока цилиндров, предназначенные для установки клапанов и перегонки через них топливовоздушной смеси и отработавших газов. Деталь запрессовывается в ГБЦ на заводе.

Выполняет следующие функции:

  • герметичность отверстия;
  • передает излишки тепла к ГБЦ;
  • обеспечивает необходимый приток воздуха, когда механизм открыт.

Замена седла клапана требуется в том случае, когда восстановить его герметичность способом механической обработки не удается (многочисленные обработки в прошлом, прогар, сильный износ). Сделать это можно своими руками.

Ремонт детали выполняют при:

  • прогаре тарелки;
  • после замены направляющих втулок;
  • при умеренной степени естественного износа;
  • при нарушении герметичности соединения кольца с тарелкой.

Правка изношенных и поврежденных седел в домашних условиях выполняется с использованием шарошек. Помимо этого, может потребоваться сварочный аппарат или мощная газовая горелка, стандартный набор гаечных ключей, необходимых для демонтажа и разборки ГБЦ, притирочная паста, дрель.


Замена седел

Процедура замены состоит из двух ответственных процедур: удаления старых деталей и монтажа новых.

Удаление старых посадочных элементов

Замена седел клапанов выполняется на демонтированной ГБЦ с разобранным газораспределительным механизмом. Удалить старое кольцо можно с использованием сварочного аппарата, если материал, из которого оно изготовлено, позволяет это сделать.

Читать дальше: Регулировка форсунок гбо 4 поколения своими руками

Для выполнения процедуры изготавливается съемник седел клапанов — берется старый ненужный клапан, тарелку которого необходимо проточить до размеров внутреннего диаметра седла.

Важно! Процедура с использованием сварки может привести к некоторой деформации посадочного места. При этом стандартные седла будут иметь слабое закрепление, что может привести к их самопроизвольному демонтажу в процессе работы мотора. Требуются кольца увеличенного диаметра, которые не продаются в магазинах, а изготавливаются на заказ.

Седло клапана, изготовленное из металлов, не подлежащих сварке, можно удалить путем вкручивания в него отрезка трубы, используемого как съемник седел клапанов. Для этого на внутренней поверхности кольца нарезается резьба. Аналогичную резьбу наносят на внешнюю поверхность подходящей по диаметру металлической трубы.

Берется старый клапан, который предварительно приваривают к торцу трубы в обратной положении. При этом ножка клапана проводится в предназначенное для нее отверстие, труба вкручивается в резьбу, после чего элемент удаляют постукиваниями по ножке.

Монтаж новых седел

Перед началом процедуры монтажа новых седел, посадочные места под них очищают от загрязнений. После ГБЦ следует равномерно нагреть до температуры, превышающей 100˚С. При этом металл расширяется, позволяя запрессовать кольцо.

Монтируемую деталь охлаждают с помощью жидкого азота. При его отсутствии можно использовать сочетание льда и ацетона, что позволяет снизить температуру металла до -70˚С. Размеры деталей подбирают таким образом, чтобы разница между диаметром посадочного места и кольца составляла не более 0.05-0.09 мм на холодных деталях.

Седло клапана запрессовывается с помощью специальной оправки или отрезка трубы подходящего диаметра. Деталь должна входить на посадочное место с небольшим усилием. При этом важно, чтобы кольцо встало без перекоса.

После запрессовки и остывания ГБЦ следует проверить, не болтается ли элемент на посадочном месте. Если зазор отсутствует, а замененный элемент плотно держится на своем месте, процедуру его замены можно считать оконченной. Далее требуется прирезка седел клапанов с использованием шарошек.

Важно! При стандартной процедуре замены тарелки всех клапанов оказываются посажены достаточно высоко. Однако некоторые специалисты рекомендуют обрабатывать фаски таким образом, чтобы выпускные клапаны сидели несколько глубже нормального положения. Седло впускного клапана при этом оставляют в штатном положении.



Это устройство используется для создания фигурных или ровных прорезей. Параллельный упор считается распространённым предметом, который включается в стандартный комплект к большинству устройств. В его конструкции включены следующие детали:

  1. Направляющие в форме штанг. Они используются для ниш на поверхности фрезера.
  2. Стопорный винт, который помогает зафиксировать необходимую позицию устройства.
  3. Винт, который создаёт необходимое пространство между болванкой и осью инструмента.
  4. Контактные губы. Они помогают получить упор для фрезера на поверхности материала.

Параллельный упор применяется для совершения множества задач. Для его подготовки действуют по схеме:

  1. На корпусе упора находятся небольшие дырки, где следует зафиксировать специальную штангу. При использовании стопорного винта она надёжно закрепляется.
  2. После фиксации стопорный винт слегка раскручивается, а при помощи винта для настройки изменяется положение упора до необходимого уровня.

Если знать все конструктивные элементы и способ работы, то параллельный упор создают своими руками. Для его производства пригодятся детали из металла, бруски, а также несколько винтов. В магазинах продаётся огромное число видов параллельных упоров. Подбирают их в соответствии с особенностями фрезера, используемого для фрезерования древесины.

Пример чертежа упора:

Чертеж 1







Изготовление приспособлений для обработки столбов и балясин

Каждый мастер может самостоятельно изготовить приспособления для ручного фрезера, которые удовлетворят его личные нужды. К примеру, фрезеровочный станок используется для обработки тел вращения – предметов, имеющих округлую форму. К ним относятся столбы, балясины и другие деревянные элементы, имеющие сходную конфигурацию.

Но чтобы добиться положительного результата, необходимо подготовить приспособление, облегчающее вырезание пазов в телах вращения. С его помощью удастся выполнить продольные канавки и произвести обработку по круглому контуру.



Насадки для фрезера по дереву

Конструкция такого приспособления состоит из следующих элементов:

Приспособление по дереву в деталях

  • корпуса;
  • передвижной фрезерной каретки;
  • диска для установки угла поворота;
  • фиксирующих винтов, обеспечивающих неподвижность обрабатываемой заготовке;
  • стопорного винта.

Чтобы приступить к работе, нужно поместить балясину в корпус устройства, закрепив ее винтами. С помощью поворотного диска деталь размещают под нужным углом и фиксируют стопорным винтом. Далее в движение приводится каретка с фрезером, который вырезает паз по всей длине заготовки. Чтобы вырезать следующий паз фиксацию изделия ослабляют и вновь располагают его под нужным углом.

Все эти операции желательно выполнять с помощником, который будет медленно вращать заготовку. Работу устройства можно автоматизировать, снабдив его приводом от электродрели или самого примитивного шуруповерта.

Направляющая шина

Для прорезания дерева необходимо точно контролировать расположение фрезера в пространстве.
С использованием направляющей шины можно обеспечить прямолинейную траекторию движения инструмента.

В качестве характерных черт этого устройства выделяются следующие моменты:

  1. Направляющие для ручного фрезера можно расположить под удобным углом на прорезаемой поверхности. Это устройство помогает проработать необходимый график перемещения устройства по горизонтальной поверхности в любую сторону.
  2. Иногда появляется необходимость проделать отверстия в фанере таким образом, чтобы они располагались на определённом промежутке друг от друга. Для создания дырок с нужными параметрами в приспособление и включаются дополнительные детали.
  3. Для удержания инструмента в одном положении применяют специальные зажимы, продающиеся в наборе с устройством. Если таковых не имеется, их заменяют струбцинами.
  4. Отдельные модели моно купить совместно с адаптером для фрезеровочного стола.

Для создания направляющей шины своими руками применяют длинный брус, закреплённый на болванках с использованием струбцин. Для комфортного применения приспособление дополняют боковыми упорами.

В отдельных ситуациях использовать это устройство для фрезера, сделанное своими руками, не комфортно. В этом случае, выбирают второй вариант самодельного приспособления. Направляющая шина будет состоять из листа фанеры и двух досок, закреплённых на нём в параллельном положении. Её применение особенно удобно тогда, когда для прорезания берутся фрезы одинакового размера. Наличие двух досок позволяет создать точное и устойчивое приспособление.

Если же применяются фрезы разного размера, то вид направляющей шины немного меняется. Для закрепления шаблона в ней берётся откидная доска, присоединяемая на петли. После надёжного фиксирования шаблона доска откидывается и начинается работу с фрезами разного размера.

Струбцины же позволят надёжно закрепить оснастку. Во время кручения фрезер сможет крепко прижаться к подготовленному материалу, что обеспечит большую точность резки.







Инструкция резьбы по дереву фрезером

Начинающим мастерам работа ручным инструментом может показаться сложной, поскольку процесс управления им представляется трудно. Вот почему, прежде чем приступить к фрезерованию, нужно ознакомиться с принципом его работы.

Сборка фрезера

Первым делом надо проверить место крепления фрезы в станке, как правило, для этого применяется цанговый патрон. Для начала следует выбрать нужную фрезу, соответствующую по размеру патрону. Если потребуется, то можно его заменить.

Но когда необходима глубокая обработка, используется вариант с удлиненным хвостовиком, который вставляется в отверстие патрона и закрепляется ключом. Делать это надо аккуратно не прикладывая силы, иначе пережмете, что не является нормой для правильной работы фрезера. Хотя стоит постараться дотянуть до хорошего упора, чтобы не шаталась фреза. Останется только зажать фиксатор шпинделя и можно переходить к работе.

После этого включается фрезер, надо привыкнуть к звуку и почувствовать старт. Нередко именно из-за неожиданности многие начинают делать брак.

Выбор глубины

Помимо всего, понадобится установить ограничитель глубины фрезерования. Сначала станок прикладывается к изделию с краю, при этом фреза не должна соприкасаться с материалом. На нее придется надавить, пока она не достигнет необходимой глубины, после чего положение фиксируется.
Для более точной величины используют поэтапный ограничитель. Узнать его шаг можно в руководстве к фрезеру. В данном случае регулятор поворачивается на нужное количество степеней.

Фрезерование окружностей



Для исполнения задач в бытовых условиях может пригодиться устройство, способное облегчить прорезание круглых болванок.

К примеру, часто применяется циркуль, который можно создать своими руками.

Делается это приспособление по следующей схеме:

  1. Из подручных элементов для изготовления устройства используется обрезок фанеры, саморезы, деревянный барашек и болт с гайкой. Также понадобится фрезер, пила и шуруповёрт.
  2. На отрезке фанеры делается небольшая разметка. На нём обводится площадка, длина которой составляет 15 см, а ширина – 5 см. Важно, чтобы длина превышала радиус обработки, а ширина – размер площадки фрезера.
  3. Проделываются отверстия под крепёжные болты (их диаметр равняется 2-3 см). Для сверления используется перка.
  4. По серединной полосе насквозь прорезается паз. Необходимо проследить, чтобы его ширина не превышала размер осевого болта.
  5. Снизу фанерного листа проделывается углубление для расположения гайки с шайбой. Другую гайку крепят в деревянном барашке.
  6. Теперь можно собирать основную ось. Вместо шпильки применяют болт с достаточной длинной, предварительно отпилив у него шляпку.
  7. Циркуль устанавливается на фрезер и выполняется проверка работоспособности.

Копировальное кольцо



Копировальные кольца – устройства, используемые в качестве бортов.

Во процессе фрезерования кольцо движется по шаблону, придавая необходимое положение инструменту. Для крепления колец используют винты, резьбовые отверстия и усики.

Диаметр кольца примерно соответствует аналогичному показателю фрезера. Для изготовления устройства применяется сталь, способная выдерживать большие нагрузки. Гибкие металлы не используются, поскольку они быстро деформируются.

Для производства похожего устройства пригодится угловой рычаг и копировальные щупы. Угловой рычаг обладает шкалой, каждое деление равняется 0,1 мм. Она помогает центровать упорное копировальное кольцо под фрезой, чтобы создать нужную форму дырок на болванках. Для удобства к приспособлению добавляют защиту от стружки и опорную плату, способную улучшить качество обработки кромки.

Во время прорезания фрезер не дотрагивается до краёв кольца. В обратной ситуации режущий инструмент повредится и скоро выйдет из строя.

Использование копировальных шаблонов и колец

Шаблоны предназначены для производства конкретных видов изделий. Они помогают сделать форму готовых предметов более точной и ровной. Готовые шаблоны, которые можно приобрести в магазине, обладают следующими характеристиками:

  1. Одни модели шаблонов используются для создания моделей по прямолинейному контуру, а другие предполагают круговую или угольную обработку. Часто для бытовых применяется шаблон, помогающий закруглять углы по разному радиусу.
  2. Отдельные виды шаблонов дополняются кольцами или подшипниками для ручной обработки. Если в модели есть кольцо, то при обработке оно не дотрагивается до краёв фрезера.
  3. Шаблоны применяются и при фрезеровании болванок с пазами необычной формы. К примеру, достаточно быстро своими руками изготавливается шаблон для создания пазов к петлям дверей.

Для изготовления шаблонов в бытовых условиях используют деревянные заготовки. Делается это из-за того, что древесина легко поддаётся обработке, поэтому на ней можно выполнить любые узоры для будущих работ. А при фрезеровании шаблон идеально состыкуется с предметами обработки из-за его способности точно повторять геометрию предмета.

Для изготовления шаблона своими руками кусок древесины помещают под фрезер и после нанесения разметки вырезают причудливые формы. Для использования в работе шаблон прикрепляется к болванкам двусторонним скотчем и прижимается струбцинами. Особенно удобно при помощи самодельных шаблонов обрезать не весь край материала, а только его углы.

Изготовление приспособлений для обработки столбов и балясин

Каждый мастер может самостоятельно изготовить приспособления для ручного фрезера, которые удовлетворят его личные нужды. К примеру, фрезеровочный станок используется для обработки тел вращения – предметов, имеющих округлую форму. К ним относятся столбы, балясины и другие деревянные элементы, имеющие сходную конфигурацию.

Но чтобы добиться положительного результата, необходимо подготовить приспособление, облегчающее вырезание пазов в телах вращения. С его помощью удастся выполнить продольные канавки и произвести обработку по круглому контуру.

Насадки для фрезера по дереву

Конструкция такого приспособления состоит из следующих элементов:

Приспособление по дереву в деталях

  • корпуса;
  • передвижной фрезерной каретки;
  • диска для установки угла поворота;
  • фиксирующих винтов, обеспечивающих неподвижность обрабатываемой заготовке;
  • стопорного винта.

Чтобы приступить к работе, нужно поместить балясину в корпус устройства, закрепив ее винтами. С помощью поворотного диска деталь размещают под нужным углом и фиксируют стопорным винтом. Далее в движение приводится каретка с фрезером, который вырезает паз по всей длине заготовки. Чтобы вырезать следующий паз фиксацию изделия ослабляют и вновь располагают его под нужным углом.

Все эти операции желательно выполнять с помощником, который будет медленно вращать заготовку. Работу устройства можно автоматизировать, снабдив его приводом от электродрели или самого примитивного шуруповерта.

Пылеудаление

В кустарных условиях же обойтись без отсасывающего приспособления очень трудно. Поэтому для фрезера приспосабливается обычный пылесос. Между ним и фрезером устанавливается специальный бак, который плотно закрывается. Его подводят к фрезеру с использованием дополнительного шланга, а внутрь устанавливают сетку, которая и будет собирать мусор и пыль. Такое приспособление, изготовленное своими руками, позволит избавиться даже от крупного древесного мусора и строительной пыли.

Специальные комплекты

Также в продаже имеются целые наборы для выполнения определённого вида задач. К примеру, часто можно встретить комплект, используемый для врезания петель. Приспособление делается в виде шаблона с дополнительными крепёжными элементами. Они способны надёжно зафиксировать фрезер на торце двери.

Аналогичную модель можно создать и дома своими руками. Обычно у любого узкоспециализированного мастера есть свой индивидуальный набор для работы.

Фрезы для врезки петель

В бытовых условиях можно вообще обойтись без специального шаблона при производстве ниши для петель или пазов для замка. Вместо этого можно поставить на штанги второй параллельный упор, что позволит закрепить фрезер на торце двери. Метод не такой комфортный, как профессиональный шаблон для петель, и не подойдёт при потоковом изготовлении. Зато при его применении отлично можно сэкономить на разовой работе.

Набор фрез для переплета

В продаже имеются и фрезы, которые работают только в комплекте, а по одиночке они бесполезны. При покупке такого набора следует учитывать, что заточка на всех насадках выполняется синхронизировано. Поэтому они надежно дополняют друг друга при работе.

К примеру, при использовании комплекта фрез для переплёта можно создать надёжное соединение без щелей. Ещё более универсальным такой набор делает возможность использовать наборные фрезы. Для них на одной оси закрепляют несколько насадок, скомбинировав их расположение. Сделать своими руками такой комплект вряд ли получится, поэтому лучше приобрести его в магазине.

Приспособления для фрезера и комплекты насадок легко приобрести в магазине, но можно сделать их и своими руками. С их помощью выполняют различные операции без использования фрезеровочного станка. Пригодится такая возможность людям, работающим в квартире и не имеющим лишнего свободного пространства. С использованием дополнительных приспособлений можно создать мастерскую на балконе, только нельзя забывать о необходимости отведения мусора и пыли.

Читайте также: