42) - 44) Závady a opravy hlav válců

Hlava válců patří k nejsložitějším a velmi namáhaným částem motoru. Hlava může být buď samostatná pro každý válec, nebo (častěji) společná pro skupinu nebo všechny válce. Bývá vyrobena z jemnozrnné legované šedé litiny, stále častěji se však hlavy válců vyrábějí z lehkých slitin. Ventilová sedla jsou vytvořena přímo v litinových hlavách, v hlavách z lehkých slitin jsou vytvořena ve vsazených kroužcích ze speciálních materiálů. Stále častěji se však používají vsazovaná sedla i u litinových hlav. Demontáž hlavy válců Hlava válců se demontuje pouze ze studeného motoru. Pro montáž a demontáž hlavy válců jsou důležité některé obecně platné zásady. V hlavě válců vzniká velké pnutí vlivem rozdílných teplot a tlaků. Při nevhodné demontáži nebo montáži může dojít k poškození celé hlavy, prasknutí stěn nebo celé hlavy. Proto je nutné dodržovat pokyny výrobce pro demontáž a montáž hlavy včetně těsnění. Obecně platí, že před demontáží musí být studený. Po demontáži kontrolujeme rovinnost dosedací, styčné, plochy hlavy na blok motoru. Pro kontrolu těsnosti jednotlivých kanálů chlazení a případně mazání provádíme tlakovou zkoušku. Při této zkoušce zahřátou hlavu natlakujeme ( zkušební tlak je 0,2 – 0,3 MPa ) na speciálním zařízení. Tím zjistíme, není-li poškozená. Rovinnost plochy kontrolujeme na příměrné desce. V případě potřeby můžeme v omezené míře provést rovinné přebroušení dosedací hlavy válce. Tímto přebroušením nesmí dojít k zeslabení stěn a hlavy válce jako celku. Po provedení přípravných prací a vypuštění chladicí kapaliny se postupně demontují kryty a víka. Šrouby, upevňující hlavu k bloku, se uvolňují v opačném pořadí než při dotahování hlavy. Povolujeme je podle schématu daného výrobcem pro utahování. Všechny nejprve o ¼ otáčky a pak o ½ otáčky. Po vyjmutí šroubů se hlava sejme. Pokud hlava nelze sejmout ( připečené těsnění ), provádíme poklepem pryžovou paličkou uvolnění. Jakmile je hlava uvolněná, nesmí se motorem protáčet, aby se neposunuly vložené válce v bloku. Po sejmutí hlavy se válce proti posunutí zajistí vhodnými příložkami, které se šrouby přitáhnou na horní plochu bloku. Teprve potom lze motorem protáčet. Po demontáži dokonale očistíme styčné plochy, spalovací prostory zbavíme karbonu, zkontrolujeme rovinnost, těsnost vodítek ventilů a neporušenost pomocí tlakové zkoušky. Hlava se z motoru demontuje společně se sacím a sběrným výfukovým potrubím. Případná další demontáž se provádí na pracovním stole ve vhodném přípravku, do kterého se hlava uloží. Demontuje se sací a sběrné výfukové potrubí, ventilová zdvihátka, pružiny a ventily. Všechny tyto součásti je třeba odkládat tak, aby nemohlo dojít k jejich záměně a při zpětné montáži byly namontovány na svá původní místa. Hlava válců jako část motoru i ve spojení s blokem motoru musí být plynotěsná a vodotěsná. Je-li třeba demontovat některé šrouby ( svorníky ), které zasahují do prostoru chladící kapaliny, musí se závity předepsaným způsobem utěsnit. Dříve byla k tomuto účelu doporučována mastná barva, dnes se používají výhradně jednosložkové tmely nanášené do závitů. Těsnost hlavy se zkouší tak, že pomocí vhodných příložek se uzavřou všechny kanály, do vnitřních prostorů hlavy se přivede stlačený vzduch a hlava se ponoří do vody. Netěsnost se projeví únikem vzduchu. Těsnost ventilů se kontroluje při jejich zabrušování. Do sacího (výfukového) kanálu se na uzavřený ventil vstříkne trochu benzinu. Je-li ventil v sedle těsný, nesmí se objevit zvlhnutí na straně spalovacího prostoru. Jiná možnost spočívá v tom, že se na sedlo ventilu ze strany spalovacího prostoru nalije trochu řídkého oleje a do kanálu pod ventil se přivede stlačený vzduch. Je-li ventil v sedle těsný, nesmí se objevit bubliny nebo pěna. Zabrušování ventilů Ventily se zabrušují tehdy, jsou – li poškozené ( otlačené, opálené, zakarbonované aj. ) těsnící plochy na talíři ventilu a na sedle v hlavě. Zabroušením ventilů se obnoví těsnost ventilů a velikost ( šířka sedla ) kontaktní plochy. Jde tedy o úpravu sedla v hlavě i plochy na ventilu. Sedlo v hlavě ventilů se opravuje broušením nebo ručním ofrézováním. Při ručním frézování se používá stopková fréza, vedená vodícím trnem ve vodítku ventilu Používají se frézy s různým vrcholovým úhlem, kterými se sedlo upraví Sedla vytvořená ve vsazených kroužcích jsou tvrdá a nedají se frézovat nástrojem z nástrojové oceli. Proto se brousí tvarovými brusnými kotouči nebo se používají nástroje s břitovými destičkami ze slinutých karbidů. Někdy jsou tyto nástroje uspořádány jako frézovací hlavy s několika břity, které upraví výsledný tvar najednou. Kuželová těsnící plocha ventilu se opravuje přebroušením a zalapováním de sedla. Brousí se na speciální brusce na ventily. Ventil je upnut za dřík, otáčí se a pohybuje se jím vzhledem k brusnému kotouči, aby se na obroušenou plochu nepřenesly případné nerovnosti brusného kotouče. Při broušení se musí pečlivě nastavit doraz brusky tak, aby se brusný kotouč nemohl dotknout dříku ventilu. Pokud se to stane, je ventil zničen a musí být vyměněn. Obvykle se nastavuje vrcholový úhel ventilu 91°; tím se dosáhne dobré těsnosti hned od počátku provozu zabroušených ventilů. Vyrábějí se i speciální jednoúčelové stroje k opracování sedel ventilů a ventilů. Práce na nich je rychlá a přesná, uplatnění však nacházejí pouze ve výrobě nebo ve velkých specializovaných servisech. Zalapování ventilu do sedla se dělá brusnou pastou. Na ventil se nanese vrstva zabrušovací pasty ( směs jemného brusiva a oleje ). Pod ventil se vloží slabá tlačná pružina. Ventil se vhodným nástrojem přitlačí do sedla a střídavým pootáčením se lapuje. Přitom se ventil pravidelně odlehčuje, aby se mezi lapovanými plochami udržela vrstva zabrušovací pasty. Je třeba dbát na to, aby se pasta nedostala do vodítka ventilu a po lapování byla beze zbytku odstraněna ( pečlivě otřena a omyta ). Obvykle se lapuje nadvakrát. Poprvé se použije hrubá zabrušovací pasta, na dokončení se použije pasta jemná. Pro lapování ventilů se používá elektrické nářadí podobné vrtačce, které koná střídavý ( vratný ) pohyb. Pohyb se na ventil přenáší pryžovou přísavkou. Lapování je dokončeno, jakmile se na kuželové ploše ventilu vytvoří souvislý, stejnoměrně matně šedý proužek. Někteří výrobci lapování pomocí pasty zakazují a předepisují pouze jemné opracování ventilu i sedla na přesný geometrický tvar a úhel. Vedení a těsnění ventilů Vedení ventilů ( ventilová vodítka ) byla u starších motorů s litinovými hlavami vytvořena přímo v materiálu hlavy. U novějších motorů se však používají vodítka vsazená, nalisovaná s přesahem. Vedení vytvořená přímo v materiálu hlavy válců se opravují přestružením na větší průměr. Ventil se vymění a použije se ventil abnormální, s větším průměrem dříku. Vsazená vodítka se vyměňují. Vodítko se pomocí vhodného trnu vylisuje a nalisuje se vodítko nové. Nalisované vodítko se vystruží na jmenovitý průměr. Potom se musí ofrézovat sedlo ventilu v hlavě, aby byla obnovena jeho souosost s novým vodítkem. Jiná technologie opravy vodítek spočívá ve vytlačení vroubků do vodící plochy. Používá se speciální nástroj, který malým kolečkem vroubky vytvoří. Takto vroubkovaná plocha se tvářecím nástrojem upraví na jmenovitý průměr. Těsnění ventilů se při zabrušování ventilů vyměňují. Někdy jsou opotřebená těsnění dříků ventilu příčinou pronikání oleje do spalovacího prostoru a zakarbonování ventilů. To se projevuje namodralým kouřem, popř. zhoršenými emisemi. Je-li tento stav včas zjištěn, postačí mnohdy výměna těsnění dříků ventilů, která je mnohem jednodušší než demontáž a oprava celé hlavy válců. Ventilové pružiny Ventilové pružiny se neopravují, v případě potřeby se vyměňují. Důvodem pro výměnu může být prasknutí pružiny nebo změna charakteristiky ( tuhosti ) pružiny. Tuhost pružiny se zjišťuje tak, že se změří síla potřebná ke stlačení pružiny na uvedenou délku. Síla musí ležet v předepsaném rozmezí. Kromě tuhosti se u pružin měří také jejich volná délka, která musí rovněž odpovídat předepsané hodnotě. Montáž hlavy válců Hlava válců se montuje vždy jen po úplné kontrole a provedení potřebných oprav. Rovněž blok motoru musí být zkontrolován a opraven, vložené válce musí mít správný přesah nad horní plochou bloku. Vždy se použije nové těsnění pod hlavu. Těsnění je namáhaná a výrobně náročná součást. Pečlivě se kontroluje, zda je těsnění vloženo ve správné poloze, zejména zda nezakrývá kanál pro přívod oleje do hlavy. Někteří výrobci označují tu stranu těsnění, která má přijít do kontaktu s plochou hlavy. U vznětových motorů je důležitá i tloušťka těsnění a proto bývá rovněž na těsnění označena. Někteří výrobci předepisují lehké naolejování těsnění nebo dosedacích ploch hlavy a bloku, někteří předepisují použití montážní pasty ( většinou u vzduchem chlazených motorů ). U moderních motorů ( a těsnění ) je zpravidla předepisováno vložení těsnění za sucha, protože těsnění je již opatřeno plastovou ( silikonovou ) vrstvou. Přesná poloha hlavy válců na bloku bývá obvykle zajištěna dvěma středícími kolíky. Po pečlivém nasazení hlavy se vloží upevňovací šrouby hlavy popř. ( podle předpisu ) opatřené vrstvou zajišťovacího a těsnícího tmelu v závitech. Šrouby nebývají stejně dlouhé a vždy musí být do daného závitu použit šroub správné délky. Pod šrouby se obvykle vkládají přesné ( broušené ) podložky. Šrouby se rukou zašroubují tak, aby dosedly na podložky. To je zároveň kontrola, že závity šroubů i závity v bloku jsou nepoškozené. Hlava válců se potom dotahuje předepsaným postupem, který je někde značně složitý. Jako příklad jednoduššího postupu dotahování hlavy lze uvést motory Škoda Felicia 1,3 a 1,6 MPi. Předepsaný postup dotahování hlavy válců pro Škoda Felicia 1,3 je tento : 1. Šrouby hlavy válců č.1 až 10 se dotáhnou momentovým klíčem v pořadí podle obrázku na 17 až 20 Nm 2. Šrouby č.1 až 10 se dotáhnou o 90° 3. Šrouby č.1 až 10 se dotáhnou o dalších 90° 4. Matice a šroub č.11 až 14 se dotáhnou na 20 až 26 Nm 5. Dále se již šrouby dotahovat nesmí, a to ani později v provozu Předepsaný postup dotahování hlavy válců pro Škoda Felicia 1,6 MPI je tento : 1. Šrouby hlavy válců se dotahují na čtyřikrát, vždy ve stejném pořadí 2. Šrouby se dotáhnou momentovým klíčem na 40 Nm 3. Šrouby se dotáhnou na 60 Nm 4. Šrouby se dotáhnou o 90° 5. Šrouby se dotáhnou o dalších 90° 6. Dále se šrouby již dotahovat nesmí, a to ani později v provozu