Ни для кого не секрет, что настоящий механик-моторист точно знает, что никакая шлифовка никаких клапанов не нужна, а нужно просто много абразивной пасты. На самом деле, это шутка, но в которой, к сожалению, только доля шутки. Потому что практика практически каждый день показывает все новые и новые примеры, когда не только не могут правильно выбрать станок для шлифовки клапанов, но даже точно не могут сказать, зачем он нужен…
Часть 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ШЛИФОВКЕ КЛАПАНОВ
.
1.1. Когда на лад их дело не идет…
В целом, все понятно – если клапан изношен, его надо как-то починить. Но сразу же первый вопрос – а зачем его чинить, если новых полно? Пошел и купил новый. Но нет – оказывается (о, ужас!), и новый клапан тоже надо шлифовать. А это еще зачем?
В прошлые годы никаких таких проблем и, тем более, вопросов вообще почти ни у кого не возникало. Потому что кроме абразивной пасты и притирки никакого оборудования и технологий ремонта клапанов и седел не существовало. Точнее – они были, но где-то там, далеко, а нам такое было не надо. И если долго тереть, то совершенно без разницы, новый это клапан или старый. Раз положено, вот и трите, не рассуждайте.
Нелегкая это работа…
И все было у них хорошо и замечательно (это когда во всех мастерских и гаражах изводили абразив десятками и сотнями килограмм), как вдруг пришла беда откуда не ждали. И даже не одна…
Вначале выяснилось, что некоторые седла сделаны из какого-то волшебного материала – после притирки фаску клапана почему-то быстро «съедало» подчистую. Потом вообще все пошло наперекосяк. Многоклапанные моторы с электронными системами управления после притирки клапанов переставали работать ровно – сколько датчиков и блоков управления ни меняй, а на холостом ходу мотор продолжает трястись, как не в себе.
Оказалось, что причина в той самой притирке – абразив внедряется в пористый материал седла и превращает его в точильный камень, который быстро истачивает фаску клапана. Кроме того, абразив убивает профиль седла, а также не дает возможности сделать рабочую фаску седла строго концентричной направляющей втулке. Поэтому, сколько пастой ни притирай и сколько потом керосина ни наливай, даже при полной герметичности на верстаке клапан потом при работе в двигателе эту герметичность очень быстро потеряет.
Что же делать? Выход нашелся совершенно неожиданно для многих.
1.2. Зачем шлифовать клапан?
Оказалось, что от абразивной пасты можно (и нужно) избавиться только с помощью обработки седла на специальном станке (мы о таких станках уже говорили тут). Только такой станок обеспечивает точную геометрию седла, а именно это и гарантирует долгую и счастливую работу двигателя после ремонта. Но как обычно и всегда бывает, станок для обработки седел оказался лишь необходимым условием достижения успеха, но никак не достаточным. Потому что одного седла мало – нужно обеспечить точную геометрию и сопрягаемой поверхности – фаски клапана. И именно для этого и нужен шлифовальный станок для клапанов.
Так еще совсем недавно выполнялся ремонт седел и клапанов – дедуси-притиральщики во все времена, уже больше 100 лет, делают именно такую работу.
Итак, главная причина, по которой в ремонте двигателей требуется шлифовальный станок для клапанов – необходимость замкнуть комплекс работ по ремонту седел. То есть, если обрабатывается одна из сопрягаемых поверхностей – седло, то и другая сопрягаемая поверхность – клапан, тоже должна быть обработана. После чего их нужно просто соединить и проверить качество сопряжения – обычно это делается с помощью вакуума. И больше никакой притирки!
Как говорится, вы будете смеяться, но если проверять комплект самых новых клапанов на биение фаски относительно стержня, то легко выявляются клапаны явно кривоватые, как после длительной работы. И исправляются они очень легко путем шлифовки рабочей фаски. К тому же можно легко и быстро выполнить после ремонта регулировку клапанов у двигателей со стаканами-толкателями – просто путем шлифовки торца клапана.
Другими словами, если в цехе есть станок для обработки седел, то обязан быть и станок для шлифовки клапанов. Это такая парочка, которую невозможно разбить, не нарушив при этом технологию ремонта. Стоит только убрать станок для шлифовки клапанов из пары, как сразу откуда-то из-за угла появляется дедусь-притиральщик с абразивной пастой наперевес. И наоборот, если на дедусе-притиральщике построен весь процесс ремонта головок, то и станок для обработке седел ни к чему, а уж шлифовальный станок для клапанов – тем более.
Поэтому, если кто-то где-то скажет, что у него в цехе есть пусть даже супер-станок для обработки седел, но нет станка для шлифовки клапанов, потому что, типа, он ставит только новые клапана, значит, у него в цехе в уголке работает такой дедусь. И трет, трет, трет…
Почувствуйте разницу: в наше время ремонт клапанного механизма может быть сделан только с помощью вот такой «сладкой парочки» – станка для обработки седел и станка для шлифовки клапанов
Часть 2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЦЕССУ ШЛИФОВАНИЯ КЛАПАНА И СТАНКАМ ДЛЯ НЕГО
.
2.1. Как шлифовать клапан?
Если посмотреть на клапан после долгой работы, то не надо обладать ни алмазным глазом, ни бриллиантовым ногтем на золотой руке, чтобы увидеть, что у клапана изношены, в той или иной степени, целых 3 поверхности – рабочая фаска, по которой он контактирует с седлом, торец стержня, куда нажимает толкатель, и боковая поверхность стержня, которая «ездит» в направляющей втулке.
Основные поверхности клапана, изнашиваемые в эксплуатации – фаска, стержень и торец. Шлифовке подлежат только крайние две из них.
Боковую поверхность стержня чинить мы точно не будем за ненадобностью и дороговизной (хотя технологии существуют) – считается, что если износ боковой поверхности не превышает 0,01-0,02 мм, то клапан еще может походить. Если превышает, то однозначно замена. Тут действует простое правило – все отклонения от исходного состояния деталей, в том числе, биения, должны укладываться в половину рабочего зазора клапана в направляющей, который обычно составляет приблизительно 0,03 мм.
Основное внимание при ремонте должно быть обращено на фаску клапана. От нее зависит не только герметичность, но и долговечность седла и самого клапана. У новых клапанов требуется проверка биения фаски и шлифовка, если биение превышает 0,02 мм (а оно очень часто превышает). Поэтому при ремонте фаска шлифуется однозначно и всегда. А у новых клапанов – как минимум, если криво. Ну, или если клиент не насыпал еще новых клапанов взамен некондиции.
Помимо этого, обычно принято шлифовать торец стержня клапана «как чисто», приблизительно на величину припуска при обработке седла. Это делается специально, чтобы торец стержня клапана не изменил сильно своего исходного положения и не ушел далеко вверх. В случае, если требуется регулировка зазоров в клапанах подбором шайб или толкателей-стаканов разной толщины, то проще не бегать в поисках этих элементов и не покупать их ведрами, а просто прошлифовать торец стержня прямо в требуемый зазор.
Таким образом, уже понятно, что станок для шлифовки клапанов должен выполнять 2 функции – шлифовки фаски и шлифовки торца. Причем, торец, понятное дело, должен быть и все такое, но главное все же – это обработать фаску. Посмотрим, как это можно сделать технически.
2.2. На чем шлифовать клапан?
Простой вроде бы вопрос, но на сегодня он имеет, как минимум, 6 возможных ответов. И это мы говорим только о типах шлифовальных станков, потому что каждому типу еще соответствует как минимум, несколько моделей. То есть, ответ получается совсем не такой однозначный, как хотелось бы. И это создает на практике значительные трудности. Которые ожидаемо приводят к тому, что многие несведующие люди легко попадаются на красивую обертку (или ржавую блесну – кому что ближе) и покупают совсем не то, что хотели, и совсем не для той работы, которую планировали делать.
Чтобы разобраться и понять, как не наделать дурацких ошибок, рассмотрим последовательно типы шлифовальных станков для клапанов. Но вначале посмотрим, а что это такой за станок вообще?
Схема станка для шлифовки клапанов:
1- клапан, 2- устройство зажима (фиксации, установки) клапана, 3- двигатель привода клапана, 4- шлифовальный круг, 5- двигатель шлифовального круга, 6- направляющие шлифовальной бабки, 7- станина
Можно, конечно, очень долго говорить о всяких совершенно второстепенных параметрах и особенностях этих станков, как это обычно делают их продавцы (см., например, здесь) – рассказывать про какую-то мифическую скорость работы, про пневматические приводы зажимов, про супер-точное бесцентровое шлифование и проч. и проч. и проч. Вплоть до супер-яркого светодиодного освещения и супер-удобной трубочки для подачи охлаждающей жидкости. Но все это будет вообще ни о чем. Вы не поверите, но вся суть шлифования клапана на этом очень простом, почти как обычное точило, станке лежит не в станине, не в шлифовальной бабке и не шлифовальном круге из карбида кремния или алмаза, и уж тем более, не в освещении с красивыми кнопками, а… в устройстве зажима клапана. Почему?
Потому что клапан клапану рознь – клапаны могут быть совсем разными. Например, обычными или средними, со стержнем диаметром 8-10 или даже 12 мм. Или большими – со стержнем, к примеру, 18 или даже 20 мм. А могут быть очень даже маленькими – 5 мм или даже 4 мм. А такие стержни можно легко согнуть рукой. Если же они начнут гнуться в станке, то все – никакой точности такой станок уже не даст по очевидным причинам. Даже несмотря на все свои супер-приводы, бесцентровые устройства, освещение и кнопки на панели.
Поэтому становится очень важно определить, какие клапаны мы собираемся шлифовать? Точно также, как это мы выясняли, когда выбирали станок для обработки седел. Потому что ситуация со шлифовкой клапанов выглядит точно также, как и с обработкой седел. То есть, если требуется шлифовка клапанов только средних размеров, а это сегодня двигатели грузовых автомобилей и тяжелой техники, то подходит практически любой станок. Но как только появляется требование шлифовки малых клапанов, а это, в первую очередь, легковые автомобили и мотоциклы, то выбор резко сужается. Вплоть до того, что признанные (продавцами) мировые бренды и авторитеты сразу отъезжают куда-то в конец списка очереди. А что делать, кому сейчас легко?
Разобраться, что происходит, и какой станок надо покупать, не так просто, как кажется. Прежде всего, следует рассмотреть, и очень подробно, все типы существующих схем зажима клапана, применяемые на станках для шлифовки клапанов.
Итак.
Часть 3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ШЛИФОВАНИЯ КЛАПАНОВ: СОСТОЯНИЕ РЫНКА ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ ДЛЯ КЛАПАНОВ
.
Станков для шлифовки клапанов есть всего только 3 (три) типа – патронные, люнетные и гибридные патронно-люнетные. Типы определяются исключительно способом зажима клапана – в патроне или в люнетах (призмах). И это, в свою очередь, определяет все остальное, которое в целом уже и не настолько важно.
3.1. Станки патронного типа
Основная особенность этого типа станков – наличие патрона для жесткого и неподвижного зажима клапана за стержень и его вращения вместе с патроном. То есть, патрон позволяет сразу совместить 2 функции – и установку клапана, и привод его вращения. С одной стороны, это дает определенные преимущества. Например, если стержень клапана имеет какие-то изношенные участки, то патрон теоретически может зажать стержень точно по неизношенной части (на самом деле, это ерунда – изношенный по стержню клапан подлежит исключительно утилизации на свалку металлолома). Кроме того, патрон обеспечивает жесткий зажим, исключающий проскальзывание клапана, что также может, в некоторых случаях, улучшить точность шлифования. Однако такие незначительные преимущества могут быть легко и полностью нивелированы конструктивными особенностями/недостатками конкретного станка.
3.1.1. Станок патронного типа с цанговым патроном
Станок с цанговым патроном (AZ, Robbi, Chinelatto, Manek и др.) – количество посадок между шпинделем и клапаном минимально, но плохо для малых клапанов, где из-за консольного расположения тарелки нажатие круга на клапан приводит к деформации и потере точности шлифования:
1- клапан, 2- шлифовальный круг, 3- гайка, 4- цанга, 5- шпиндель
Эта схема, пожалуй, самая простая и одновременно самая старая из всех – ей уже 100 лет в обед (но точно неизвестно, может, и больше). Станки данного типа были первыми, которые появились реально 100 лет назад, и они выпускались большим количеством фирм.
Суть схемы – клапан зажимается в шпинделе с помощью прецизионной конической разрезной цанги. Основные преимущества схемы:
1. Простота конструкции – количество деталей минимально.
2. Высокая точность – она обеспечена точностью цанги, такие цанги доступны и широко применяются во фрезерных станках.
3. Низкая цена из-за отсутствия дорогостоящих комплектующих.
4. Исключительно высокая долговечность из-за отсутствия быстроизнашиваемых частей.
5. Очень низкие расходы в эксплуатации из-за отсутствия необходимости заменять быстроизнашиваемые части.
Именно этими достоинствами объясняется тот факт, что станки этого типа остаются наиболее популярными и сегодня, причем их цена, как правило, невелика.
Патронные цанговые станки, выпускавшиеся 70-90 лет назад – станок фирмы VLC 30-х годов и советский станок СШК-3 ГОСНИТИ 60-х годов прошлого века (отставание лет в 30 заметно даже здесь)
Патронные станки цангового типа: Manek VRM-50 (Индия), SMJC VR90 (Китай), Chinelatto RVX (Бразилия), Robbi Lux (Италия), AZ VGX (Италия)
Однако у этих станков есть и недостатки:
1. Клапан зажат консольно – это означает, что клапан малого размера будет отжиматься (деформироваться) шлифовальным кругом. То есть, такая схема плохо подходит для малых клапанов
2. Для каждого типоразмера клапана требуется своя цанга. То есть, надо много цанг, и их требуется менять.
3. Смена цанг требует времени, фактически нужна переналадка станка.
4. Попытка применить быстродействующие устройства для смены цанг усложняет и удорожает конструкцию.
Устранить все указанные недостатки должен был усовершенствованный тип патронного станка, который появился тоже добрых 100 лет назад.
3.1.2. Станок патронного типа с шариковым патроном
Чтобы сделать станок более универсальным и быстрым, а может быть даже и более точным, было решено применить специальный патрон с 2-мя рядами шариков, по 3 шарика в ряду (опоре) – фактически это как прецизионный 2-рядный шарикоподшипник, только без вращения.
Патронный станок с шариковым патроном (Kwik-Way) – огромное количество посадок промежуточных деталей между шпинделем и клапаном гарантирует быструю потерю точности шлифования в эксплуатации, особенно, для малых клапанов:
1- клапан, 2- шлифовальный круг, 3- шарик, 4- конусные втулки, 5- шпонка, 6- шпиндель, 7- корпус, 8- подшипник шпинделя
И действительно, идея была хорошая, но как обычно и всегда, «гладко было на бумаге, но забыли про овраги». Фактически никаких достоинств у этой схемы по сравнению с цанговой не получилось, в то время как недостатков выявилось просто через край:
1. Консольная схема зажима клапана осталась, что для малых клапанов плохо.
2. У патрона довольно сложная конструкция. Особенно, если с пневматическим приводом.
3. Полностью устранить не универсальность станка не удалось – для разных диапазонов диаметров требуются разные патроны.
4. Высокая цена – применение шарикового патрона привело к значительному удорожания станка (цена только одного патрона может доходить до стоимости некоторых станков цангового типа целиком!)
5. Пониженная точность – между шпинделем и клапаном образовалось большое количество посадок, что не улучшило, а только ухудшило точность.
6. Нестабильная точность – шлифовальный станок всегда работает в присутствии абразива, а попадание абразива в места сопряжения прецизионных деталей гарантированно еще более ухудшит точность
7. Чрезвычайно низкая долговечность вследствие наличия быстроизнашиваемых деталей. Даже при наличии разного рода защитных шторок попадание абразива внутрь патрона совершенно неизбежно, приводит к износу деталей и необходимости замены дорогостоящего патрона.
8. Чрезвычайно высокие эксплуатационные расходы. Учитывая высокую цену патрона и необходимость его частой замены, поддержание точности станка в эксплуатации приводит к экстремально высоким расходам в эксплуатации.
Оригинальный станок Kwik-Way с шариковым патроном, выпущенный 90 лет назад, и советский «Kwik-Way» – станок Р108, выпущенный 50 лет назад. У них совершенно открытый для абразива шариковый патрон, что делает применение такого станка в ремонте полностью неэффективным из-за чрезвычайно быстрой потери точности.
Станок данного типа имеет марку Kwik-Way выпускается уже более 90 лет фактически только одной фирмой Irontite (Китай не считаем, потому что он всегда и все выпускает, но копиями). Сейчас это много раз усовершенствованная версия первого станка (включая даже пневматический привод зажима клапана и шторки для защиты от попадания абразива к шарикам), но все недостатки схемы, основанной на шариках, никуда не делись.
Оригинальный Kwik-Way и его китайский клон – разница в цене приблизительно в 2 раза, но результат абсолютно одинаковый, долго не работает ни тот, ни этот.
Взятие неудачной конструкции фирмой Rottler под свое крыло так и не смогло добавить ей ни точности, ни долговечности. Зато законы маркетинга работают на все 100%.
Обычный результат применения в ремонте этой конструкции следующий. Станок отличается нестабильной точностью шлифования – и она непрерывно ухудшается по мере износа деталей патрона. После 2-х лет работы станок может шлифовать клапаны с биением фаски относительно стержня не лучше чем 0,04-0,05 мм (что совершенно недопустимо). Поддержание исходной точности требует регулярной замены патрона стоимостью около 2000 Евро, не реже чем 1 раз в 2 года. За 20 лет эксплуатации (нормативный срок для профессионального станочного оборудования) такие условия потребуют добавить к начальной цене станка еще 2,5 его цены. Это просто супер-бизнес для продавца и производителя за счет незадачливого покупателя. И такой бизнес реально продолжается уже 90 лет!
Цены на патроны станка Kwik-Way из одного известного Интернет-магазина – как говорится, комментарии излишни
То есть, покупая такой станок, не забудьте умножить его цену на 3,5. За такую цену можно купить себе целый цех по серийному ремонту клапанов всех видов и типов. Оправдать приобретение станка с такими эксплуатационными характеристиками можно только приверженностью американским традициям, умелым маркетингом продавца и полным отсутствием знаний и опыта у покупателя.
Все указанные признаки указывают на то, что станок с шариковым патроном, как его не приукрашивай, просто безнадежно устарел и не может больше удовлетворять самым элементарным требованиям к точности шлифовки клапанов современных автомобильных двигателей.
Но на самом деле, причина гораздо проще и ближе. Станок Kwik-Way в силу своих технических особенностей просто не подходит для профессионального использования в условиях цеха по ремонту двигателей. Он всем хорош, но… только для собственного американского гаража, где он будет прекрасно работать 1 раз в год для обработки седел настоящих классических американских V-8. Попытка применить его для других условий заведомо обречена на провал. Хотя, если есть еще смельчаки попробовать, то мы, разумеется, не против. А оно вам действительно надо?
3.2. Станки люнетного типа
Учитывая огромное количество проблем патронных станков, особенно, с шариковыми патронами, некоторые производители начали разрабатывать собственные схемы совершенно другого типа – люнетного.
Общей особенностью люнетных станков является отсутствие патрона (термин «люнетный патрон», придуманный некоторыми ловкими продавцами, является глупостью). У люнетных станков вместо патрона для зажима стержня клапана применены люнеты – V-образные пластиковые или роликовые призмы (опоры), в которых клапан не просто лежит, но и вращается (для сравнения – в патроне клапан всегда зажат жестко). То есть, в люнетном станке функции установки клапана и привода его вращения разделены – за точную установку клапана отвечают люнеты, а вот с вращением возможны варианты.
В целом наличие люнетов делает конструкцию станка гораздо более точной, стабильной, функциональной и универсальной. Однако в данном случае главные детали и нюансы оказались не столько в опорах, сколько в приводе вращения клапана…
3.2.1. Станок с люнетным зажимом клапана
Первым из производителей станков данного типа стала итальянская фирма Rossi&Kramer (Peg). Ее схема появилась примерно лет 40 назад, еще в 80-х годах прошлого века. Суть схемы предельно проста – не нужен никакой патрон, клапан можно просто положить на 2 призмы, а сверху прижать обрезиненным приводным роликом. Если призмы сделать роликовыми, то вращение клапана будет легким и без всякого патрона.
Люнетный станок с люнетным зажимом клапана и приводным роликом (Peg) – все хорошо для клапанов средних размеров, но нажатие приводного ролика на маленький клапан может приводить к его проскальзыванию, деформации и потере точности шлифования:
1- клапан, 2- шлифовальный круг, 3- ролик люнета, 4- приводной ролик, 5- упор
Очевидные преимущества люнетной схемы:
1. Простота конструкции – нет сложных прецизионных деталей
2. Невысокая цена – определяется простотой конструкции.
3. Быстрая установка клапана любого размера
4. Стабильная точность – в процессе эксплуатации характеристики станка практически не изменяются.
5. Отсутствие быстроизнашиваемых частей, требующих периодической замены.
6. Низкие эксплуатационные расходы.
7. Большой срок службы.
Именно все эти преимущества стали причиной широкого распространения люнетной схемы – сейчас такие станки практически господствуют в Европе, где они предлагаются сразу 3-мя известными компаниями. Кроме того, в Турции производится похожий станок с близкими параметрами.
Оригинальный станок RV3000 от компании Rossi&Kramer. Близкий по параметрам станок предлагает фирма Carmec из Словении
Турецкий аналог и оригинальный станок Peg, предлагаемый теперь французской фирмой Serdi вместо своего собственного оригинального станка
Однако, несмотря на очевидные достоинства, схеме присущи и недостатки, характерные именно при малых диаметрах стержня клапана:
1. Нажатие на стержень клапана роликом, при малом диаметре стержня, будет неизбежно приводить к его деформации от давления ролика.
2. Значительный повышающий коэффициент редукции от приводного ролика при малом диаметре стержня клапана может быть причиной проскальзывания.
3. При консольном расположении тарелки клапана и малом диаметре стержня также возможна его деформация шлифовальным кругом, хотя и в сторону, противоположную деформации от ролика.
4. Совместное действие всех указанных факторов вызывает значительное ухудшение точности шлифовки при малых диаметрах стержня клапана.
Следует отметить, что все указанные недостатки проявляются только при малом диаметре стержня. Фактически люнетный станок данной схемы не является универсальным, его применение для клапанов малых размеров проблематично. Но в то же время, в течение последних 10-15 лет ремонт двигателей легковых автомобилей последовательно уменьшался в объемах и постепенно стал мало актуален в Европе. Именно этим можно объяснить тот факт, что эти более простые и дешевые станки получают все более широкое распространение.
Тем не менее, если требуется шлифовать именно клапаны с малым диаметром стержня, то стоит только немного изменить схему зажима клапана, как многие из указанных выше недостатков могут быть устранены…
3.2.2. Станок с усовершенствованным люнетным зажимом клапана
В 90-х годах прошлого века итальянской фирмой Comec было выполнено усовершенствование люнетной схемы – приводной нажимной ролик был убран из конструкции, а его функцию передали самому люнету, где приводными стали два его опорных ролика.
Люнетный станок с усовершенствованным люнетным зажимом клапана (Comec) – функция привода вращения клапана передана одному из люнетов, что исключает деформацию от привода и заметно повышает точность шлифования, однако сохраняется деформация малых клапанов от шлифовального круга:
1- клапан, 2- шлифовальный круг, 3- ролик люнета, 4- приводной ролик, 5- упор
В целом получился отличный станок (Comec RV516ASM), в котором к общим преимуществам люнетной схемы добавилось отсутствие деформации стержня от нажима приводных роликов. Кроме того, за счет уменьшения диаметра приводного ролика и совмещения его с люнетной опорой стержня практически исключено проскальзывание у клапанов малых размеров. Однако консольное расположение тарелки клапана сохранилось, и это не позволило сделать полностью универсальный станок – при малых размерах консольно зажатый клапан неизбежно создает проблемы с точностью шлифования.
Оригинальный Comec RV516ASM неожиданно оказался настолько лучше Kwik-Way, что знаменитая американская компания Rottler теперь предлагает под своим брендом не американский Kwik-Way, а итальянский Comec!
Тем не менее, усовершенствованная люнетная схема стала уже очень близкой к тому, чтобы можно было создать полностью универсальный станок для клапанов любого диаметра, способный шлифовать любые клапаны с одинаково высокой точностью. И такой станок был, наконец, разработан…
3.2.3. Универсальный станок с усовершенствованным люнетным зажимом клапана
В середине 90-х годов французская компания Serdi, решая революционным образом проблему повышения точности обработки седел в многоклапанных головках цилиндров с малыми клапанами, одновременно решила таким же революционным образом и проблему точной шлифовки клапанов для таких двигателей.
В усовершенствованной люнетной схеме Comec главный недостаток заключен в консольном расположении тарелки клапана, при котором шлифовальный круг может создавать деформацию тонкого стержня. В схеме, предложенной Serdi, никакой консоли больше нет – тарелка клапана опирается на приводной резиновый башмак, для чего потребовалось применить специальный пневмоцилиндр, толкающий клапан к башмаку. Причем аналогичные пневмоцилиндры применены и для прижимных роликов стержня клапана (патент Serdi).
Универсальный люнетный станок с усовершенствованным люнетным зажимом клапана (Serdi) – функция привода передана специальному башмаку путем опоры на него тарелки клапана, что вообще исключает деформацию клапана и резко повышает точность шлифования малых клапанов:
1- клапан, 2- шлифовальный круг, 3- прижимные ролики люнета, 4- опорные подпятники люнета, 5- шпиндель, 6- приводной башмак, 7- прижим
Таким образом, нажатие шлифовального круга на тарелку клапана приводит не к деформации стержня (этому мешает приводной башмак), а к прижатию тарелки к башмаку! В результате был создан единственный на рынке полностью универсальный станок модели HVR90, для которого не осталось разницы, какой клапан шлифовать – со стержнем 14 мм или 4 мм.
Оригинальный станок Serdi HVR90 давно не выпускается, но вместо него в 2,5 раза дешевле сегодня успешно и массово идет китайский клон (Tendtool, SGMC, AMCO, THL, BestWin)
Дальнейшая эксплуатация этих станков показала и другие их преимущества:
1. Высокая точность шлифования – нормальный уровень биения фаски клапана после шлифования не хуже 0,01 мм.
2. Высокая стабильность – точность шлифования поддерживается практически в течение всей эксплуатации станка.
3. Высокая производительность – установка клапана занимает секунды.
4. Полная универсальность – для клапанов из всего диапазона размеров достигается одинаковая точность шлифовки.
5. Низкие эксплуатационные расходы – периодической замене подлежат только дешевые пластиковые опоры для стержня клапана.
6. Высокая надежность – несмотря на сложную конструкцию, применение стандартных элементов практически исключило отказы.
7. Чрезвычайно высокая долговечность – за 20 лет эксплуатации, помимо замены пластиковых опор, может потребоваться только однократная замена направляющих шлифовальной бабки стоимостью до 200 Евро.
Однако преимущества не дались даром – главным недостатком этого станка стала его цена, превышающая цену станков-конкурентов в 1,5-2 раза. И именно это сыграло в судьбе станка роковую роль…
В 2000-х на Европу постепенно стала опускаться тень ненужности ремонта двигателей в секторе легковых автомобилей. Зачем чинить, если проще купить все новое – головку цилиндров, двигатель или автомобиль целиком? Затем в дело вмешался кризис 2008-09, где-то в то же время всех постепенно поглотила идея всеобщей электрификации, потом…, далее… В результате не только срок эксплуатации автомобилей уменьшился, но вместе с ним упала и потребность в ремонте и оборудовании для ремонта. Причем, первыми «пострадавшими» предсказуемо стали наиболее дорогостоящие позиции ремонтного оборудования.
Если в картину добавить полное бездействие компании-производителя по продвижению конкурентных преимуществ данного станка на рынке, то его судьба оказалась предрешена – он был снят с производства как нерентабельный. Однако никуда не исчез – клоны этой разработки с совершенно невообразимой скоростью распространились в Китае, где вначале такой клон оказался в производственной программе компании Tendtool, тогдашнего партнера Serdi, а далее уже везде.
К сожалению, китайские клоны не страдают таким полезным для потребителей свойством, как долговечность, и вряд ли проработают 20 лет без ремонта, как оригинал. Но пока работают в целом не хуже. А поскольку состоят они, главным образом, из стандартизованных узлов, их ремонт при необходимости не составляет большой проблемы.
Ну, а что фирма Serdi? Вы не поверите, но после того, как из ее производственной программы полностью исчезли уникальные патентованные станки собственной разработки (до последнего продержался еще станок VVR120 для больших клапанов), там появился станок Peg VR3000 как окончательное решение вопроса шлифовки клапанов. Вероятно, теперь для завершения процесса, как окончательное решение вопроса всего ремонта головок цилиндров, было бы логичным убрать из производственной программы универсальные станки для обработки седел Serdi 3.5 и 4.5, заменив их на более простые Serdi 2.0 и 100.
3.3. Станок гибридного патронно-люнетного типа
Этот станок был создан специально для того, чтобы делать самые большие клапаны – тепловозные и судовые. При увеличении диаметра тарелки, а некоторые хорошие клапаны имеют тарелку диаметром до 200 мм, требуется высокая мощность и крутящий момент, при которых никакой приводной ролик не сможет вращать такой клапан без проскальзывания. Пришлось возвращаться обратно к патрону и его жесткому зажатию стержня клапана. Ну, а чтобы уменьшить возможное биение и повысить точность шлифовки, оставили один передний люнет.
Станок гибридного патронно-люнетного типа Peg RV5500 – из-за того, что функцию одной из опор и привода передали прецизионному кулачковому патрону, используется преимущественно для больших клапанов, хотя может шлифовать и средние:
1- клапан, 2- шлифовальный круг, 3- ролик люнета, 4- патрон
В целом такая схема работоспособна и для средних по размеру клапанов. Однако опыт шлифовки коленчатых валов подсказывает, что тонкие клапаны при зажатии в патроне будут неизбежно деформироваться, и никакой люнет не спасет их от брака при шлифовке. Так что данный станок для шлифовки малых клапанов непригоден в принципе. Но он и создавался не для них. И вообще, шлифовальные станки для больших клапанов это уже совсем другая история…
Специализированный станок для больших клапанов Peg RV5500 (диаметр стержня до 40 мм, тарелки до 200 мм) и аналогичный станок фирмы Hunger VKM3.4
3.4. Сравнительная таблица по типам станков:
Все существующие типы шлифовальных станков для клапанов теперь можно свести в сравнительную таблицу, с помощью которой выбрать станок с требуемыми характеристиками. Нетрудно заметить, что большинство выпускаемых станков рассчитаны на работу, главным образом, с клапанами средних размеров.
Часть 4. ПЕРСПЕКТИВЫ И ПРОГНОЗЫ РЫНКА СТАНКОВ ДЛЯ ШЛИФОВКИ КЛАПАНОВ
.
Основные требования к современному станку для седел и рекомендации для потребителей:
1. Шлифовальный станок для клапанов, несмотря на свою простоту и невысокую цену, имеет исключительно важное значение для обеспечения высокого качества ремонта двигателей.
2. Станок для шлифовки клапанов всегда работает в паре со станком для обработки седел. Это означает, что станок для шлифовки клапанов должен соответствовать как ремонтируемым двигателям, так и характеристикам станка для обработки седел в головках таких двигателей.
3. При ремонте только и исключительно головок цилиндров двигателей грузовых автомобилей и тяжелой техники не имеет принципиального значения, какой шлифовальный станок для клапанов использовать.
4. Следует избегать применения морально устаревших шлифовальных станков с шариковыми патронами вследствие нестабильно низкой точности и чрезвычайно высоких эксплуатационных расходов на ее поддержание в эксплуатации.
5. Обмануть законы физики в попытке использовать морально устаревшее оборудование для шлифовки клапанов современных легковых автомобилей и мотоциклов невозможно, такая попытка приведет только к большому разочарованию «счастливого» обладателя морально устаревшего станка.
6. При выборе оборудования для цеха моторного ремонта следует учитывать тот факт, что основной тип станка для шлифовки клапанов — люнетный. Однако допустимо также применение станков с цанговыми патронами.
7. При наличии в программе ремонта малых клапанов двигателей легковых автомобилей выбор шлифовального станка для клапанов значительно сужен.
8. Для шлифования малых клапанов двигателей допустимо использовать только патронные цанговые и люнетные станки с усовершенствованным приводом.
9. Лучшие результаты шлифования малых клапанов по точности и стабильности дает люнетный станок с усовершенствованным люнетным зажимом, выполненный по схеме Serdi.
10. Вследствие того, что производство оригинального станка данной схемы давно прекращено вследствие нерентабельности, допустимо использование его копий, предлагаемых различными компаниями из Китая. Однако следует учитывать, что их качество, надежность и долговечность ниже, чем у оригинального станка. Что, в то же время, компенсируется их невысокой ценой.
11. Не следует ожидать в ближайшее время каких-то прорывных инновационных решений в данном секторе оборудования.
12. Но в качестве перспективы в этом сегменте оборудования следует указать на простое сенсорное управление с понятным интерфейсом как один из главных признаков того, что станок современный, а не устаревший.
Александр Хрулев©
д.т.н., с.н.с
*Данная статья представляет собой оценочное суждение (мнение) автора на рассматриваемую в статье тему и выражает личную точку зрения, которая не претендует на неопровержимое доказательство и не утверждает каких-либо неоспоримых фактов. В соответствии с этим, при любом использовании, полном или частичном, материалов данной статьи ссылка на оценочное суждение автора обязательна.
