Маслосъёмные колпачки¶
Маслосъёмные колпачки — упругие уплотнительные элементы клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания, изготовленные из маслостойкой резины (как правило, фторкаучука или акрилатного каучука). Располагаются на направляющих втулках впускных и выпускных клапанов и выполняют две функции: предотвращают попадание моторного масла из головки блока цилиндров в камеру сгорания через зазор между стержнем клапана и втулкой, а также препятствуют проникновению горячих газов из камеры сгорания в полость газораспределительного механизма.
¶Устройство и принцип работы
Маслосъёмный колпачок (МСК) представляет собой колпачок цилиндрической формы с внутренней кромкой-губкой, плотно прижимаемой к стержню клапана. Внутренняя поверхность выполнена в виде тонкой кромки, которая снимает масляную плёнку со стержня клапана при его возвратно-поступательном движении. Снаружи колпачок устанавливается на направляющую втулку и фиксируется пружинной скобой или посадочной канавкой.
Конструктивно МСК включает:
- Корпус (манжету) — резиновое кольцо, непосредственно контактирующее со стержнем клапана;
- Пружину — металлическое кольцо (витую или пластинчатую), обеспечивающее постоянное прижимное усилие кромки к стержню по мере износа резины;
- Защитный колпачок — предохраняет рабочую кромку от грязи и абразивных частиц (в некоторых конструкциях).
Принцип работы основан на том, что при подъёме клапана кромка колпачка пропускает тонкий слой масла, смазывающий стержень, а при опускании — снимает излишки, направляя их обратно в полость головки блока. Таким образом обеспечивается контроль масляного расхода на клапанном механизме.
¶Материалы
Исторически МСК изготавливались из бутадиен-стирольного каучука (БСК), однако он недостаточно устойчив к высоким температурам и агрессивной среде. Современные колпачки производят из:
- Фторкаучука (FKM/Viton) — рабочая температура до 250 °C, повышенная стойкость к маслам и химическим средам;
- Акрилатного каучука (ACM) — рабочая температура до 150—180 °C, хорошая износостойкость;
- Поликрилатного каучука (AEM) — компромиссный вариант по температуре и стоимости.
Для выпускных клапанов, испытывающих более высокие температурные нагрузки, как правило, применяют фторкаучук.
¶Признаки износа
Ресурс маслосъёмных колпачков зависит от условий эксплуатации и материала и обычно составляет 80—150 тысяч километров пробега. Основные симптомы износа:
- Повышенный расход моторного масла (обычно 0,2—0,5 л на 1000 км и более);
- Сизый или синеватый дым из выхлопной трубы, особенно при холодном пуске и после холостого хода;
- Запотевание свечей зажигания маслом;
- Снижение компрессии в цилиндрах;
- Появление нагара на свечах и клапанах.
Изношенные колпачки теряют эластичность, кромка перестаёт плотно прилегать к стержню, и масло начинает стекать в камеру сгорания. Дополнительными факторами ускоренного износа являются перегрев двигателя, применение низкокачественного масла, повышенное давление картерных газов.
¶Замена
Замена МСК — операция, требующая разборки головки блока цилиндров. Порядок работ включает:
- Демонтаж головки блока цилиндров;
- Снятие распределительных валов (или коромысел в конструкциях с нижним распредвалом);
- Установка поршней цилиндра в ВМТ для предотвращения падения клапанов;
- Сжатие пружин клапанов специальным съёмником и извлечение сухарей;
- Снятие старых колпачков съёмником и надевание новых с помощью оправки;
- Сборка в обратной порядке.
Замена выполняется комплектно — на все клапаны (как правило, 8 или 16 на рядный четырёхцилиндровый двигатель). Рекомендуется одновременная замена сальников распределительных валов и прокладки головки блока.
¶Распространённые неисправности
Помимо естественного износа, к преждевременной поломке МСК приводят:
- Залипание клапанов — нагар на стержне повреждает кромку колпачка;
- Деформация втулки — увеличенный зазор между стержнем и втулкой разрушает уплотнение;
- Перегрев двигателя — термическая деградация резины;
- Применение присадок — некоторые химические добавки в масло размягчают или набухают резину.
¶Применение в различных двигателях
Маслосъёмные колпачки применяются во всех современных бензиновых и дизельных двигателях с верхним расположением клапанов. В дизелях, работающих при более высоких температурах выпускного тракта, как правило, используют колпачки из фторкаучука. В гоночных и форсированных двигателях применяют усиленные МСК с повышенным прижимным усилием пружины.
В отечественном автомобилестроении МСК производятся предприятиями «БалаковоРезинотехника», «Каучук» (Саратов) и рядом других заводов. Зарубежные поставщики — Goetze (Германия), Corteco, Elring, NOK (Япония).
¶Интересные факты
В двигателях с нижним расположением распределительного вала (OHV), применявшихся на отечественных автомобилях ЗИС, ЗИЛ, ГАЗ-21 «Волга», маслосъёмные колпачки также использовались, однако их ресурс был существенно ниже из-за примитивной конструкции и материалов. Появление фторкаучуковых МСК в 1970-х годах позволило увеличить межремонтный пробег двигателей в 1,5—2 раза.
Источники:
- Автомобильные двигатели. Устройство и работа / под ред. В. С. Тарасова. — М.: Транспорт.
- Клапанный механизм двигателя: конструкция, диагностика, ремонт. — М.: За рулём.
- Goetze Technical Documentation: Valve Stem Seals.
- NOK Corporation: Technical Guide to Oil Seals.