Zajímavou a nepříliš náročnou metodou, jak vytunit fako, je pohrát
si s hlavou válců. Je to populární a všeobecně známý tuningový úkon, je
levný, s jistotou přináší (nějaký) výsledek a je poměrně snadno proveditelný.
Na druhou stranu úprava hlavy je poměrně složitější než předtím popisovaná
výměna tyček a lze se přitom dopustit mnoha fatálních chyb.
Předmětem tohoto článku bude:
- odstranění karbonu a opatření proti jeho ukládání;
- úprava sacích a výfukových kanálů v hlavě válců;
- snižování hlavy;
- montáž upravené hlavy.
Předmětem tohoto článku určitě není:
- oprava vadného těsnění hlavy válců a následných škod, u Favorita
dost frekventovaná záležitost. Na internetu je na to návodů dost.
- opravy hlavy válců samotné. Doporučuji svěřit specializované firmě
(ČB: p. Josef Faltýn Loc: 48°57'27.01"N,14°28'57.56"E, že ho zdravím)
- záměnnost hlavy motoru Favorit a Felicia.
Aby byla níže popsaná úprava havlosmysluplná, je třeba mít:
- bezvadnou hlavu válců ať již novou, nebo opravenou starou;
- perspektivní motor, tzn. takový, který není na konci životnosti;
- perspektivní automobil.
Hlava válců
V hlavě válců je realizován přívod vzduchu do spalovacího prostoru,
odvod výfukových plynů mimo spalovací prostor, přenos tepla ze spalovacího
prostoru, rozvod chladících a mazacích médií a především utěsnění spalovacího
prostoru. Má tedy rozhodující vliv na výkon motoru. U favoritů najdeme
nejčastěji následující vady hlavy válců:
- hlava zkorodovaná od fridexu
- hlava prohnutá
- podpálené ventily
- zanesení kanálů karbonem
Jiné vady jsou spíše raritní. Při příležitosti odstranění těchto závad
nabízí se výborná příležitost hlavu vytunit.
Karbon pyčo
Během provozu se všude možně v hlavě válců ukládají těžké frakce z paliva.
Karburátororové favority tím trpí více než favority se vstřikováním a u
některých vozů to dosahuje obludných dimenzí. Karbon se nalepí na ventily
a stěny kanálů. Je proto třeba hlavu odstrojit (vyjmout pružiny a ventily)
a hlavu karbonu zbavit. Karbon bývá k nalezení v různých formách podle
toho, jaké provozní poměry, především teplota v daném místě je:
- na výfukových ventilech bývají napečené tmavočervené nebo bílé velmi
tvrdé usazeniny, odstranit je lze ruční frézou s drátěným kotoučkem, nožem
nebo škrabkou. Není přitom žádoucí poškodit kuželovou těsnící plochu.
- na sacích ventilech bývají přilepené vrstvy polotuhého černého sajrajtu,
lze je rovněž oškrabat. Vznikají především při krátkém pojíždění se studeným
motorem kondenzací olejových výparů z blow-by klikové skříně a z těžších
frakcí paliva.Ventil oblepený vrstvou svinstva má funkci restriktoru a
výborně přiškrcuje přívod směsi do válce, výsledkem je nepravidelný chod
motoru a citelný pokles výkonu. Při zjištění takového nálezu je vhodné
se zamyslet nad funkcí karburátoru, zda soudruzi z Motoru Jikov neudělali
někde chybu, případně totéž u BMM.
 |
Sací ventil z motoru 135
najeto kolem 100.000km.
Ventil není propálený
nebo tak něco, je to skutečně
jen nános karbonu. |
- v sacích kanálech je přítomen kentus všech fází, nejčastěji však fáze
tvrdá. Odstranit jej lze a) mechanicky (fréza + drátěný kotouček) b) chemicky.
Pokud jde o chemické čištění, používám petrolej (smrdí a trochu také rozpouští
karbon) a v poslední době sprej Albis F, který se normálně užívá k čištění
plastikářských forem. Rozpouští karbon, ale také bohužel rozpouští ruce.
Dekarbonizace je obecně velmi namáhavá, špinavá a zdlouhavá práce, která
se však jednoznačně vyplatí.
Důvod pro odstranění karbonu je následující: Všechny vrstvy na ventilech,
stěnách kanálů apod. snižují průsvit sacího a výfukového kanálu a okrádají
nás o výkon. Dále zvyšují pneumatické ztráty, protože jsou drsné.
Vyleštit!
Poprali jsme se s karbonem a nyní si povíme, jak zabránit tomu, aby
se tam ukládal znovu. Karbon se ukládá tam, kde je drsný povrch, když je
povrch hladký, nemá se kde uchytit a odletí skrz výfuk nějakému cyklistovi
do držky. Relevantní plochy je proto třeba drsného povrchu zbavit.
V případě ventilů jde o vyleštění horní plochy ventilu, tzn. plochy,
která se pohybuje ve vodítku a těsnící plochy. Leštit naopak nesmíme část,
která jezdí ve vodítku, protože bychom změnili její rozměry a to by vedlo
ke zvýšení spotřeby oleje. Používám následující technologii: Na konec ventilu
nasadím hadičku vhodného průměru tak, aby zakrývala celou vedenou část.
Za hadičku jemně upnu ventil do vrtačky a vrtačku chytím do svěráku. Připravím
si směs zabrušovací pasty na ventily střední (Thorn Autotechnic, Kč 36,-)
a motorového oleje v poměru asi 1:1. Na měkký hadr nanesu pastu a pomalu
roztočím ventil. Je třeba vyhnout se leštění sedlové těsnící plochy. Cílem
je docílit vysoký lesk horní plochy. K doladění lze použít jemnou pastu
a plstěný kotouček pro frézku Dremel (nebo jinou podobnou). Prosím postřehněte,
že vrtačka je v spojitosti s ventily v tomto článku zmíněna pouze v souvislosti
s drsností jejich horní plochy a nikoli v souvislosti se zabrušováním plochy
dosedací!
Horší to je s kanály. Vzhledem k omezenému přístupu se patrně budeme
muset spokojit s parciálním výsledkem. Nejúčinnější nalezená technologie
předpokládá opět použití ruční frézy s flexibilním nástavcem, jemné brusné
stopky parabolického nebo ogiválního tvaru, brusného
kotoučku z jakoby molitanu pokrytého brusnými krystaly (dá se to taky koupit
v OBI za Kč 100,- dva kusy) střední a jemné drsnosti o průměru 25-30mm.
Nejprve "odrbeme" stěny kanálu stopkou, protože mají velkou drsnost a demolovaly
by "molitanový" kotouček. Místa, kam se stopka nedostane, polechtáme brusným
plátnem, jde jen o to, urazit tomu vrcholky. Následně kanály odmastíme
sprejem na brzdy - "molitanový" kotouček na mastném povrchu nebrousí -
a brousíme nejprve středně hrubým, pak jemným kotoučkem. Spotřeba je jeden
kotouček na jeden kanál. Prioritní jsou kanály sací. Při broušení zespoda
je opět třeba dávat pozor na plochy tvrzených sedel. Je to všechno zdlouhavá
a otravná práce, zvláště pokud to děláme ručně bez frézy. Na obrázku je
levý kanál leštěný a pravý v originálním stavu.
Cílem leštění povrchu ventilů a sacích kanálů samozřejmě není pouze prevence
ukládání karbonu, ale to si povíme v dalším dílu zvaném Sáňologie.
Snížit hlavu
Snížením hlavy válců rozumíme změnu jejího výškového rozměru tak, abychom
dostali menší prostor nad pístem a tím větší tlak ve válci při zachování
množství nasávaného paliva. Změna kompresního poměru se tomu říká. Výsledkem
je větší síla na píst a z toho vyšší točivý moment a výkon při zachování
množství paliva. Bohužel, jak si řekneme dále, tento proces má své meze.
U favorita musíme přitom rozlišovat dva typy motorů. Motor 136 má vyšší
kompresní poměr (9,7:1) už z výroby a možnosti dalšího zvyšování jsou u
něj menší. Motor 135 měl kompresní poměr snížený na 8,8:1, aby se zamezilo
některým nectnostem 136ky pramenícím právě z vyššího kompresního poměru.
Bylo to provedeno tak, že písty 135 mají na horní ploše oválné vybrání.
Výrobce stanoví, o kolik lze hlavu bezpečně snížit - tato hodnota je stanovena
hloubkou kapsy, která je provedena v odlitku hlavy zhruba v polovině delší
strany dosedací plochy hlavy. Brousit lze tak dlouho, dokud nedosáhneme
dna kapsy.
Neoficiálně a bez záruky: Klíčovou informaci, totiž závislost kompresního
poměru na úběru najdete zde.
Plyne z toho například, že u 136ky je možno snížit hlavu o nějakých 0,4mm
a kompresní poměr bude 10,5:1, což se pokládá za obvyklou hranici použitelnosti
v běžném provozu a výsledkem bude zvýšené namáhání klikové hřídele. U 135
beru za rozumnou 0,8mm, hodnotou 1,1mm nastane stav jako u 136ky, tzn.
do této hodnoty není zapotřebí zabývat se otázkou pevnosti soustavy klika-ojnice.
Snížení hlavy je třeba zadat kovoobráběcí firmě. Operace představuje
maximálně dvě hodiny broušení na rovinné brusce. Snížení hlavy může být
vedlejším produktem opravy prohnuté nebo korodované hlavy a někdy je nevyhnutelné
v rámci opravy i bez tuningového záměru. Dále je třeba mít na paměti, že
hlavu, kterou možná po dočtení tohoto článku půjdete vyndat z motoru, možná
už někdo před vámi snížil (právě třeba proto, že mu ji fridex vyžral) a
zopakování procesu bude mít za následek nefunkční motor. Vodítkem opět
budiž hloubka kapsy v odlitku.
Příliš velké snížení hlavy a tím zvýšení komprese má za následek:
- těsnění pod hlavou válců selže
- motor bude extrémně citlivý na nastavení předstihu
- klepání při zátěži
- samozápaly
- ztráta pružnosti motoru v malých otáčkách
Dále musíme vést v patrnosti, že předstih se mění s otáčkami (pneumatická
a odstředivá regulace) a nové nastavení je tudíž zapotřebí ověřit jízdními
testy, případně vliv pneumatické regulace předstihu oslabit. Je potěšující,
že mnoha lidem vrtá v hlavě, proč má favorit kompresní poměr 9:1 a moderní
auta až 11:1. Chtějí se chopit tohoto potenciálu, ale je zde mnoho překážek
- například favorit nemá žádný knock management, tedy senzor klepání a
ECU, která by měnila předstih podle něj, takže enormní zvyšování komprese
zákonitě vede k samozápalům nebo střílení do sání a výfuku. Kromě toho
zisk ze zvyšování kompresního poměru nad hodnotu 11:1 není už tak velký,
aby ospravedlnil úsilí vynaložené na eliminaci vedlejších efektů.. Znám
případy, kdy po snížení hlavy o 2mm byl provoz motoru možný jen s předstihem
0°, což se dá těžko pokládat za optimalizační opatření.
Úprava ventilů
Vzhledem k tomu, že se mladá hovada v servisech již odnaučila seřizovat
ventily, je u favoritů častý stav zvaný podpálení ventilů. Vzniká tehdy,
když ventil z nějakého důvodu nedovře, kuželová plocha ventilu nedosedne
zcela do kuželové plochy na hlavě. Někdy to vede dokonce ke zničení ventilu,
protože se předpokládá jeho chlazení přestupem tepla do hlavy přes těsnící
plochu. Nejčastějším provozním projevem podpálených ventilů je kouřivost,
ztráta výkonu do kopce a při rozjezdu a také spotřeba oleje, protože tlak
podfoukne gufera nahoře nad vodítky. Vizuálně lze pozorovat hnědé fleky
zespoda víka ventilů.
Ventily je tudíž před osazením do hlavy nutno zabrousit. Více viz kniha
[1] nebo [2]. Amatérský postup spočívající v točení ventilu vrtačkou nedoporučuji,
stačí na něj opět nasadit hadičku a rukou je 10-20x protočit v sedle s
občasným nanesením brusné pasty.
Podle mně by tvar vyústění vodítka, tvar sacího kanálu a tvar horní
části ventilu neměl nechat žádného tunera spát, protože všechny představují
překážky, brání v dobrém plnění a způsobují pneumatické ztráty. Leštění
horní plochy ventilů poněkud sníží jejich pneumatický odpor a zlepší plnění,
ale chtělo by to nějak zapracovat na geometrii sacího kanálu. Bořivoj Plšek
[3] například radí podbrousit rádius na sacím ventilu tak, aby kolem něho
mohlo proudit více vzduchu. Popravdě jsem ještě nepojmenoval část těla,
kterou se k této úpravě postavit, především proto, že "maso" na ventilu
má určitý význam jako jeho tepelná ochrana a odstranit ho by mohlo přinést
problémy. Tak nevím, asi to někdy vyzkouším, uvádím to zatím jen pro info.
Montáž upravené hlavy
Před sestavením hlavy je nezbytné všechny díly zbavit zbytků abraziv.
Používám třífázový způsob. První fáze spočívá v opláchnutí hlavy běžným
benzínem. Cílem je zhruba odstranit nečistoty a mastné fleky, na kterých
se drží zbytky brusiv. V další fázi následuje oplach wapkou nebo proudem
vody s použitím detergetního saponátu (např. Milit car). Je třeba propláchnout
kanály, vodítka, všechny dutiny apod. Po osušení následuje další koupel
v petroleji nebo benzínu, která zároveň zamezí korozi po vodním propláchnutí.
Petrolej použitý k poslednímu proplachu pozoruji na přítomnost částeček
abraziv, pokud nějaké najdu, poslední fáze se opakuje.
Nerezový pekáček Tescoma, který jsem nedávno sebral přítelkyni za účelem
komfortního omývání hlavy pro favority, prý stál víc než jedna ta hlava.
Zde se poprvé dostáváme k faktu, že mezi vynaloženým úsilím a efektem z
něho musí nastat i ve světě automobilismu nějaká forma přímé úměry. Ale
to jsem odbočil.
Pro sestavení je nutno použít nová gufera na ventilech. Je výhodnější
použít také nové pružiny a klínky. Vodítka je třeba před sestavením promazat
čistým motorovým olejem. Kompletní rozpad všech součástek hlavy je zde:
Po těsnění nedávám žádný tmel. Ještě přes usazením hlavy na motor je
výhodné připevnit k hlavě skříň termostatu a místo jejího notoricky nespolehlivého
papírového těsnění použít silikonový hermetik (řešení není z mé hlavy,
převzato od Richarda S.).
Hlava se dotahuje momentovým klíčem, ne imbusem a trubkou, jak to dělají
vohnouti v servisech. Postup je popsán v Cedrychovi, finální hodnota po
druhém protočení o 90° je kolem 80Nm (orientačně, hodně závisí na tom,
čím a jak moc byly namazány závity šroubů).
Náklady:
Ca 40 hodin čístého času x (vaše hodinová sazba)
Těsnění pod hlavou 200,-
Těsnění pod sáním 100,-
Brusná pasta střední 36,-
Brusná pasta jemná 36,-
Gufera 8ks 120,-
Kotoučky do frézy 8ks 400,-
Stopkové frézy 2ks 100,-
Drátěné kotoučky 4ks 200,-
Silikonový hermetik 300,-
Potřebné nářadí:
Gola sada
Momentový klíč 0 - 100 Nm, postačí i 0 - 20Nm
Ruční fréza
+ příslušenství
Měřící přípravek ke kontrole přesahu vložek válců, více různé návody
na výměnu hlavy
Běžné dílenské nářadí
Weiterentwicklung
Tohle je úplně základní záležitost, co se hlavy týče. Je to úprava,
která se dělá především proto, že přinese dobrý pocit a je trochu znát
při jízdě, ale zároveň se pohybuje "na té jisté straně". Výkon jednoho
karburátorového fafíčka, kterého jsem oplodnil podobným způsobem, popolezl
podle měření na 48kW, ale těžko říci, zda za to může upravená hlava nebo
ještě jiné úpravy, které byly na autě učiněny. Kdo chce však dostát své
image tunera, může zajít dál a utratit neverending money.
Pokročilé úpravy hlavy např. pro rallysport zahrnují:
- změnu spalovacího prostoru a předcházejí engineering
- měděné kroužky k utěsnění válců (obligatorní pro vyšší komprese nad
11:1)
- náhradu ocelových misek pružin duralovými (snížení setrvačných hmot
rozvodového mechanismu)
- náhradu ventilových pružin jinými (zejména u speciálních vaček)
- změnu průměru sacích kanálů z průměru 27 na průměr 30
- náhradu ventilů speciálními, např. s vnitřním chlazením sodíkem (Schrick)
Literatura:
[1] Mario René Cedrych - Škoda
Favorit, Forman, Pick-up
[2] Andrew Hamlin - Škoda
Favorit, Forman, Pick-up 1989 - 1994
[3] Bořivoj Plšek - Škoda
Favorit, Forman, Pick-up - Sportovní úpravy
Internet:
Richard Steklý
Trocha teorie zde
Návod
na výměnu těsnění hlavy válců
Bonus:
Mrkněte se na Top
Gear.
14.7.2007 D-FENS