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. |
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.
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.
(4x známkováno, průměr: 2,50 z 5)