Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тарельчатый клапан

Тарельчатый клапан

Тарельчатый клапан — деталь большинства поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС), является частью газораспределительного механизма, непосредственно управляющей потоками рабочего тела, поступающего и выходящего из цилиндра. Используются также в крупных компрессорах, паровых машинах.

Содержание

  • 1 Устройство тарельчатого клапана
  • 2 Компоновка клапанов в двигателе
  • 3 Применяемые материалы и технологии
  • 4 Неисправности клапанов
  • 5 См. также
  • 6 Примечания

Устройство тарельчатого клапана [ править | править код ]

Тарельчатый клапан состоит из собственно круглой тарелки и стержня меньшего диаметра. Из соображений прочности и аэродинамики переход между тарелкой и стержнем выполняется большим радиусом (рис.1). Некоторое время были популярны тарелки зонтичной (тюльпанообразной) формы, уменьшавшие вес впускного клапана до веса выпускного (диаметр впускных клапанов выбирают больше, так как сопротивление впускного тракта сильнее снижает мощность двигателя, чем сопротивление выпуска) при одновременном снижении гидравлического сопротивления. Однако при этом растёт площадь камеры сгорания, что увеличивает выбросы углеводородов.

Клапан совершает перемещения по оси стержня, при этом тарелка открывает путь газам, а при посадке на седло — плотно запирает его. Некоторый зазор между стержнем и втулкой клапана необходим, чтобы избежать заедания при нагреве клапана, и чтобы тарелка могла самоустановиться на седло. Для поддержания самоустановки, а следовательно, плотности запирания, тарелка имеет фаску под углом 45 или 30 градусов к её плоскости.

Силовое замыкание кинематической схемы привода клапанов (то есть, и возврат клапана в закрытое положение) осуществляется витыми клапанными пружинами, на быстроходных спортивных двигателях — с помощью десмодромного механизма. Стержень клапана имеет обычно термоупрочнённый торец, куда передаётся усилие от рокера, коромысла или стакана, и одну или несколько канавок для установки сухарей (канавка видна на рис.1). Меньше распространена передача усилия через внутреннюю резьбу в стержне клапана от толкателя (такую конструкцию имеет клапан на В-2 и всех последующих модификациях, изготовляемых сейчас «Барнаултрансмашем»)

Между пружиной и плоскостью головки, кроме стальной закалённой шайбы, может быть установлен механизм проворота клапана (иначе называемый механизм самопритирки). Это позволяет продлить интервалы между притиркой клапанов, сохраняя плотность их посадки в течение длительного времени [1] .

Компоновка клапанов в двигателе [ править | править код ]

Количество клапанов в двигателе зависит от принятой схемы газораспределительного механизма [2] . Типовое значение 2 или 4 клапана на цилиндр, но встречаются схемы с 5 клапанами (из них 3 впускные), или даже 1 большим выпускным клапаном (прямоточная продувка 2-тактного дизеля). Клапанные пружины, поддерживающие кинематику ГРМ, всегда спиральные с плоскими шлифованными торцами. На один клапан приходится обычно 1 (реже 2) пружины, и 2 сухаря. Размеры и форма сухарей индивидуальны, обычно каждый двигатель имеет оригинальные сухари клапанов.

Клапаны могут размещаться по нижнеклапанной или верхнеклапанной схеме, располагаться под углом друг к другу или параллельно. Целью работы конструктора при их размещении является надёжный газообмен с небольшим аэродинамическим сопротивлением, необходимое размещение коллекторов в подкапотном пространстве, компактность камеры сгорания, соблюдение норм выхлопа и др.

Применяемые материалы и технологии [ править | править код ]

Впускные клапана двигателей обычно изготовляют высадкой из сильхромовой стали типа 40Х9С2, 40Х10С2М. Эти стали обладают довольно высокой жаростойкостью, и поскольку температура отходящих газов у дизелей меньше (по причине высокой степени сжатия), чем у искровых моторов, используются и для изготовления выпускных клапанов дизелей.

Выпускные клапана старых искровых моторов также делали сильхромовыми, недостаточную жаростойкость компенсировали удобством притирки (ГАЗ-51), напайкой кромки тарелок стеллитом; наполнение клапанов натрием для теплоотдачи от тарелки применялось ранее (ГАЗ-66/ГАЗ-53, ЗИЛ-130), и применяется сейчас [3] [4] [5] [6] .

Позднее перешли на сварные клапаны: стержень из сталей типа 40ХН, 38ХС, тарелка из сталей типа 40Х14Н14В2М, 45Х22Н4М3. На дизелях такие стали не применяют: дизельное топливо содержит серу, а сернистые газы быстро разрушают никельсодержащие стали. Применяется и напайка кромок твёрдыми материалами: стеллитом, нихромом [7] .

Неисправности клапанов [ править | править код ]

Основными неисправностями тарельчатых клапанов являются [8] :

  • неплотность;
  • прогорание тарелки;
  • износ стержня, зазор по направляющей клапана;
  • изгиб клапанов после соударения с поршнем.

Неплотность клапанов может быть с момента изготовления, развиться в течение работы, либо быть следствием некачественного ремонта или неверной регулировки клапанов. Впускной клапан может длительное время пропускать газ без прогорания, но искровой двигатель при этом обычно потряхивает: во впускной тракт забрасывает отработавшие газы, и воспламенение такой разбавленной смеси становится ненадёжным. Дизель, соответственно, дымит [9] . Ещё одной причиной может быть загиб клапанов [10] , двигатель при этом трясётся очень сильно, а заводится плохо.

Читать еще:  Эфир для запуска двигателя как пользоваться

В случае умеренной неплотности клапанов, они ещё могут быть притёрты, но чаще всего их меняют комплектом. Причина в том, что к этому времени обычно происходит износ стержня клапана с увеличением расхода масла, а при долгой притирке старого клапана выступание его торца над плоскостью головки увеличивается — гидрокомпенсатор может выйти из рабочей зоны. Если выступание превышает допустимое уже с новым клапаном, то по инструкции нужно менять головку блока, на практике — торец клапана шлифуют для уменьшения высоты.

Прогорание тарелки выпускного клапана всегда является следствием сильного перегрева при отсутствии клапанного зазора и большом прорыве газов. Тарелка впускного клапана прогореть не может, так как задолго до этого при прорыве газов на впуск цилиндр работать перестанет, и температура газов снизится. Однако у дизелей при этом могут возникать другие проблемы.

Износ стержня и/или втулки клапана приводит к нарушению работы сальников клапанов, а значит — высокому расходу масла. Поэтому при ремонте головки блока цилиндров может возникать необходимость в замене клапанов и/или направляющих. После смены направляющих требуется обычно обработать седло шарошками на оправке, базирующейся по новой направляющей, после чего притереть клапан. Обычно разом меняют все направляющие, либо только впускные (зазор во втулках впускных клапанов решающий для расхода масла, ввиду меньшего давления во впускной трубе).

Что такое клапан двигателя внутреннего сгорания

Челябинские клапаны изготавливаются из специальных клапанных 40Х10С2М / 40Х9С2 / ЭП-303, которые строго соответствуют требованиям ГОСТ Р 53810-2010.

Сырье для производства клапанов представляет собой металлические калиброванные прутки;

Обязательный входной контроль каждой партии плавки Отделом Технического Контроля (ОТК) и Отделом Главного Технолога (ОГТ) позволяет гарантировать высокое качество продукции завода.

Челябинские клапаны изготавливаются из сырья исключительно Российского производства высочайшего качества, каждая партия сопровождается сертификатами и паспортами качества.

Рубка происходит на специальном кривошипном прессе усилием 10т. с высокой скоростью автоматической подачи прутка.

Процесс рубки прутка гораздо быстрее и экономически выгоднее обычной резки — не нужно приобретать дорогостоящие полотна, нет отходов дорогого сырья в стружку, при этом качество получаемых прутков соответствует всем требованиям, предъявляемым к технологии производства заготовок клапана.

Следующий этап производства Челябинских клапанов наиболее интересный, на этом этапе заготовка – пруток превращается в поковку для дальнейшей обработки.

Электровысадка — самый прогрессивный способ изготовления поковки клапана. Процесс позволяет получить требуемую структуру металла, что обеспечивает гарантийный ресурс работы двигателя.

Специальный захват полностью автоматической линии подает заготовку из бункера накопителя на автомат роторно-карусельного типа, где происходит равномерный нагрев торца прутка методом сопротивления току высокой мощности и одновременное вертикальное сжатие прутка гидравлическими цилиндрами для придания заданной формы будущей заготовки в виде «луковицы» разогреваемой свыше 1 000 °С.

Далее пруток с уже высаженной и разогретой «луковицей» автоматической подачей перемещается в рабочую часть пресса «пресс-форму» где усилием 100 тонн пресс формирует будущую тарелку клапана.

Таким образом заготовка приобрела форму будущего изделия, которое называется поковка.

Теперь поковка Челябинского клапана перемещается на специальный участок термообработки.

Чтобы снять остаточные напряжения между стержнем клапана и ранее сформированной тарелкой, поковка поступает на автоматическую линию специальных конвейерных печей проходного типа.

Здесь поковка приобретает дополнительные прочностные характеристики — объемной закалки, повышения твердости метла и его структуры в объеме поковки.

На первом этапе выполняется объемная закалка поковки, на втором снятие остаточного напряжения — после чего поковка остывает и выдается в токарный цех для черновой обработки.

Автоматический режим термообработки в конвейерной печи проходного типа гарантирует получение оптимальной структуры металла будущего клапана.

«Челябинские клапаны» изготавливаются в автоматическом режиме практически без участия человека. Токарные и шлифовальные станки обрабатывают каждую деталь с точностью до микрона. Автоматическая линия оборудована специальными системами автоматического транспорта для межоперационной транспортировки и непрерывной подачи заготовок к обрабатывающему оборудованию. Другими словами Челябинские клапаны изготавливаются в автоматическом режиме, в начале бросил заготовку в линию, а в конце забрал готовый клапан. Автоматическая линия представляет собой набор различного оборудования по методам обработки изделий.

Читать еще:  Что это за двигатель ism 370

Обработку заготовки клапана обеспечивают круглошлифовальные, торцешлифовальные и бесцентрошлифовальные станки-автоматы.

Операции шлифования являются наиболее точными в металлообрабатывающей индустрии, уникальное оборудования шлифовальной группы позволяет выдерживать все современные требования к производству клапанов с микронными допусками обработки.

Токарную обработку на автоматической линии выполняют специальные токарные роторные многошпиндельные станки-автоматы.

Специальный процесс наплавки на рабочий конус жаропрочного, тугоплавкого кольца, изготовленного на основе никеля или кобальта.

Наплавленное кольцо позволяет существенно продлить ресурс работы клапанов, предотвращает возможные последствия прогара и разрушения при неисправности работы систем образования топливовоздушной смеси и зажигания, а также некачественного топлива или при высоких неоптимальных нагрузках двигателя в процессе работы.

Операция происходит в газовой среде при высокой температуре в специальных наплавочных установках, которые позволяют разогреть до нужной температуры металлы различных сплавов для сплавки.

После наплавки каждый клапан обязательно попадет в специальную отпускную печь.

Выпускные клапаны «ОРИГИНАЛ» поставляются на конвейерную сборку моторостроительных заводов — наплавленное кольцо таких клапанов выдерживает рабочую температуру до 1 050 °С.

Выпускные клапаны «ГАЗОВЫЕ», «ОРИГИНАЛ – КАМАЗ/ЯМЗ» — наплавленное кольцо этик клапанов выдерживает рабочую температуру до 1 200 °С.

Клапаны серии «ГАЗОВЫЕ» разработаны для работы со всеми видами газового топлива и для высокофорсированных двигателей.

Регулировка клапанов двигателя внутреннего сгорания

Для многих ДВС регулировка клапана является обязательной процедурой. Если вы хотите обеспечить бесперебойную работу двигателя, обращайтесь в автосервис MT-AVTO.

Регулирующим клапаном называется арматура, предназначенная для регулировки давления и расхода топлива в транспортном средстве. Существует немало видов данной арматуры, которой комплектуются ДВС, а регулировка клапанов — операция, позволяющая продлить срок службы как самих элементов, так и силового агрегата.

Суть операции

На один цилиндр двигателя внутреннего сгорания приходится два клапана (может быть и больше). Один из них отвечает за выпуск отработанных газов (выпускной), на другой возложена функция запуска горючей смеси (впускной). В движение детали приводятся газораспределительным или клапанным механизмом.

Элементы изготовлены из металла. После нагревания мотора она расширяются. Для компенсации данного явления на холодном силовом агрегате устанавливаются зазоры между деталями. Они строго выверяются, и периодически регулируются на автомастерских при отсутствии функции автоматической регулировки.

Проверять величину зазоров следует регулярно. Признаками нарушения, говорящими о необходимости обратиться к специалистам, являются стуки и посторонние шумы под капотом во время работы двигателя.

Последствия нарушения зазоров

Для каждого ДВС регулировка клапанов является важным процессом. При некачественном выполнении рабочий ресурс деталей существенно сокращается, в результате эффективность работы мотора значительно снижается, а со временем он вообще выходит из строя.

Маленькие зазоры не дают возможность запчастям охладиться должным образом, поэтому они и седла подгорают, большие — причина низкой производительности.

Как часто выполняется проверка

Специалисты рекомендуют проводить проверку каждые 20 тысяч километров. При необходимости осуществлять регулировку. Это средний показатель. Точная цифра зависит от марки и модели конкретного автомобиля, особенностей его ДВС и рекомендаций производителя.

Особенности ремонта

Некоторые водители предпочитают самостоятельно ремонтировать свой автомобиль. Однако обращение на автосервис MT-AVTO позволит вам сэкономить время и деньги.

Мы несем ответственность за качество оказанных услуг, поэтому строго соблюдаем технологию производства и порядок действий. Как и все операции с ДВС, регулировка клапанов имеет ряд особенностей:

  • Работы выполняются на остывшем двигателе (4 часа после остановки работы мотора).
  • Цилиндровый поршень устанавливается в мертвую точку.
  • Осуществляется повторная проверка зазоров по щупу после затягивания контргайки регулировочного болта.

Параллельно проводится проверка толкателей клапанов. По причине их неисправности головки элементов могут обгореть или разбиться. Специалисты MT-AVTO позаботятся об исправности ДВС на вашем авто, выполнив все операции максимально точно.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Клапан — двигатель — внутреннее сгорание

Клапаны двигателей внутреннего сгорания , особенно выхлопные, работают в очень тяжелых условиях, так как во время работы двигателя подвергаются интенсивному нагреву. [2]

Клапаны двигателей внутреннего сгорания , изготовляемые обычно горячей штамповкой на горизонтально-ковочных машинах или быстроходных прессах, подвергаются термической обработке и поковке. [3]

Клапаны двигателей внутреннего сгорания работают при высоких температурах в условиях повторных ударов и корродирующего действия выхлопных газов. [4]

Оксидирование клапанов двигателей внутреннего сгорания для защиты их от воздействия газов производят в расплаве двухромовокислого натрия ( ГОСТ 2651 — 44) при температуре 400 С в течение 40 — 45 мин. Перед оксидированием, а также после оксидирования и промывки клапаны прогревают в термостате при 120 — 140 С в течение 20 — 40 мин. Оксидная пленка имеет цвет от коричневого до черного. [5]

Читать еще:  Щелчки при запуске двигателя опель вектра а

Седла клапанов двигателей внутреннего сгорания работают в особо тяжелых ударно-переменных нагрузках и высоких температурных ( 700 — 1000 С) режимах. Поэтому к жаропрочному материалу для седел клапанов предъявляют особые требования: необходимы высокая жаростойкость и сопротивление к газовой эрозии, коррозии и ползучести, высокие механические свойства, хорошая теплопроводность и небольшой коэффициент линейного расширения. [6]

В механизмах клапанов двигателей внутреннего сгорания рационально применять несимметричные законы движения. [7]

Сталь для клапанов двигателей внутреннего сгорания должна удовлетворять следующим требованиям: а) хорошо сопротивляться действию повторных динамических нагрузок при высоких температурах ( до 900 С в мощных авиамоторах); б) иметь достаточно высокую поверхностную твердость; в) противостоять разъедающему действию продуктов сгорания; г) обладать достаточной теплопроводностью и ограниченным коэфициентом термического расширения. Кроме того, клапанная сталь во избежание хрупкости не должна закаливаться на воздухе при охлаждении клапана с его рабочих температур. Всем перечисленным требованиям в полной мере ни одна из известных марок стали ( при крайнем разнообразии их) не удовлетворяет. [8]

Из сильхромов изготавливают клапаны двигателей внутреннего сгорания , рекуператоры, теплообменники и другие подобные изделия и конструкции. Высоколегированные сильхромы применяют до 700 — 800 С. [9]

Из сильхромов изготавливают клапаны двигателей внутреннего сгорания , рекуператоры, теплообменники и другие подобные изделия и конструкции. Высоколегированные сильхромы применяют до 700 — 800 С. [10]

Кобальтовыми сплавами наплавляют клапаны двигателей внутреннего сгорания , уплотнительные поверхности паровой арматуры сверхвысоких параметров, матрицы для прессования цветных металлов и сплавов и др. При наплавке необходимо стремиться к минимальному переходу железа из основного металла в наплавленный, иначе свойства последнего резко ухудшаются. Наплавленный металл склонен к образованию холодных и кристаллизационных трещин, поэтому наплавку ведут с предварительным и иногда с сопутствующим подогревом деталей. [12]

Гидравлический толкатель привода клапанов двигателя внутреннего сгорания ( рис. 231, б) состоит из стакана 1, в котором скользит плуйжер 2 со сферическим гнездом под шток клапанного механизма. По системе каналов в полость А под плунжером подается масло из нагнетательной магистрали двигателя. Открывая запорный шариковый клапан, масло выдвигает плунжер из стакана до полного выбора зазора h во всех звеньях механизма. Давление, оказываемое маслом на плунжер, уравновешивают, усиливая пружину клапана или устанавливая на толкатель дополнительную возвратную пружину. При набегании кулачка на толкатель давление масла под плунжером возрастает, вследствие чего шариковый клапан закрывается. Усилие привода передается через столб масла, запертого в полости А. Вследствие практической несжимаемости масла механизм работает как жесткая система. После того как кулачок сбегает с толкателя, давление под плунжером падает, и масло из магистрали снова устремляется под плунжер, восполняя утечку, произошедшую за рабочий ход толкателя вследствие просачивания масла через зазоры между плунжером и стаканом. [13]

Они применяются для клапанов двигателей внутреннего сгорания . Сильхромали 15Х6СЮ ( жаростоек до 850 С), 10Х13СЮ ( до 950 С), 15Х18СЮ ( до 1050 С) устойчивы в серосодержащих соединениях. [14]

Гидравлический толкатель привода клапанов двигателя внутреннего сгорания ( рис. 231, б) состоит из стакана 1, в котором скользит плунжер 2 со сферическим гнездом йод Шток клапанного механизма. ПО системе каналов в полость А под плунжером подается масло из нагнетательной магистрали двигателя. Открывая запорный шариковый клапан, масло выдвигает плунжер из стакана до полного выбора зазора h во всех звеньях механизма. Давление, оказываемое маслом на плунжер, уравновешивают, усиливая пружину клапана или устанавливая на толкатель дополнительную возвратную пружину. При набегании кулачка на толкатель Давление масла под плунжером возрастает, вследствие чего шариковый клапан закрывается. Усилие привода передается через столб масла, запертого в полости А. ВслеДстйие практической несжимаемости масла механизм работает как жесткая Система. После того как кулачок сбегает с толкателя, давление ПОД плунжером падает, и Масло из магистрали снова устремляется ИОД. [15]

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector