Vikupautomsk.ru

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

Регулировка клапанов

Регулировка клапанов

Устройство двигателя предполагает наличие двух и более клапанов на цилиндр. Один необходим для запуска вовнутрь горючей смеси, второй — для выпуска отработавших газов. Они приводятся в действие газораспределительным или клапанным механизмом.

Детали изготавливаются из металла, одним из свойств которого является расширение при нагревании. Важно правильно отрегулировать зазоры между элементами, чтобы нагревание не помешало им корректно функционировать.

Неправильная регулировка — причина снижения эффективности работы силового агрегата, сокращения рабочего ресурса запчастей. Маленькие зазоры становятся причиной того, что детали и седла подгорают. Большие зазоры способствуют появлению металлического стука и снижению мощности мотора.

Регулировка клапанов двигателя должна производиться с периодичностью, рекомендованной производителем конкретного автомобиля. В среднем интервал составляет 20-30 тысяч километров. Специалисты рекомендуют обязательно выполнять регулировку перед замером компрессии, так как неплотное закрывание сильно влияет на данный показатель. Особенности процедуры зависят от разновидности двигателя.

Обслуживание дизельного мотора

Силовой агрегат, работающий на дизельном топливе, имеет ряд особенностей. Одной из них являются клапаны, нуждающиеся в постоянном контроле. По причине отсутствия гидравлических компенсаторов зазоров, которые есть в бензиновых двигателях, детали необходимо регулярно проверять и при необходимости регулировать. Согласно рекомендации большинства производителей, это следует делать каждые 50-60 тысяч километров.

Еще одна причина, по которой необходима регулировка клапанов — дизель укомплектован существенно усиленными деталями, однако под воздействием больших нагрузок и они приходят в негодность.

Регулировка клапанов дизельного двигателя не является сложной операцией для опытного автослесаря. Но ремонт, выполненный самостоятельно, может стать причиной существенных нарушений в режиме работы мотора.

Работа с инжектором

Инжектор представляет собой устройство, относящееся к топливной системе транспортного средства. Он обеспечивает подачу горючего в цилиндры двигателя. Корректная работа силового агрегата зависит от сгорания топливно-воздушной смеси. Процесс должен происходить постоянно с соблюдением пропорций воздуха и топлива. Это и обеспечивает инжектор.

Ранее оборудование было механическим, его до сих пор можно встретить на старых автомобилях. Сегодня на их смену пришли электронные устройства, в которых открывание форсунок и распределение топлива осуществляется благодаря электронному импульсу.

Важно, чтобы оборудование работало исправно, от этого зависит продолжительность жизни мотора. За счет своевременного проведения такой операции, как регулировка клапанов инжектор длительное время способен хорошо справляться с возложенными на него задачами.

Особенности 16-тиклапанного двигателя

Данный силовой агрегат отличается наличием двух распределительных валов, поэтому и необходимо наличие большего числа клапанов. На один цилиндр приходится четыре элемента.

  • Мощность, обеспечивающая скорость движения и улучшающая разгонную динамику.
  • Экономичный расход топлива, обусловленный высокой скоростью разгона.
  • Регулировка клапанов 16 клапанного двигателя происходит автоматически при условии исправной работы всех автомобильных систем.

Данные преимущества обязывают водителя использовать горюче-смазочные материалы высокого качества, имеющие высокую стоимость, и регулярно проходить диагностику на специализированных СТО. Несоблюдение рекомендаций производителя приведет к необходимости осуществлять дорогостоящий ремонт.

Что следует знать об обслуживании 4-хтактного мотора

Услуга «Регулировка клапанов на четырехтактном двигателе» стала востребованной в связи с тем, что данные моторы пользуются популярностью среди производителей транспортных средств за счет хороших технических характеристик:

  • Экономичное потребление топлива.
  • Отсутствие в выхлопе горючих смесей.
  • Невысокий уровень воспроизводимого шума.

За счет измененного принципа работы на силовой агрегат приходится меньшая нагрузка, отчего увеличивается срок его эксплуатации. В 4-хтактном моторе реализован иной метод образования рабочей смеси и ее воспламенения. Главное различие — такт впуска, когда в цилиндр поступает уже нагретый воздух и распыленное топливо воспламеняется под воздействием уровня температур. Клапаны должны работать безупречно, а зазоры — отрегулированы.

К недостаткам можно отнести:

  • Дорогостоящий ремонт и обслуживание за счет сложной конструкции.
  • Необходимость использования высококачественного топлива и масла.

Первая проверка и регулировка клапанов 4 тактного двигателя производится после тысячи километров. В дальнейшем рекомендуется повторять операцию каждые 2 тысячи пробега и после осуществления замены цепи ГРМ, распределительного вала, клапанов.

Доверьте автомобиль специалистам

Регулировка клапанов двигателя — услуга, оказываемая квалифицированными и опытными специалистами автосервиса MT-AVTO.

Выполнению каких-либо действий предшествует диагностика транспортного средства, необходимая для определения неисправности, причины ее возникновения и методов решения проблемы. Для решения поставленной задачи используется высокотехнологичное оборудование, профессиональные инструменты и материалы.

Любые действия, направленные на изменения зазоров между деталями, выполняются с соблюдением рекомендаций производителя и строго контролируются. В результате мы гарантируем безупречное качество исполнения.

Задать вопросы и записать на диагностику вы можете по телефону.

Впускной клапан

Впускной клапан – элемент механизма газораспределения ДВС, который отвечает за пропуск в рабочую камеру сгорания топливно-воздушной смеси или только воздуха (для дизельных ДВС или моторов с непосредственным впрыском). Впускной клапан ГРМ осуществляет открытие доступа в цилиндр двигателя, а затем перекрывает доступ перед тем моментом, когда начнется такт сжатия.

Впускные клапаны изготавливают из особой стали. К такой стали для изготовления клапанов двигателя внутреннего сгорания выдвигаются отдельные требования:

  • высокая твердость поверхности;
  • достаточная теплопроводность материала;
  • узкий коэффициент термического расширения;
  • противостояние разъедающему влиянию продуктов сгорания;
  • возможность противостоять регулярным динамическим нагрузкам при высоком нагреве;

Дополнительные требования к стали для клапанов предполагают отсутствие эффекта закаливания в момент охлаждения клапана после работы в условиях высоких температур. Это означает, что при остывании сталь не должна становится хрупкой. Данным требованиям на 100% не соответствует ни одна из разработанных сегодня марок стали.

Клапаны ДВС изготавливают из высоколегированных сильхромов, что позволяет указанной детали работать в условиях высочайшего нагрева. Такой подход обеспечил нужную прочность клапана, а также возможность элемента противостоять коррозионным процессам, которые активно прогрессируют в среде его работы при высоких температурах около 600 — 800 °C.

Клапаны размещают под определенным углом (30-45 градусов) по отношению к вертикальной оси. Отличием впускного клапана от выпускного является то, что его тарелка имеет больший диаметр сравнительно с тарелкой выпускного клапана. Такое различие вызвано тем, что момент открытия впускного клапана происходит именно тогда, кода в камере сгорания появляется разрежение. В момент выпуска в цилиндре имеет место повышение давления.

Разрежение в цилиндре на впуске уступает давлению по силе на такте выпуска. Для максимально качественного и полного наполнения рабочей топливно-воздушной смесью на впуске необходимы клапана с большей пропускной способностью. Такая пропускная способность реализована посредством увеличения диаметра тарелки впускного клапана или количества впускных клапанов.

Тарелка впускного клапана со стороны рабочей камеры сгорания плоская, а со стороны распределительного вала получает форму конуса. Данный конус еще называется фаской. В момент закрытия впускного клапана фаска прилегает к седлу клапана, которое также представляет собой коническое отверстие в ГБЦ.

Точность посадки впускного клапана обеспечена благодаря использованию направляющей втулки. В указанную втулку вставляется стержень клапана, а сама втулка называется направляющей клапана. Направляющие клапанов запрессованы в корпус ГБЦ, а также дополнительно зафиксированы посредством стопорного кольца.

Современные силовые агрегаты имеют тенденцию к увеличению количества впускных клапанов на цилиндр для улучшения пропускной способности, повышения эффективности наполнения цилиндра рабочей топливно-воздушной смесью и улучшения мощностных и других характеристик ДВС.

Клапан получает внутреннюю и наружную пружины. Данные цилиндрические пружины закрепляют на стержне клапана. Открытие впускного клапана на такте впуска становится возможным благодаря тому, что усилие от кулачка распределительного вала передается на рокер (толкатель). Конструкция современных ДВС подразумевает прямое воздействие кулачка распредвала на клапан. Пружины клапана плотно закрывают (прижимают) клапан обратно после того, как рокер сбегает с толкателя или стержень клапана прекращает контактировать с кулачком распредвала.

Между распределительным валом (его кулачком) и стержнем клапана (его торцевой частью) имеется конструктивный зазор. Такой зазор (может находиться на отметке 0,3-0,05 мм) создан для компенсации теплового расширения впускного клапана.

Читать еще:  Что такое дроссельная заслонка в инжекторном двигателе

Открытие и закрытие впускных клапанов в четко определенный момент становится возможным благодаря угловому положению распредвала, которое в точности совпадает с аналогичным положением коленчатого вала ДВС. Получается, положение распредвала в момент открытия впускных клапанов строго соответствует положению коленвала. Конструкции двигателей могут отличаться, количество распредвалов может быть разным.

Закрытие впускного клапана осуществляется с небольшой задержкой. Клапан закрывается в тот момент, когда поршень в цилиндре оказывается в нижней мертвой точке и далее начинается движение вверх. Цилиндр продолжает наполняться и после начала движения поршня вверх. Такое явление происходит в результате инерционного движения во впускном коллекторе.

Основными неисправностями, которые напрямую связаны с клапанами ДВС, являются: загибание клапанов, зарастание клапанов нагаром и прогар клапана. Загибание клапанов чаще всего происходит по причине обрыва ремня ГРМ. Не менее часто гнет клапана и при неправильно выставленных метках в процессе замены приводного ремня ГРМ. Менять ремень ГРМ и выставлять метки на шкивах распредвала и коленвала нужно с повышенным вниманием.

Неисправностью клапанного механизма становится образование нагара на впускных и выпускных клапанах, что проявляется в повышенном шуме в процессе работы и падении мощности ДВС. Характерно появление металлического стука в области клапанной крышки на ГБЦ, а также проблемы с клапанами выявляют по хлопкам во впускном и выпускном коллекторе.

Нагар на клапанах и седлах не позволяет элементам плотно прилегать друг к другу, что ведет к потере необходимого показателя компрессии в двигателе. Снижение компрессии означает потерю мощности ДВС. Сильный нагар также приводит к перегреву и прогару клапана.

Неисправность пружин клапана может привести к деформации ГБЦ и заеданию стержня в направляющей клапана. Неправильный тепловой зазор между рычагом и стержнем приводит к сильному стуку клапанов. В таком случае необходимо немедленно заниматься выставлением требуемого производителем теплового зазора. Автолюбители называют эту процедуру регулировкой клапанов. Регулировать клапана нужно с определенной периодичностью в процессе эксплуатации мотора, а также если указанная возможность отрегулировать клапана двигателя изначально предусмотрена конструктивно.

ВЫПУСКНОЙ КЛАПАН ДЛЯ КРУПНОРАЗМЕРНОГО ДВУХТАКТНОГО ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ, СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ NOx В УКАЗАННОМ ДВИГАТЕЛЕ И УКАЗАННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

1. Выпускной клапан, предназначенный для регулирования выпускного отверстия (12) крупноразмерного дизельного двигателя двухтактного типа, имеющего клапанный диск (15), расположенный у нижнего конца штока (14) клапана, на нижней стороне которого (клапанного диска), обращенной к камере сгорания (3) имеется чаша, выполненная в виде поворотно-симметричную полости (18), ограниченная по своему периметру и открытая вниз, отличающийся тем, что для удержания сгоревшего газа максимум подъема вогнутой нижней стороны клапанного диска (15) относительно воображаемой плоской лицевой поверхности (23), служащей непосредственной опорой для клапанного диска (15), находится в пределах от 2 до 10% от внешнего диаметра клапанного диска (15).

2. Выпускной клапан по п.1, отличающийся тем, что максимум подъема вогнутой нижней стороны клапанного диска (15) относительно воображаемой плоской лицевой поверхности (23), служащей непосредственной опорой для клапанного диска (15), находится в пределах от 2 до 10% от внешнего диаметра клапанного диска (15).

3. Выпускной клапан по п.2, отличающийся тем, что максимум подъема вогнутой нижней стороны клапанного диска (15) относительно воображаемой плоской лицевой поверхности (23), служащей непосредственной опорой для клапанного диска (15), находится в интервале 6-6,5% от внешнего диаметра клапанного диска (15).

4. Выпускной клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что внешний диаметр клапанного диска (15) выпускного клапана (13) равен по меньшей мере 100 мм.

5. Выпускной клапан по п.4, отличающийся тем, что внешний диаметр клапанного диска (15) выпускного клапана (13) равен по меньшей мере 160 мм.

6. Выпускной клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что клапанный диск (15), имеющий выполненную в виде чаши полость (18) для удерживания сгоревшего газа, имеет защитный слой на нижней стороне клапанного диска.

7. Выпускной клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что он выполнен как сборный клапан, в соответствии с чем клапанный диск (15) насажен на шток (14) клапана.

8. Выпускной клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что шток (14) клапана имеет пропеллерные лопасти (16).

9. Выпускной клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что он идентифицируется данными, бесконтактно считываемыми с по меньшей мере одной этикетки указанного клапана, преимущественно этикетки типа радиочастотной метки.

10. Выпускной клапан по п.9, отличающийся тем, что по меньшей мере в одну из указанных этикеток вводятся данные, определяющие детали для аутентификации указанного клапана, причем аутентифицирующие данные предпочтительно содержат также данные, касающиеся производства, утверждения, истории и возможного или запланированного будущего применения данного клапана.

11. Выпускной клапан по п.9, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из этикеток находится в пределах ¾ полной осевой длины клапана, противоположных концу со стороны клапанного диска.

12. Способ снижения образования NOx в крупноразмерном дизельном двигателе (1) двухтактного типа, имеющем по меньшей мере одну камеру сгорания (3) с выпускным отверстием (12), расположенным коаксиально внутри выпускного клапана и регулируемым выпускным клапаном (13), который выполнен по любому из предыдущих пунктов, в то время как в камере сгорания (3) в каждом рабочем цикле осуществляются впрыскивание топлива, сгорание топлива, выталкивание сгоревшего газа, продувка и заполнение свежим воздухом, а также сжатие содержимого камеры сгорания (3), в процессе чего к воздуху перед его сгоранием добавляется некоторое количество сгоревшего газа и в результате чего по крайней мере некоторое количество добавленного к воздуху сгоревшего газа сохраняется в камере сгорания (3) в своего рода гнезде (19) для сгоревшего газа в пределах ограниченной закраинной зоной нижней стороны данного выпускного клапана (13), имеющего на своей нижней стороне вогнутую форму.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что свежий воздух, подаваемый в камеру сгорания (3) закручивается вокруг центральной оси.

14. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что при впрыскивании топлива последнее по крайней мере частично впрыскивается извне гнезда (19) в гнездо (19) для сгоревшего газа, образованное на нижней стороне выпускного клапана (3).

15. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что выпускной клапан (3) поворачивается вокруг своей оси в течение времени, когда он находится в не полностью закрытом положении.

16. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что большая часть топлива впрыскивается в свежий воздух.

17. Способ изготовления выпускного клапана, выполненного по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что указанный клапан выполняется как новый клапан из новых элементов.

18. Способ по по п.17, отличающийся тем, что вначале изготовляют указанный выпускной клапан и идентифицируют как готовый выпускной клапан, не содержащий отличительного признака п.1, после чего этот готовый новый выпускной клапан подвергают обработке до состояния, описываемого любым из пп.1-11.

19. Способ изготовления выпускного клапана, выполненного по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что указанный клапан изготовляют путем дополнительной обработки использованного клапана, не содержащего в себе до этого момента отличительного признака п.1, получая в результате состояние, описываемое любым из пп.1-11.

20. Способ изготовления выпускного клапана, выполненного из пп.1-11, отличающийся тем, что указанный клапан изготовляют путем обновления изношенного выпускного клапана, по крайней мере ранее, и возможно все еще обладающего отличительным признаком п.1, получая в результате функциональное состояние, описываемое любым из пп.1-11.

21. Способ изготовления выпускного клапана, выполненного по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что указанный клапан изготовляют путем специальной обработки, включающей стадии:

— удаление в виде детали штока клапана от клапанного диска в качестве остающейся детали и

Читать еще:  Что такое мощность двигателя автомобиля в квт

— присоединение другого штока клапана в виде детали к клапанному диску в качестве остающейся детали,

в результате чего выпускной клапан включает в себя клапанный диск в качестве остающейся детали, что дает состояние, охватываемое объемом одного или более пп.1-11.

22. Способ изготовления выпускного клапана, выполненного по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что указанный клапан изготовляют путем специальной обработки существующего выпускного клапана, включающей стадии:

удаление в виде детали клапанного диска от штока клапана в качестве остающейся детали и

присоединение другого клапанного диска в виде детали к штоку клапана в качестве остающейся детали,

в результате чего выпускной клапан включает в себя клапанный диск в качестве остающейся детали, что дает состояние, описываемое любым из пп.1-11.

23. Крупноразмерный дизельный двигатель двухцилиндрового типа, имеющий камеру сгорания (3), разграниченную совершающим возвратно-поступательные движения поршнем (4), отличающийся тем, что он имеет по меньшей мере один выпускной клапан (13) по любому из пп.1-11.

24. Крупноразмерный дизельный двигатель двухцилиндрового типа, имеющий камеру сгорания (3), разграниченную совершающим возвратно-поступательные движения поршнем (4), отличающийся тем, что он:

— имеет по меньшей мере один выпускной клапан по п.1 и

— этикетка указанного выпускного клапана доступна для считывания с помощью бесконтактного устройства, расположенного над камерой сгорания, для данного выпускного клапана.

25. Крупноразмерный дизельный двигатель по п.24, отличающийся тем, что дополнительный объем камеры сгорания (3), возникающий вследствие наличия полости (18) на нижней стороне клапанного диска (15), компенсируется подъемом уровня верхней лицевой поверхности поршня (4) по сравнению с конструкцией с неуглубленным клапанным диском.

26. Крупноразмерный дизельный двигатель по п.25, отличающийся тем, что для компенсирующего поднятия верхней лицевой поверхности клапана между опорными поверхностями, принадлежащими к клапанному агрегату (4), помещен прокладочный слой (24).

27. Крупноразмерный двухтактный дизельный двигатель по п.25, имеющий ползун (5), палец которого соединен с поршневым агрегатом (4) через поршневой шток (6), опирающийся на конструкцию ползуна (5), отличающийся тем, что прокладочный слой (24) вводится между пальцем (7) ползуна и поршневым штоком (6).

28. Крупноразмерный дизельный двигатель по п.24 или 25, отличающийся тем, что объем полости (18) на нижней стороне клапанного диска (15) находится в пределах от 0,5 до 3,9% от объема камеры сгорания (3) в момент, когда выпускной клапан находится в запирающем положении, а поршень (4) достиг середины верхней мертвой зоны.

29. Крупноразмерный дизельный двигатель по п.28, отличающийся тем, что объем полости (18) на нижней стороне клапанного диска (15) находится в пределах от 1 до 2% от объема камеры сгорания (3) в момент, когда выпускной клапан находится в запирающем положении, а поршень (4) достиг середины верхней мертвой зоны.

30. Крупноразмерный дизельный двигатель по п.29, отличающийся тем, что объем полости (18) на нижней стороне клапанного диска (15) находится в пределах от 1,6 до 1,7% от объема камеры сгорания (3) в момент, когда выпускной клапан находится в запирающем положении, а поршень (4) достиг середины верхней мертвой зоны.

31. Крупноразмерный дизельный двигатель по п.24 или 25, отличающийся тем, что поршень (4) имеет вогнутую верхнюю сторону (20), обращенную в сторону вогнутой нижней стороны (17) выпускного клапана (13).

32. Крупноразмерный дизельный двигатель по п.24 или 25, отличающийся тем, что в камере сгорания (3) топливоподающие клапаны (11) расположены вне пределов вогнутой нижней стороны (17) выпускного клапана (13).

33. Крупноразмерный дизельный двигатель двухтактного типа, отличающийся тем, что камера сгорания (3) по меньшей мере одного из его цилиндров работает в соответствии со способом по п.12.

34. Крупноразмерный дизельный двигатель двухтактного типа, отличающийся тем,

— на по меньшей мере одной из указанных камер сгорания цилиндров установлен выпускной клапан по п.11 и

— в процессе работы такого крупноразмерного дизельного двигателя осуществляется считывание этикетки по меньшей мере одного из таких выпускных клапанов с помощью бесконтактного устройства с целью получения данных с этой этикетки.

35. Способ изготовления крупноразмерного двухтактного дизельного двигателя, выполненного по любому из пп.23-34, отличающийся установкой по меньшей мере одного выпускного клапана по любому из пп.1-11 на какую-либо другую деталь или группу деталей, являющихся или предназначенных быть частью указанного крупноразмерного двухтактного дизельного двигателя по любому из пп.23-34.

36. Способ по п.35, отличающийся установкой по меньшей мере одного прокладочного слоя между двумя опорными участками, относящимися к поршневому агрегату, ограничивающему или предназначенному для ограничения камеры сгорания, которая при этом ограничена также или предназначена быть ограниченной выпускным клапаном по любому из пп.1-11.

37. Способ по п.35 или 36, отличающийся введением между присутствующими конструкцией пальца ползуна и соответствующим ему поршневым штоком прокладочного слоя с целью совместной работы в одной и той же камере сгорания с выпускным клапаном по любому из пп.1-11.

38. Способ по п.35, отличающийся тем, что этот крупноразмерный двухтактный дизельный двигатель создается как новый двигатель.

39. Способ по п.35, отличающийся модифицированием существующего крупноразмерного двухтактного дизельного двигателя, не охватываемого объемом какого-либо из указанных пунктов формулы изобретения, состоящим в замене на выпускной клапан по одному или более пп.1-11 выпускного клапана, не охватываемого объемом какого-либо из указанных пунктов и который был предварительно удален из указанного двигателя.

40. Способ по п.35, отличающийся тем, что у существующего крупноразмерного двухтактного дизельного двигателя, охватываемого объемом одного или более из указанных пунктов формулы изобретения, производится замена по меньшей мере одного из выпускных клапанов по любому из пп.1-11 на какой-либо другой выпускной клапан по любому из пп.1-11, у которого форма головки клапана отличается от формы головки заменяемого клапана, с целью большего снижения образования NO2, преимущественно тогда, когда предполагается, что указанный двигатель будет работать при типичном уровне выходной мощности, отклоняющемся на более чем 15% от ранее используемого типичного уровня выходной мощности.

41. Способ переделки крупноразмерного двухтактного дизельного двигателя, выполненного по любому из пп.23-34, отличающийся заменой изношенного выпускного клапана на выпускной клапан по любому из пп.1-11.

Что такое клапан двигателя

Это деталь двигателя и одновременно крайнее звено газораспределительного механизма. Клапанная группа включает в себя: пружину, направляющую втулку, седло, механизм крепления пружины. Все эти детали работают в тяжёлых механических и тепловых условиях, испытывая колоссальные нагрузки.

Сопряжение седло-клапан, подвергается наибольшему воздействию высоких температур и ударных нагрузок. Кроме того, детали постоянно испытывают недостаток в смазке по причине высоких скоростей работы. Это вызывает их интенсивный износ.

Требования, предъявляемые к группе:

  • Герметичность работы клапана в сопряжении с седлом;
  • Высокий коэффициент обтекаемости, при входе и выходе рабочей смеси из камеры сгорания;
  • Небольшой вес деталей группы;
  • Детали должны быть высокопрочными и одновременно жёсткими;
  • Стойкость к высоким температурам;
  • Эффективная теплоотдача клапанов;
  • Высокое сопротивление механическим и ударным нагрузкам;
  • Противодействие коррозии.

Назначение и особенности устройства

Назначение клапана, открывать и закрывать отверстия в головке блока цилиндров для выпуска отработанных газов либо впуска новой рабочей смеси. К основным элементам детали относятся головка и стержень. Переход от стержня к головке служит для плавного отвода газов, чем он плавней, тем лучше будет наполнение, либо очистка камеры сгорания.

Отработанные газы, выходя из камеры сгорания, создают сильное избыточное давление, а чем меньше площадь тарелки клапана, тем меньшие нагрузки он испытывает, вот почему выпускной клапан двигателя делается меньшего диаметра, а требования к нему выше. Так, при работе, головка выпускного клапана нагревается до 800-900.°С на бензиновых двигателях и до 500-700°С на дизельных моторах, впускной, нагревается до 300°С.

Читать еще:  Что сделать чтобы двигатель не троил

Именно по этим причинам при изготовлении выпускных клапанов нужны сплавы и материалы, обладающие повышенной жаропрочностью и содержащие большое количество легирующих присадок. Клапана делают из 2-х частей: головку из жаростойкого материала, стержень из углеродистой стали. Для изготовления клапана ДВС эти заготовки сваривают и шлифуют.

Выпускные клапана, в месте контакта с цилиндром, покрывают твёрдым сплавом. Толщина сплава порядка 1,5-2,5 мм. Такое покрытие позволяет избежать коррозии.

По причине меньших нагрузок при изготовлении впускных клапанов используют хромистые или хромоникелевые стали со средним содержанием углерода. При вводе рабочей жидкости в камеру сгорания, топливо отводит часть температуры от клапана и его составляющих, из-за чего температурные перепады у него ниже.

На эффективность работы клапана большое влияние оказывает его форма. Чем более она обтекаемая, тем выше скорость входящего или выходящего заряда смеси. Чаще всего головку клапана делают плоской, для облегчения изготовления детали, удешевления её производства и сохранения жёсткости.

Однако, в двигателях, испытывающих повышенные нагрузки, например, форсированных, в связи со спецификой самого двигателя применяют впускные клапана с вогнутыми головками. Такое устройство уменьшает массу детали и инерционную силу, возникающую при работе.

Стыковка клапана с седлом осуществляется по тонкому ободку на поверхности головки цилиндров — фаске. Стандартный угол наклона фаски впускных клапанов составляет 45°, у выпускных 45° или 30°. При изготовлении головок цилиндра фаски шлифуют, а затем, при установке клапана, каждый притирают к седлу. Ширина ободка должна быть не менее 0,8мм.

Ободок не должен прерываться по всему периметру окружности тарелки клапана. Сочленение между клапаном и седлом нужно уплотнить наверняка, вот зачем угол фаски клапана, по наружной стороне фаски, делают меньше угла седла на 0,5-1°.

В некоторых двигателях, для большей сохранности изделия, применяют устройство принудительного вращения клапана. В процессе работы на фасках откладывается нагар, нарушается уплотнение, появляются механические повреждения, это резко снижает эффективность работы мотора. Проворачиваясь, клапан ДВС распределяет нагрузку равномерно по всей поверхности фаски и принудительно очищает ее.

После фаски головки, у клапана имеется специальный поясок, в виде цилиндра. Эта конструктивная особенность позволяет уберечь его от перегрева и обгорания, а так же делает головку более жёсткой. Кроме того, при притирке, диаметр клапана остаётся прежним.

Пружинное стопорное кольцо предотвращает падение клапана в камеру сгорания двигателя, в случае, если элементы крепления хвостовика поломаются.

При соприкосновении с кулачком распределительного вала, или коромыслом, торцы клапана подвергаются большим нагрузкам. Поэтому для предания им жёсткости и износостойкости, их закаливают, или надевают на них специальные колпачки из высокопрочных сплавов.

Впускные клапана снабжают специальными резиновыми маслосъёмными колпачками, для предотвращения попадания через зазор масла в камеру сгорания в период такта впуска.

Выпускные клапана, работая в экстремальных температурных режимах, могут заклинить в отверстии направляющей втулки. Что бы этого не произошло, их стержни делают меньшего диаметра вблизи головки, по сравнению с поверхностью на остальной длине.

Сухарики, удерживающие клапанные пружины, держатся за сам клапан при помощи крепления, обеспеченного выточками.

Диаметр стержня выпускных клапанов больше диаметра стержня впускных, головка клапана — меньше. Такой конструктивный приём позволяет отвести от клапана больше тепла и понизить его температуру. Однако этот приём увеличивает сопротивление потока газов, делая очистку камеры сгорания менее эффективной. При расчётах, этот параметр сложно узнать, поэтому им пренебрегают, считая давление при выпуске большим, чем давление при впуске, что компенсирует недостаток с лихвой.

Для увеличения эффекта охлаждения выпускного клапана внутри его делают пустотелым. Пустое пространство заполняют металлом с низкой температурой плавления, обычно жидким натрием. Нагреваясь от головки клапана, пары жидкого натрия поднимаются в верхнюю, боле холодную часть, забирая большую часть тепла с собой. Там они соприкасаются с менее нагретой частью стержня и отдают тепло ей.

Пружины клапана

Пружина работает в условиях больших нагрузок. Основная её задача заключается в создании надёжной и плотной стыковки клапана и седла. Испытывая нагрузки, пружина может сломаться, зачастую это происходит по причине вхождения её в резонанс. С целью предотвращения этого явления, витки пружины делают с переменным шагом.

Так же можно изготовить коническую или двойную пружину. Двойные пружины обладают дополнительным плюсом, так как наличие двух деталей повышает надёжность механизма и уменьшает общий размер пружин.

Дабы исключить возможность резонанса в двойной пружине, направление витков внутренней и внешней пружин делают разными. Так же это позволяет удержать обломки детали, в случае поломки пружины, осколки задержатся между витками.

Пружины для клапанов изготавливают из проволоки, материал которой — сталь. После придания формы, изделие закаляют и подвергают отпуску. Для повышения прочности, обдувают воздухом с добавлением абразивного материала.

Что бы избежать коррозии, пружины обрабатывают оксидом цинка или кадмия. Концы пружин шлифуют и придают им плоскую форму. Это делается для более эффективной фиксации торцов пружин со специальными неподвижными тарелками в блоке цилиндров. Тарелки изготавливают из стали с низким содержанием углерода, верхнюю тарелку фиксируют на клапане при помощи сухарика.

Втулки клапанов и их направляющие

Отвод тепла от стержня клапана и его перемещение в возвратно поступательной плоскости обеспечивают направляющие втулки. В процессе работы сами втулки подвергаются воздействию высоких температур, омываясь горячими отработанными газами. При возвратно поступательном движении клапана между ним и поверхностью втулки возникает трение. Если смазки поступает не достаточно, то трение идёт практически на сухую.

Именно по этой причине к материалу втулок применяют ряд требований, таких, как: стойкость к износу, высоким температурам, трению. Некоторые составы чугуна, алюминиевая бронза, керамика обладают всеми свойствами, необходимыми для создания детали, удовлетворяющей таким требованиям.

Для впускных клапанов, в связи с разницей в температуре нагрева, зазоры между направляющей втулкой и стержнем делаются меньше. Нижнюю часть втулки делают под конус для предотвращения заклинивания клапана.

Выточки под клапана (седла)

Долговечность и правильная работа двигателя внутреннего сгорания напрямую зависят от качества изготовления выточки под клапана. При неправильной стыковке клапана и седла не будет обеспечиваться должная герметичность камеры сгорания, и скорый выход мотора из строя неизбежен. Седла изготавливают непосредственно в головке цилиндра, в данном случае речь идёт о чугунных головках. Либо делают их вставными, из стали, например, в алюминиевых головках.

Вставные седла удерживаются в головке путём запрессовки, или развальцовки.

Количество клапанов в двигателе

Когда речь заходит о клапанах, многие задаются вопросом: «сколько клапанов в двигателе должно быть?» Однозначного ответа нет, определить чёткое количество можно только изучив конструктивные особенности мотора. Учитывая, что в четырёхтактной силовой установке клапан осуществляет такты впуска и выпуска, значит минимальное количество на один цилиндр — два, один впускной и один выпускной.

Современные силовые установки наиболее часто используют конструкцию с четырьмя клапанами (двух впускных и двух выпускных) на каждый цилиндр. При открытии клапана в образовавшееся отверстие происходит заброс топливной смеси, или выход отработанных газов. Чем больше отверстие, тем эффективней будет наполнение или очистка. Соответственно коэффициент полезного действия мотора так же увеличится.

Увеличить отверстие за счёт увеличения тарелки клапана нельзя, поскольку её размер ограничен размером камеры сгорания. Поэтому для улучшения качества смесеобразования устанавливают большее количество клапанов на один цилиндр.

Встречаются схемы, в которых применяются два, три, и даже пять клапанов на цилиндр. Учитывая, что процесс наполнения более важен для работы двигателя, количество впускных клапанов в нечётных схемах всегда больше.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector