Смукателен клапан

Смукателен клапан

Всмукателният клапан е елемент от газоразпределителния механизъм на двигателя с вътрешно горене, който е отговорен за преминаването в работната горивна камера на горивно-въздушната смес или само въздуха (за дизелови двигатели с вътрешно горене или двигатели с директно впръскване). Клапанът за синхронизация на входа отваря достъп до цилиндъра на двигателя и след това затваря достъпа преди момента, в който започва ходът на компресията.  

Всмукателните клапани са изработени от специална стомана. За такава стомана за производство на клапани за двигатели с вътрешно горене се излагат отделни изисквания:

  • висока повърхностна твърдост;
  • достатъчна топлопроводимост на материала;
  • тесен коефициент на топлинно разширение;
  • устойчивост на корозивни ефекти на продуктите от горенето;
  • способността да издържа на редовни динамични натоварвания при високи температури;

Допълнителните изисквания за стомана за клапани не предполагат втвърдяващ ефект, когато вентилът се охлади след работа с висока температура. Това означава, че когато се охлади, стоманата не трябва да става крехка. Нито една от разработените днес марки стомана не отговаря на тези изисквания на 100%.

Клапаните на двигателите с вътрешно горене са изработени от високолегирани силихроми, което позволява на определената част да работи при условия на най-високо нагряване. Този подход осигурява необходимата якост на клапана, както и способността на елемента да издържа на корозивни процеси, които активно прогресират в средата на неговото функциониране при високи температури от около 600 – 800 ° C.

Клапаните са разположени под определен ъгъл (30-45 градуса) по отношение на вертикалната ос. Разликата между входящия клапан и изходящия клапан е, че неговият диск има по-голям диаметър в сравнение с диска на изходящия вентил. Тази разлика се дължи на факта, че в момента, в който се отвори всмукателният клапан, се появява точно когато се появи вакуум в горивната камера. В момента на освобождаване в цилиндъра се извършва повишаване на налягането.

Вакуумът в цилиндъра на входа е по-нисък от налягането в сила при изпускателния ход. За най-високо качество и пълно пълнене на работната гориво-въздушна смес на входа са необходими клапани с по-висока производителност. Този капацитет се реализира чрез увеличаване на диаметъра на диска на входящия клапан или броя на входящите клапани.

Смукателен клапан

Плочата на всмукателния клапан е плоска отстрани на горивната камера, а отстрани на разпределителния вал е оформена като конус. Този конус се нарича още фаска. Когато всмукателният клапан се затвори, фаската е срещу седалката на клапана, която също е конусен отвор в главата на цилиндъра.

Смукателен клапан

Прецизното поставяне на всмукателния клапан се осигурява чрез използването на направляваща втулка. В тази втулка се вмъква стебло на клапана, а самата втулка се нарича водач на клапана. Водачите на клапаните са притиснати в корпуса на цилиндровата глава и допълнително закрепени със задържащ пръстен.

Съвременните задвижващи механизми са склонни да увеличават броя на всмукателните клапани на цилиндър, за да подобрят производителността, да увеличат ефективността на пълнене на цилиндъра с работеща горивно-въздушна смес и да подобрят мощността и други характеристики на двигателя с вътрешно горене. 

Клапанът получава вътрешни и външни пружини. Тези спирални пружини са прикрепени към стеблото на клапана. Отварянето на всмукателния клапан на всмукателния ход е възможно благодарение на силата от гърбицата на разпределителния вал, която се предава на клавиша. Дизайнът на съвременните двигатели с вътрешно горене предполага директен ефект на гърбицата на разпределителния вал върху клапана. Пружините на клапана плътно затварят (притискат) клапана назад, след като кобилицата излезе от крана или стеблото на клапана спре да контактува с гърбицата на разпределителния вал.

Има конструктивна хлабина между разпределителния вал (неговата гърбица) и стеблото на клапана (крайната му част). Такава междина (може да бъде на ниво 0,3-0,05 мм) се създава, за да компенсира топлинното разширение на всмукателния клапан.

                                         

Отварянето и затварянето на всмукателните клапани в ясно определен момент е възможно благодарение на ъгловото положение на разпределителния вал, което съвпада точно със същото положение на коляновия вал на двигателя с вътрешно горене. Оказва се, че положението на разпределителния вал по време на отваряне на всмукателните клапани отговаря стриктно на положението на коляновия вал. Дизайнът на двигателя може да варира, броят на разпределителните валове може да варира.

Всмукателният клапан започва да се отваря малко по-рано от момента, когато буталото е в TDC (най-високата мъртва точка). Това означава, че в самото начало на всмукателния ход (когато буталото започне да се движи надолу), всмукателният клапан вече е леко отворен. Това решение се нарича предварително отваряне на клапана. Различните модели силови агрегати имат различен олово, а трептещите рамки са в диапазона от 5 до 30 градуса.

Всмукателният клапан е затворен с леко забавяне. Клапанът се затваря в момента, когато буталото в цилиндъра е в долната мъртва точка и след това започва да се движи нагоре. Цилиндърът продължава да се пълни след движението на буталото нагоре. Това явление възниква в резултат на инерционно движение във всмукателния колектор.                         

Смукателен клапан

Основните неизправности, които са пряко свързани с клапаните на двигателя с вътрешно горене, са: огъване на клапаните, запушване на клапаните с въглеродни отлагания и прегаряне на клапана. Огъването на клапаните най-често се случва поради счупване на ангренажния ремък. Не по-рядко клапанът се огъва и с неправилно зададени марки по време на процеса на подмяна на ангренажния ремък. Необходимо е да смените зъбния колан и да поставите маркировки върху ролките на разпределителния вал и коляновия вал с повишено внимание.

Смукателен клапан

 Неизправността на клапанния механизъм е образуването на въглеродни отлагания върху всмукателните и изпускателните клапани, което се проявява в повишен шум по време на работа и спад в мощността на двигателя с вътрешно горене. Характерно е появата на метален удар в областта на капака на клапана на главата на цилиндъра, както и проблемите с клапаните се идентифицират по изскачащи всмукателни и изпускателни колектори.

Въглеродните отлагания върху клапаните и седалките не позволяват на елементите да прилепнат плътно един към друг, което води до загуба на необходимия коефициент на компресия в двигателя. Намаляването на компресията означава загуба на мощност от двигателя с вътрешно горене. Тежките отлагания на въглерод също водят до прегряване и изгаряне на клапана.

Неизправните пружини на клапаните могат да деформират главата на цилиндъра и да се хванат за стеблото в водача на клапана. Неправилната топлинна хлабина между лоста и стеблото ще доведе до силно почукване на клапаните. В този случай е необходимо незабавно да се включите в настройката на топлинната междина, изисквана от производителя. Автомобилните ентусиасти наричат ​​тази процедура регулиране на клапаните. Необходимо е да се регулират клапаните с определена честота по време на работа на двигателя, както и дали посочената възможност за настройка на клапаните на двигателя първоначално е била предвидена в проекта.

Подобен...