Меню Закрыть

Устройство клапанного механизма: Клапанный механизм

Содержание

Клапанный механизм

 

 

 

Клапанный механизм включает в себя следующие детали: клапаны, на­правляющие втулки, седла клапанов, возвратные пружины, опорные тарел­ки, сухари, механизм вращения клапана (двигатель ЗИЛ-508.10).

Клапаны предназначены для герметизации цилиндра при тактах сжатия и рабочего хода и соединения их с трубопроводами впускной или выпускной системы при тактах впуска или выпуска в процессе газообмена.

Условия работы клапанов:

• большие динамические нагрузки;

• высокие скорости перемещения;

• неравномерный нагрев отдельных участков;

• повышенная коррозионно-активная среда.

Материал изготовления клапанов

Клапаны изготовляются из легированных сталей с высоким содержани­ем хрома и никеля.

 

 

Устройство клапана

 Притирка клапанов

Притирка клапанов обеспечивают

лучшую герметичность.

Как проводится притирка клапанов

и какие приспособления используются

для притирки клапанов

Клапан состоит из головки (или тарелки) и стержня. Различают клапа­ны с плоской, выпуклой и тюльпанообразной головками. Головки обычно имеют небольшой (около 2 мм) цилиндрический поясок и уплотнительную фаску, снятую под углом 45 и 30 градусов. Уплотнительные фаски клапанов шли­фуют и притирают к седлам (притирка клапанов), а стержни подвергают термообработке, шли­фовке, полировке и покрывают хромом. Торцы стержней (3—5 мм) закали­вают. На концах стержней имеются цилиндрические, конусные или фасон­ные проточки для крепления клапанных пружин.

Чтобы уменьшить напряженность выпускных клапанов, возникающую вследствие высоких температур, в ряде двигателей применяют натриевое ох­лаждение. С этой целью клапан выполняют полым с утолщенным стержнем и примерно на 1/3 полости заполняют металлическим натрием, температура плавления которого составляет около 97 К. В рабочем состоянии расплав­ленный натрий, перемещаясь внутри полости при возвратно-поступатель­ном движении клапана, увеличивает интенсивность отвода теплоты от горя­чей головки к более холодному стержню и далее к направляющей втулке.

Направляяющие втулки

Направляющие втулки обеспечивают строго перпендикулярное относи­тельно седла перемещение клапанов. Материалом для изготовления направ­ляющих втулок служат в основном перлитный чугун и металлокерамика, представляющая собой смесь из порошков железа, меди и графита, которые подвергаются прессованию, спеканию в печи и пропитыванию маслом. Отвозможного просачивания в цилиндры масла, стекающего по стержням впускных клапанов, последние снабжаются само подвижными манжетами.

Клапанные пружины

Клапанные пружины обеспечивают плотное прилегание клапанов к сед­лам и своевременное их закрытие после завершения действия кулачков рас­пределительного вала. Характеристику (жесткость) клапанных пружин под­бирают из условий сохранения кинематической связи между деталями меха­низма газораспределения. Клапанные пружины изготовляются из стальной проволоки диаметром 4-6 мм, легированной марганцем и хромом.

Нижним концом пружина опирается на головку блока цилиндров через специальную опорную тарелку, а верхним концом соединяется двумя сухарями с клапаном через верхнюю тарелку. Для этой цели сухари на внут­ренней поверхности имеют выступы, которые входят в проточку клапана, а гладкая наружная поверхность сухарей выполнена в виде усеченного конуса.

Два сухаря установленные на клапан, образуют опорную коническую поверхность, которая сопрягается с опорной поверхностью проточки в верхней тарелке, и это соединение удерживается в замкнутом состоянии за счет предварительного сжатия пружины. Чтобы устранить возможность возникновения опасного для прочности пружин резонанса, на клапаны ставят по две пружины с навивкой витков в противоположные стороны или делают пружины с переменным шагом навивки.

Седла клапанов

Седла клапанов. Наиболее важным сопряжением, определяющим долго­вечность механизма газораспределения, является сопряжение седло — кла­пан, так как оно подвержено ударным нагрузкам при посадке клапана и значительным термическим перегрузкам. Седло клапана, с которым сопри­касается уплотнительная фаска клапана, обрабатывают инструментом с уг­лами заточки 15, 45 и 75 градусов таким образом, чтобы уплотнительный поясок седла имел угол 45 градусов и ширину около 2 мм. По своим размерам поясок дол­жен подходить ближе к меньшему основанию конусной фаски клапана. Фаска клапана имеет меньший угол и соприкасается с седлом только узким пояском у своего большого основания, что обеспечивает хорошее уплотне­ние клапанного отверстия. Вставные седла изготовляются в виде отдельных колец из специального чугуна, легированной стали или металлокерамики.

Механизм вращения клапана

Для поддержания в рабочем состоянии контактных поверхностей уплотнительных фасок выпускных клапанов иногда применяют специальные устройства, позволяющие принудительно поворачивать клапаны в процессе работы.

Механизм вращения клапана состоит из неподвижного корпуса, в наклонных канавках которого расположены пять шариков с возвратными пружинами, дисковой пружины и опорной шайбы с замочным кольцом. Механизм вращения клапана устанавливается в расточке, сделанной в головке блока цилиндров иол опорной шайбой клапанной пружины. При закрытом клапане давление на дисковую пружину невелико, и она вогнута наружным краем вверх, а внутренним краем опира­ется в заплечик корпуса. Шарики отжаты пружинами в исходное положе­ние. В момент открытия клапана усилие со стороны клапанной пружины возрастает, под действием чего дисковая пружина, выпрямляясь, перелает усилие на шарики и вызывает их перемещение в углубление. Когда клапан закрывается, сила, действующая на дисковую пружину, уменьшается, и она, выгибаясь, освобождает шарики. Шарики под действием возвратных пру­жин перемешаются в исходное положение, что приводит к повороту клапа­на на некоторый угол (клапаны совершают 20—40 оборотов в минуту).

В некоторых двигателях применяют менее эффективное, но более про­стое устройство, основанное на использовании способа крепления клапан­ной пружины на стержне клапана. Крепление пружины на клапане состоит из опорной тарелки, втулки и двух сухарей.

Неисправности ГРМ, подробнее

Механизм вращения клапана, устройство и назначение механизма вращения клапана

На некоторых двигателях применяется механизм вращения клапана, задача которого проворачивать клапан, чем и препятствует образованию нагара на посадочной поверхности тарелки клапана. Применение вращательного механизма обеспечивает  длительную работу клапанов и их равномерное изнашивание. 

Устройство механизма вращения клапана

Механизм вращения клапана состоит из: неподвижного корпуса 2 в наклонных канавках которого расположены пять шариков 3 с возвратными пружинами 10, дисковой пружины 9 и опорной шайбы 4 с замочным кольцом 5. Механизм устанавливается в рас­точке, сделанной в головке цилиндров под опорной шайбой 4 кла­панной пружины 6, закрепляемой на стержне 1 с помощью сухари­ков 8 и тарелки 7. При закрытом клапане давление на дисковую пружину 9 сравнительно невелико, и она выгнута наружным краем вверх, а внутренним краем опирается в заплечик корпуса 2. Шари­ки 3 отжаты пружинами 10 в исходное положение.

 

В момент открытия клапана давление клапанной пружины на опор­ную шайбу 4 возрастает; под действием этого давления дисковая пружина 9, выпрямляясь, передает давление на шарики 3 и вызы­вает их перемещение в конечное положение. Вместе с шариками перемещаются дисковая пружина с опорной шайбой, клапанная пружина и клапан. Когда клапан закрывается, давление на дисковую пружину 9 уменьшается, и она, выгибаясь, вновь касается своим внутренним краем заплечиков корпуса 2, освобож­дая тем самым шарики 3. Шарики под действием возвратных пру­жин перемещаются в исходное положение. Таким образом, при каждом открытии клапана происходит его поворот на некоторый угол. (При номинальном скоростном режиме клапаны совершают 20—40 об/мин.)

 

 

С целью проворачивания клапанов (в том числе и впускных) в ряде двигателей применяют менее эффективное, чем рассмотренное выше, но более простое устройство, основанное на использовании свойств специального способа крепления клапан­ной пружины на стержне клапана. Так, на примере клапанного механизма двигателя ЗМЗ-21, крепление пружины на клапане состоит из опорной тарелки, втулки  и двух сухарей . Контакт между опорной тарелкой и втулкой имеет место только на неболь­шой торцовой поверхности втулки, благодаря чему сила трения между этими деталями сравнительно невелика. Поэтому во время работы двигателя под действием вибраций узла клапан — пружина скручивание пружины при подъеме клапана обеспечивает его про­ворачивание.

Общее устройство и работа клапанного механизма газораспределения

Категория:

   Автомобили и трактора

Публикация:

   Общее устройство и работа клапанного механизма газораспределения

Читать далее:



Общее устройство и работа клапанного механизма газораспределения

При верхнем расположении клапаны (см. рис. 26, д) с пружинами и шайбами установлены в направляющих втулках в головке цилиндров, в которой также отлиты впускные и выпускные каналы. В этом механизме для передачи усилия от толкателя к клапану имеются штанга и коромысло, установленное на оси. При работе механизма коленчатый вал с помощью шестеренчатой или цепной передачи приводит во вращение распределительный вал. При повороте распределительного вала его кулачки поднимают толкатели и штанги, которые упираются верхним концом в регулировочные болты коромысел. Коромысла, установленные на осях, поворачиваются и, сжимая пружины, открывают отверстия каналов в головке цилиндров. Когда кулачок отойдет от толкателя, пружина плотно посадит клапан в седло клапана.

Снижение жесткости механизма данного типа наблюдается при работе двигателя с большой частотой вращения коленчатого вала вследствие деформации штанг и других деталей. Опыты показывают, что деформация деталей приводит к ухудшению мощностных и экономических показателей двигателя. Для устранения этого явления в современных быстроходных двигателях распределительный вал устанавливают в головке блока, что значительно упрощает кинематическую связь между его кулачками и клапанами. Двигатели такого типа обычно называются двигателями с верхним расположением распределительного вала.

В некоторых двигателях толкатель и штанга толкателя отсутствуют, а коромысла непосредственно управляются кулачками распределительного вала. При этом распределительный вал (рис. 26, е) устанавливают в головке блока. Такая конструкция уменьшает число деталей механизма, упрощает его работу и повышает надежность.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов работает аналогично описанному выше, но отсутствуют штанги, коромысла и детали, на которых монтируются коромысла. При работе этого механизма движение от толкателя передается непосредственно клапану.

В двигателях с форкамерно-факельным зажиганием коромысло впускного клапана управляет одновременно впускным клапаном основной камеры и впускным клапаном предкамеры.

В течение одного рабочего цикла четырехтактного двигателя происходит одно открытие впускного и выпускного клапанов. Для этого распределительный вал за цикл должен сделать один оборот, а коленчатый два.

Для обеспечения плотного закрытия клапана между клапаном и коромыслом или между клапаном и толкателем предусматривают зазор с. Величина зазора зависит от удлинения при нагревании Стержня клапана, толкателя, штанги и других деталей и находится в пределах 0,13—0,45 мм для впускных и выпускных клапанов. Длительная работа двигателя при отсутствии зазора приводит к обгоранию фасок клапана и прорыву газов.

Рекламные предложения:


Читать далее: Декомпрессионный механизм

Категория: — Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Клапанный механизм

16.05.2010

Краткий обзор типов клапанного механизма

Воздух и топливо входят в камеру сгорания, а отработавшие газы покидают ее через порты клапанов. Клапаны, расположенные в портах камеры сгорания, открываются и закрываются, позволяя обеспечивать прохождение воздушно-топливной смеси/отработавших газов или герметизировать камеру сгорания. Для правильной работы двигателя клапаны должны открываться и закрываться в правильные моменты времени. Фазы газораспределения (моменты открывания или закрывания клапанов) задаются распределительным валом, воздействующим на клапанный механизм.

В автомобильных двигателях используются два основных типа клапанного механизма. Это -клапанный механизм с верхним расположением клапанов (OHV) и клапанный механизм с верхним расположением распределительного вала (ОНС). В клапанном механизме OHV используется один распределительный вал, центрально расположенный в блоке цилиндров. Кулачки распределительного вала посредством группы взаимосвязанных механических элементов управляют моментами открывания и закрывания клапанов, расположенных в головке цилиндров. Клапанный механизм ОНС использует один или несколько распределительных валов, установленных прямо на головке цилиндров над клапанами. Моменты открывания и закрывания клапанов задаются кулачками распределительного вала (валов).
 
Клапанный механизм со штангами толкателей (OHV)

Двигатели со штангами толкателей, также известные как двигатели с верхним расположением клапанов (OHV), имеют один распределительный вал, расположенный в блоке цилиндров. Клапаны располагаются в головке цилиндров над камерой сгорания. Клапаны открываются и закрываются в результате воздействия кулачков распределительного вала на толкатели, штанги толкателей и клапанные рычаги («коромысла»).

Основные элементы клапанного механизма OHV — это:
•    Головка цилиндров
•    Клапаны
•    Седла клапанов
•    Направляющие втулки клапанов
•    Клапанные пружины
•    Распределительный вал
•    Штанги толкателей
•    Толкатели
•    Клапанные рычаги
•    Привод распределительного вала
•    Привод клапана с верхним расположением

Двигатели имеют каналы, которые пропускают воздушно-топливную смесь в цилиндры и выпускают отработавшие газы, образующиеся после сгорания смеси. Эти каналы, называемые портами клапанов, очень плотно герметизируются на протяжении четырехтактного цикла. Клапаны должны открывать и закрывать порты в точные моменты времени.

Когда распределительный вал вращается, кулачок воздействует на толкатель. Толкатель нажимает на штангу толкателя, которая толкает вверх один из концов клапанного рычага. Другой конец клапанного рычага надавливает на шток клапана и заставляет клапан преодолевать усилие пружины и открываться. После того как кулачок проходит толкатель, клапанная пружина воздействует на клапан, и далее на клапанный рычаг, штангу толкателя и толкатель. Когда кулачок поворачивается достаточно далеко, клапан плотно закрывается в седле клапана.

Привод распределительного вала

В двигателях ОНС распределительный вал (ы) располагается в головке цилиндров.

Преимущества верхнего распределительного вала заключаются в следующем:

•    Меньшее количество элементов в клапанном механизме
•    Более высокая точность и прямой привод клапанов
•    Уменьшение потерь на трение

Один распределительный вал с верхним расположением (SOHC)

Двигатели SOHC обычно имеют по два клапана на цилиндр. В двигателях SOHC используются толкатели роликового типа, которые располагаются под распределительным валом, или клапанные рычаги, которые находятся над распределительным валом.

Два распределительных вала с верхним расположением (DOHC)

В двигателе DOHC работа по открыванию клапанов распределяется между двумя распределительными валами. В двигателях DOHC обычно имеется по четыре клапана на цилиндр. Большее количество клапанов на цилиндр позволяет более эффективно впускать воздушно-топливную смесь на ходе впуска и выпускать отработавшие газы на ходе выпуска.

В двигателях DOHC для воздействия на клапаны используются или толкатели роликового типа или механические толкатели прямого действия.

Привод распределительного вала

Задача газораспределительного механизма заключается в координации впуска воздушно-топливной смеси и выталкивания отработавших газов при возвратно-поступательном перемещении поршня. Это выполняется посредством синхронизации вращения коленчатого вала с распределительным валом (ами). Т.к. коленчатый вал выполняет два оборота на каждый цикл сгорания, а распределительный вал делает только один оборот, передаточное число всегда должно быть равно 2:1. Моменты открывания и закрывания клапанов обозначаются в градусах поворота коленчатого вала. Имеются различные варианты привода распределительного вала. В качестве привода клапанного механизма (а точнее, распределительного вала) могут использоваться:

•    Зубчатые колеса
•    Цепь
•    Ремень

Головка цилиндров для клапанного механизма со штангами толкателей (OHV)

Головка цилиндров крепится болтами сверху на блоке цилиндров и образует «крышу» камеры сгорания. Головка цилиндров:
•    уплотняет верхние зоны цилиндров.
•    размещает свечи зажигания.
•    размещает седла клапанов, направляющие втулки клапанов и порты для впускных и выпускных клапанов.
•    размещает клапанный механизм.
•    имеет опорные поверхности для установки впускного и выпускного коллекторов.

Как и блок цилиндров, головка цилиндров изготавливается из чугуна или алюминиевого сплава. Впускной и выпускной коллекторы крепятся к головке цилиндров напротив портов клапанов. Большинство двигателей V-6 или V-8 имеют по две головки цилиндров — по одной для каждого ряда цилиндров. Верхняя часть головки цилиндров изготавливается таким образом, чтобы на ней можно было установить клапанные рычаги или другие элементы клапанного механизма.

Прокладка головки цилиндров

Прокладка головки цилиндров обеспечивает газо- и водонепроницаемость стыка между головкой цилиндров и блоком цилиндров. Кроме того, прокладка головки цилиндров компенсирует любые незначительные неровности, имеющиеся на сопрягаемых поверхностях. По этой причине прокладка головки цилиндров должна изготавливаться из достаточно податливого материала.

Болты головки цилиндров

Болты крепления головки цилиндров надежно фиксируют головку цилиндров относительно блока цилиндров. Имеются два типа болтов крепления головки цилиндров: обычные и «с затяжкой до предела текучести». Обычные болты затягиваются поэтапно с использованием динамометрического ключа с постепенным увеличением момента затяжки. Болты с затяжкой до предела текучести также затягиваются с последовательным постепенным увеличением момента затяжки. Однако, заключительная стадия — это затяжка болтов на заданный угол, используя угломер. На этой заключительной стадии резьба слегка деформируется, что способствует созданию большей «несущей способности» болта. Вследствие деформирования резьбы болтов крепления головки цилиндров в процессе затягивания, болты с затяжкой до предела текучести можно повторно использовать только в том случае, когда это разрешено изготовителем автомобиля.

Клапаны

Клапан имеет круглую головку с конической поверхностью (фаской), которая уплотняется в седле в головке цилиндров. Вследствие конструкции клапана, имеющей шток и головку, такой клапан иногда называется тарельчатым клапаном.

Головка клапана — это больший по диаметру конец клапана, который герметизирует порт клапана. Поверхность головки цилиндров, относительно которой клапан обеспечивает уплотнение, называется седлом клапана. Головка клапана имеет механически обработанную поверхность, называемую посадочной фаской или рабочей (уплотняющей) поверхностью клапана. Посадочная фаска клапана — это место контакта между клапаном и седлом клапана. И посадочная фаска клапана и седло клапана должны быть механически обработаны таким образом, чтобы образовать герметичное уплотнение при закрытом положении клапана. Полный контакт между клапаном и седлом клапана необходим для того, чтобы отводить тепло от рабочей поверхности клапана в головку цилиндров. «Стойкость клапана» определяется толщиной головки клапана.

Седло клапана

Седло клапана — это зона контакта головки цилиндров с посадочной фаской клапана, когда клапан находится в закрытом положении. Седла имеются и у впускных и у выпускных клапанов. Зона седла клапана должна быть достаточно твердой, чтобы постоянно противостоять ударам, т.к. клапан открывается и закрывается достаточно быстро. Седло также должно быть способно обеспечивать теплопередачу, чтобы клапан не перегревался и не деформировался. Поскольку отработавшие газы коррозионно агрессивны, седла выпускных клапанов должны быть устойчивыми к воздействию коррозии. Вставное седло клапана запрессовывается в головку цилиндров. Эта вставка изготавливается из материала, отличного от материала головки цилиндров и имеющего необходимую твердость, тепловые и противокоррозионные свойства.

Шток клапана

Шток клапана — это длинная, узкая часть, расположенная над головкой. Шток клапана имеет канавку на конце, которая используется для закрепления клапана в головке цилиндров посредством сухарей. На конце штока клапана устанавливается клапанная пружина. Пружина сжимается в требуемом положении на штоке клапана посредством того, что снизу она опирается на поверхность гнезда пружины в головке цилиндров, а сверху фиксируется в требуемом положении на верхней части штока клапана посредством тарелки и сухарей. Тарелка и сухари удерживаются в требуемом положении постоянным давлением на них со стороны пружины и фиксируются в канавке штока клапана, таким образом обеспечивая постоянное стремление клапана в закрытое положение. Шток клапана проходит через направляющую втулку клапана, которая также удерживает клапан в требуемом положении в головке цилиндров.

Направляющие втулки клапанов

Направляющие втулки клапанов обеспечивают точность посадки клапанов в головке цилиндров. Они позволяют штокам клапанов проходить через камеру сгорания к верхней зоне головки цилиндров, в которой устанавливаются клапанные пружины. Некоторые направляющие втулки клапанов являются неотъемлемой частью отливки головки цилиндров. Другие направляющие втулки клапанов представляют собой вставки из «мягкого» сплава, которые изготавливаются отдельно и затем запрессовываются в головку цилиндров. Радиальный зазор между направляющей втулкой клапана и штоком клапана минимален. Он точно рассчитывается только для обеспечения достаточного пространства для смазки и свободного возвратно-поступательного перемещения штока.

Конструкции, в которых на один цилиндр приходится три или четыре клапана, используются потому, что «многоклапанная» схема более точна и эффективна. В трех клапанной конструкции обычно используются два клапана для впуска и один клапан для выпуска. В четырех-клапанной конструкции используются по два клапана для впуска и выпуска.

Клапанный зазор

Когда клапан перемещается в закрытое положение, он должен плотно сесть в седле клапана. Чтобы выполнить это, не должно быть никакого давления на шток клапана. На некоторых двигателях создается небольшое пространство между кончиком штока клапана и приводом (клапанным рычагом, толкателем, гидравлическим толкателем). Это пространство называется клапанным зазором. Клапанный зазор должен быть точно отрегулирован, чтобы избежать повышенного шума и обеспечить надежную работу. Если клапанный зазор слишком велик, двигатель работает шумно. Если клапанный зазор отсутствует, клапан не способен плотно сесть в седле клапана. Отработавшие газы смогут проходить через седло клапана и в конечном счете прожечь отверстие в клапане в месте протечки. В некоторых двигателях клапанный зазор поддерживается механическими мерами, такими как установка регулировочной прокладки.

Конструкции с механической регулировкой зазора могут требовать периодических регулировок. В некоторых двигателях клапанный зазор поддерживается автоматически посредством гидравлических устройств. Гидравлическое устройство (толкатели различной конструкции) удлиняется под воздействием гидравлического давления масла, что позволяет обеспечить постоянный контакт с кончиком штока клапана. При закрывании клапана давление масла сбрасывается, позволяя клапану плотно сесть в седло клапана (закрыться).

Клапанные пружины

Клапанная пружина отвечает за плотность посадки клапана в седле клапана при закрытии клапана. Пружина устанавливается в верхней зоне головки цилиндров вокруг штока клапана. Верхние и нижние тарелки предотвращают износ пружины и удерживают ее на месте. Сухари клапана, устанавливаемые в верхнюю тарелку пружины, фиксируются в канавке штока клапана и удерживают все перечисленные элементы в требуемом положении.

Усилие пружины

Клапанная пружина должна быть способна создавать усилие, достаточное, чтобы удерживать клапан в седле клапана плотно закрытым. Кроме того, клапанные пружины должны удерживать все элементы клапанного механизма в контакте друг с другом, т.к. двигатель работает с высокой частотой вращения. В то же самое время, клапанная пружина не должна создавать слишком большое усилие, т.к. это вызовет преждевременный износ элементов. Поэтому клапанные пружины рассчитываются на создание вполне определенного усилия, отвечающего конкретной конструкции двигателя.

Рабочая высота пружины

Рабочая высота — это длина пружины, когда она установлена в головку цилиндров, а клапан полностью закрыт.

Распределительный вал

Распределительный вал управляет фазами газораспределения клапанов (моментами открывания и закрывания клапанов).

Распределительный вал приводится в движение коленчатым валом посредством зубчатой передачи, цепного или ременного привода.

Распределительный вал вращается с частотой вращения, равной половине частоты вращения коленчатого вала, что позволяет обеспечивать правильное газораспределение в четырех тактах сгорания. Открывание и закрывание клапанов выполняется кулачками, расположенными на распределительном вале. Каждому клапану двигателя, независимо от конструкции последнего, соответствует свой собственный кулачок на распределительном вале. В зависимости от конструкции двигателя в нем может иметься только один или несколько распределительных валов.

Подъем клапана

Высота подъема клапана — это расстояние, на которое приподнимается клапан над седлом клапана при полном открывании клапана. Высота подъема клапана задается высотой кулачка и конструкцией клапанного механизма. Клапан должен приподниматься настолько, чтобы позволить воздушно-топливной смеси свободно входить в цилиндр, а отработавшим газам свободно вытекать из цилиндра, и при этом клапан не должен сталкиваться с поршнем, а пружина не должна заедать.

Продолжительность открытого состояния клапана

Продолжительность открытого состояния клапана -это отрезок времени, в течение которого кулачок распределительного вала удерживает клапан открытым. Продолжительность измеряется в градусах поворота распределительного вала и задается формой кулачка. Изменение продолжительности воздействует на рабочие характеристики двигателя, определяя, какой крутящий момент и мощность генерируются при данной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Перекрытие клапанов

Перекрытие клапанов -это состояние, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно.

Перекрытие клапанов обычно имеет место в последней части хода выпуска четырехтактного цикла. Чтобы обеспечить хорошее прохождение воздушного потока в цилиндр на ходе впуска, впускной клапан должен начать открываться раньше, чем закончится ход выпуска.

Перекрытие клапанов задается расположением кулачков на распределительном вале. Перекрытие клапанов измеряется в градусах поворота распределительного вала. Изменение перекрытия клапанов оказывает влияние на рабочие характеристики двигателя.

Клапанный механизм с верхним расположением клапанов

В двигателе OHV, в котором распределительный вал устанавливается ниже клапанов в блоке цилиндров, для приведения в движение цепи газораспределительного механизма, которая вращает звездочку распределительного вала, используется звездочка коленчатого вала.

Штанги толкателей

В двигателе OHV штанги толкателей передают движение на подъем от распределительного вала и толкателей к клапанам. Штанги толкателей изготавливаются из жесткой стальной трубы и имеют на концах чашеобразные или шаровые головки. На некоторых двигателях используются штанги толкателей с изменяющейся длиной, что позволяет обеспечить первичную регулировку зазора с помощью гидравлических толкателей.

Клапанные рычаги

Клапанный рычаг передает движение от штанги толкателя или распределительного вала к клапану, полностью изменяя направление перемещения. Ось для клапанного рычага проходит через сам рычаг (высверливается отверстие для оси), поэтому клапанный рычаг может качаться на оси такого клапанного рычага.

Толкатели клапанов

Толкатели клапанов передают движение подъема от кулачков к штокам клапанов. Толкатель предохраняет шток клапана от бокового давления. Толкатели могут быть жесткими или иметь гидравлический привод. Кроме того, толкатели могут иметь или плоскую контактную поверхность или роликовый механизм, позволяющий уменьшить трение.

Жесткий толкатель клапана

Жесткий толкатель клапана передает движение от кулачка к клапану. Жесткий толкатель — это цельный элемент, не имеющий никаких движущихся частей. Двигатели, оснащенные жесткими толкателями, требуют выполнения периодических регулировок, позволяющих уменьшить износ клапанного механизма и устранить шум.

Гидравлические толкатели клапанов

Гидравлические толкатели не только передают движение, но также могут компенсировать изменения величины клапанного зазора. Гидравлический толкатель — это гидравлический цилиндр, который регулирует величину клапанного зазора, используя давление моторного масла и усилие, создаваемое внутренней пружиной.

Роликовые толкатели и толкатели с плоской рабочей поверхностью

Распределительный вал, воздействуя на плоскую поверхность толкателя, создает трение. Чтобы уменьшить трение, некоторые толкатели имеют ролик, встроенный в зону контактной поверхности толкателя. Распределительный вал контактирует с роликом, а не с плоской поверхностью (причиной трения). Клапанный рычаг с роликом аналогичен клапанному рычагу и имеет то же самое преимущество, что и роликовый толкатель. Один конец клапанного рычага с роликом подпирается толкателем, который управляет регулировкой зазора. Другой конец клапанного рычага с роликом воздействует на клапан по мере того, как распределительный вал «наезжает» на ролик.

Толкатели клапанов при верхнем расположении распределительного вала (ОНС)

Английский термин «cam follower» — это другой термин для обозначения механического толкателя клапана («mechanical lifter»). Обратитесь к гл. «Толкатели клапанов».

Жесткие толкатели клапанов «поршневого типа»

Жесткие толкатели клапанов, так называемого, «поршневого типа», используемые в двигателях ОНС и DOHC, предлагают способ корректировки клапанного зазора. Регулировочные прокладки различной толщины позволяют изменять зазор между распределительным валом и толкателем.

Гидравлические компенсаторы клапанных зазоров при верхнем расположении распределительного вала (ОНС)

Гидравлический компенсатор клапанного зазора -это вариант гидравлического толкателя для двигателя ОНС. На многих двигателях ОНС клапанные зазоры регулируются автоматически гидравлическими компенсаторами клапанных зазоров. Гидравлические компенсаторы клапанных зазоров устраняют потребность в ручной регулировке клапанов. Гидравлический компенсатор клапанного зазора «поршневого типа» располагается между верхушкой штока клапана и распределительным валом. В этой конструкции распределительный вал контактирует непосредственно с верхней поверхностью регулятора зазора.

Гидравлические компенсаоры клапанных зазоров, установленные в клапанных рычагах

Гидравлические компенсаторы клапанных зазоров, установленные в клапанных рычагах, во многом работают подобно гидравлическому компенсатору зазора «поршневого типа», за исключением того, что они находятся в контакте с клапанными рычагами, а не с распределительным валом.

Гидравлический компенсатор зазора, установленный в клапанном рычаге, не имеет корпуса регулятора, но шариковый клапан, плунжер и внутренний корпус работают также, как и в гидравлическом компенсаторе зазора «поршневого типа», что позволяет поддерживать нулевой клапанный зазор.

Привод распределительного вала с верхним расположением

Чтобы приводить в движение распределительный вал (ы), шкив или звездочка на конце коленчатого вала приводит в движение ремень или цепь газораспределительного механизма, который (ая), в свою очередь, приводит во вращение шкив (ы) или звездочку (и) распределительного вала (ов). Шкивы или звездочки распределительных валов, имеющие кинематическую связь с цепью или ремнем, затем приводят во вращение каждый распределительный вал. Шкив зубчатого ремня газораспределительного механизма, расположенный на коленчатом вале, имеет количество зубьев, равное половине количества зубьев на шкивах распределительных валов, поэтому распределительные валы совершают один оборот на каждые два оборота коленчатого вала. Привод распределительного вала типа ОНС также включает в себя натяжной шкив (натяжитель) и пружину натяжителя или гидравлический автоматический натяжитель, которые обеспечивают натяжение цепи или ремня газораспределительного механизма и фазы газораспределения клапанов.

Комбинированный ременно-цепной привод

Другой тип привода DOHC — это комбинация ременного и цепного привода. В этой конструкции ремень газораспределительного механизма приводит в движение впускной распределительный вал, а цепь газораспределительного механизма -выпускной распределительный вал. Главное преимущество этой конструкции заключается в том, что она позволяет клапанам располагаться под более вертикальным углом. Этот угол обеспечивает увеличение эффективности сгорания, улучшение экономии топлива и более низкую токсичность выхлопа.

Комбинированный ременно-зубчатый привод

В этой компоновке с двумя распределительными валами с верхним расположением (DOHC) ремень и шкив используются для привода от коленчатого вала только одного распределительного вала. Второй распределительный вал приводится в движение от первого посредством зубчатой передачи с косыми зубьями. Одно из косозубых зубчатых колес имеет на один зуб больше, чем другое. Зубчатое колесо с дополнительным зубом называется фрикционным зубчатым колесом, потому что оно обеспечивает плотный контакт между зубчатыми колесами. Это заедание уменьшает уровень шума в шестернях и клапанном механизме в процессе работы.

Регулируемое газораспределение

В некоторых двигателях DOHC используется регулируемое газораспределение (VCT). Аналогичная система известна и под аббревиатурой WT. В любой из этих систем гидравлическое исполнительное устройство изменяет фазы газораспределения клапанов, т.е. моменты открывания и закрывания клапанов. Газораспределение изменяется в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленчатого вала двигателя и позволяет улучшить характеристики двигателя.

автозапчасти в москве

Устройство механизмов клапанного распределения » Ремонт Строительство Интерьер


Газораспределительный механизм предназначен для впуска в цилиндры свежего заряда (воздуха) и выпуска отработавших газов. Основное требование — обеспечить возможно наилучшее наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом и совершенную их очистку от отработавших газов. В зависимости от конструкции органов, с помощью которых цилиндры двигателей сообщаются с окружающей средой, газораспределительные механизмы делят на золотниковые, клапанные и комбинированные.
В современных четырехтактных двигателях в основном применяют клапанный механизм газораспределения. Такой механизм надежен в работе, обеспечивает хорошее уплотнение рабочей плоскости цилиндра, конструктивно проще. Клапанные механизмы газораспределения по конструкции могут выполняться с нижним боковым (в блоке цилиндров) и верхним подвесным расположением клапанов (в головке цилиндров). Нижнее расположение клапанов применялось только в карбюраторных двигателях со сравнительно низкими степенями сжатия и невысокой частотой вращения коленчатого вала.
Дизельные двигатели лесных машин имеют механизмы газораспределения с верхним расположением клапанов (рис. 7.1,б). Привод распределительного вала у большинства двигателей осуществляют парой косозубых шестерен от коленчатого вала двигателя. Основными деталями механизма газораспределения являются: клапаны с седлами, направляющие втулки; пружины с деталями крепления, коромысла, штанги, толкатели, распределительный вал и его привод.
У клапана различают головку и стержень (рис. 7.1 и рис. 7.2а). Головка может быть плоской или выпуклой. Широко применяют впускные и выпускные клапаны с плоской головкой. Клапаны с тюльпанообразной головкой используют в основном как впускные. Реже используют в качестве выпускных клапаны с выпуклой головкой. На головке клапана предусмотрены цилиндрический поясок и коническая поверхность, являющаяся рабочей фаской. Последняя обеспечивает плотное прилегание клапана к седлу. Цилиндрический поясок головки позволяет притирать ее в процессе эксплуатации по мере потери герметичности цилиндра. От головки клапана к стержню сделан плавный переход, который увеличивает его прочность и создает меньшее сопротивление при впуске и выпуске. Стержень клапана является направляющей частью и изготавливается цилиндрической формы. Выпускные клапаны требуют интенсивного охлаждения, и для лучшего отвода тепла от головки стержень ряда двигателей выполняют полым. В полость помещают металлический натрий, который способствует интенсивному отводу тепла (рис. 1.2,а). Хвостовая часть стержня приспособлена для крепления узла клапанной пружины (см. рис. 7.1,б). Сухарики 6 и 7 устанавливают в кольцевую проточку 5 или опорную тарелку 4, фиксируют на конической поверхности 8. Торец стержня клапана подвергается ударным нагрузкам от коромысла или толкателя. Для удлинения срока службы выпускные клапаны некоторых двигателей (ЗИЛ, ГАЗ) принудительно проворачивают во время работы специальным устройством (рис. 7.2). Поворот клапана вокруг своей оси препятствует отложению нагара на рабочей поверхности тарелки, обеспечивает равномерное изнашивание ее и длительную работу.

Механизм поворота состоит из неподвижного корпуса 4, пяти шариков 5 с возвратными пружинами 12, дисковой пружины 11, опорной шайбы 6 с замочным кольцом 7. Опорная шайба и дисковая пружина с зазором надеты на корпус 14. При закрытом клапане усилие клапанной пружины 8 невелико и через опорную шайбу 6 передается на наружную кромку дисковой пружины 11 (рис. 7.2б). Последняя своей внутренней кромкой опирается на заплечик корпуса 4. Во время открытия клапана, под действием сжимающейся клапанной пружины, коническая дисковая пружина 11 начинает распрямляться и поворачиваться вокруг шариков, нажимая на них. Усилие клапанной пружины начинает передаваться на шарики 5 (рис. 7.2б), которые, перекатываясь по наклонной поверхности углублений корпуса 4, поворачивают вокруг оси коническую дисковую пружину 11 и опорную шайбу 6, а вместе с ними клапанную пружину и клапан. При закрытии клапана усилие его пружины уменьшается, а прогиб дисковой пружины возрастает и, приходя в свое первоначальное положение, прекращает нажимать на шарики. Шарики 5 освобождаются и под действием пружины 12 возвращаются в исходное положение, подготавливая механизм к новому повороту.
Клапаны работают в наиболее тяжелых условиях из всех деталей механизма газораспределения. Особенно нагружены выпускные клапаны и их направляющие втулки. Температура головки выпускного клапана в карбюраторных двигателях достигает 800…900°С, а в дизельных двигателях без наддува 500…700°С. В период выпуска отработавших газов выпускные клапаны омываются газами, имеющими температуру 900…1400°С. Впускные клапаны периодически омываются свежим зарядом, и температура их составляет 300…400°С. Клапаны подвергаются коррозионному износу, а большие скорости движения газовых потоков (500…600 м/с) приводят к интенсивному эрозийному износу.

Седла 15 клапанов (рис. 7.2а) работают примерно в тех же условиях, что и клапаны. Они служат опорой посадочной поверхности тарелки клапана. Изготавливают их в виде колец из жаропрочных сталей, специальных легированных чугунов или металлокерамики. В двигателях лесных машин для выпускных клапанов применяют только вставные седла. Крепится седло в головке блока за счет натяга при запрессовке или расчеканивания материала гнезда, или развальцовкой верхней части седла, а иногда на резьбе.
Направляющие втулки 2 обычно изготавливают вставными и запрессовывают их в гнезда головки цилиндров. От перемещений в осевом направлении втулки удерживаются опорными поясками или стопорными кольцами. Втулки центрируют стержень клапана и способствуют правильной посадке его в седле.
Клапанные пружины предназначены для обеспечения плотной посадки клапанов в седла, а также постоянной беззазорной кинематической связи клапана с кулачком распределительного вала. Пружины в процессе работы подвергаются действию значительных переменных динамических нагрузок, поэтому они должны обладать хорошей упругостью, иметь высокую частоту собственных колебаний, превышающую частоту вынужденных колебаний, и выдерживать большие напряжения при действии переменных динамических сил. Как правило, устанавливают цилиндрическую пружину, иногда две. В двигателях ЯМЗ, КамАЗ и других установлены две пружины, что повышает надежность работы и уменьшает их размеры.
Пружины чаще всего крепят на клапанах с помощью опорных стальных тарелок и сухариков. Применяют крепление также при помощи конуса на хвостовике стержня (см. рис. 7.1). В некоторых двигателях (ГАЗ, ЯМЗ) сухарики закрепляют на стержне клапана промежуточной втулкой 9, которая обеспечивает проворачивание клапанов при их открытии. Промежуточная втулка имеет сравнительно небольшую поверхность контакта с подвижными опорными тарелками пружин и предотвращает заклинивание клапанов.
Коромысло механизма газораспределения представляет собой неравноплечий рычаг, качающийся вокруг неподвижной оси. Такая конструкция обеспечивает уменьшение высоты подъема толкателей и штанг и, как следствие, снижение ускорений и сил инерции. Длинное плечо коромысла заканчивается носком, действующим на стержень клапана. Короткое плечо коромысла опирается на штангу. В коротком плече имеется резьбовое отверстие, в которое ввернут регулировочный винт с контргайкой для установления необходимого теплового зазора. Коромысло на оси устанавливают на бронзовые втулки, а оси размещают в отдельных стойках, которые болтами или шпильками крепят к головке блока цилиндров (двигатели ЯМЗ, КамАЗ).
Штанга передает усилие от толкателя к коромыслу. Она должна обладать большой продольной жесткостью, иметь возможно меньшую массу и высокую износостойкость рабочих поверхностей. Штанги изготавливают трубчатыми, а концы снабжают стальными термически обработанными наконечниками со сферическими головками или седлом. Обычно на нижнем наконечнике имеется сферическая головка, а на верхнем — сферическая головка или седло. Двигатели ЯМЗ, КамАЗ имеют штанги, изготовленные из стальной трубки с запрессованными наконечниками.
Толкатели с верхним расположением клапана передают усилия от кулачков распределительного вала к штангам в двигателях. Они воспринимают боковые нагрузки от кулачков, а рабочие поверхности подвергаются значительному износу. Конструкция толкателей может быть различной, и в основном они представляют собой цилиндрический стакан, движущийся во втулке возвратно-поступательно. Направляющие отверстия для втулок изготовляют непосредственно в теле блока цилиндров или в отдельных деталях, которые затем крепятся к блоку цилиндров. Опорная поверхность толкателей изготовляется плоской (двигатели СМД-60, Д-160) или слегка сферической (двигатели ЗИЛ, КамАЗ и др.). У двигателей ЯМЗ применяют толкатели качающиеся роликовые. Такие толкатели снижают износ кулачков в результате замены трения скольжения трением качения, но имеют большую массу, конструктивно сложнее и дороже в изготовлении. Распределительный (кулачковый) вал предназначен для управления клапанами механизма газораспределения, а также для привода узлов систем смазки, питания и зажигания. Он представляет собой стержень с кулачками и опорными шейками. Кулачки испытывают большие контактные напряжения, вызывающие их износ. Вращается распределительный вал в подшипниках скольжения, выполненных обычно в теле блока с запрессованными в них стальными втулками, залитыми антифрикционным сплавом. Втулки смазывают под давлением. Число опорных шеек распределительного вала обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала. Для предотвращения осевых перемещений валов от действия усилий косозубых шестерен привода предусматривают фиксирующие устройства. Например, в двигателе ЯМ8-236 установлен упорный фланец в передней части блока, а в двигателе ЯМЗ-740 упором служит корпус подшипника задней опоры.
Число кулачков на распределительном валу чаще всего равно числу обслуживаемых им клапанов. Расположение кулачков определяется числом и порядком работы цилиндров, схемой привода, фазами газораспределения.

Типы и устройство газораспределительных механизмов

 

Какое назначение газораспределительного механизма в двигателе?

Газораспределительный механизм служит для своевременного впуска в цилиндры карбюраторного двигателя горючей смеси или воздуха (в дизельном двигателе) и выпуска отработавших газов из цилиндров в соответствии с протеканием рабочего цикла двигателя.

Какого типа газораспределительный механизм применяется на двигателях современных автомобилей отечественного производства?

На автомобильных двигателях отечественного производства применяется клапанный газораспределительный механизм с нижним или верхним расположением клапанов и установкой распределительного вала в блоке или в головке блока цилиндров. На большинстве двигателей в цилиндре устанавливают по два клапана: впускной, открывающий доступ горючей смеси или воздуха в цилиндр, и выпускной, открывающий выход отработавших газов из цилиндра.

На некоторых двигателях (спортивных, гоночных) автомобилей устанавливают два впускных и один выпускной клапаны, а иногда два впускных и два выпускных клапана. на каждый цилиндр. Управление клапанами осуществляется кулачками распределительного вала, который приводится во вращение от коленчатого вала с помощью шестерен или звездочек с цепным или ременным приводом.

Так как в течение рабочего цикла четырехтактного двигателя каждый из клапанов должен открыться по одному разу, то распределительный вал за два оборота коленчатого вала должен повернуться один раз. Следовательно, передаточное отношение между ними 2 : 1.

Как устроен и работает газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов?

Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов (двигатели автомобилей ГАЗ-51, Г АЗ-52-04 и другие) состоит (рис.16) из распределительного вала 4 с кулачками 3 и шестерней 2, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней 1, закрепленной на коленчатом валу; толкателей 5 с регулировочным болтом 7 и контргайкой 6; клапана 12 с пружиной 10, сухариками 9 и опорной конической шайбой 8; направляющей клапана 11 и седла клапана 13.

Рис.16. Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов.

Работает такой механизм так. При вращении коленчатого вала крутящий момент от шестерни 1 передается шестерне 2, которая жестко закреплена на распределительном валу и вращает его. Распределительный вал, поворачиваясь, своим кулачком 3 воздействует на толкатель 5 и поднимает его, а он через регулировочный болт 7 воздействует на клапан 12 и открывает его. Пружина 10 при этом сжимается. При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок, поворачиваясь, прекращает воздействовать на толкатель и клапан, а пружина, распрямляясь, закрывает клапан.

Для плотного закрытия клапана необходимо, чтобы между стержнем клапана и толкателем был тепловой зазор, величина которого устанавливается заводом-изготовителем. Обычно он находится в пределах 0,15-0,30 мм для впускного клапана и 0,20-0,40 мм для выпускного.

В процессе эксплуатации двигателя тепловой зазор может изменяться. Поэтому для его регулировки в торец толкателя ввернут, регулировочный болт 7 с контргайкой 6, а на самом толкателе выполнены лыски для удерживания толкателя, от проворачивания при регулировке зазора.

Как устроен газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов?

На большинстве современных автомобильных двигателей применяется газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов. Это позволяет улучшить форму камеры сгорания, лучше наполнить цилиндры горючей смесью или воздухом, повысить степень сжатия и экономичность работы двигателя. Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов при нижнем расположении распределительного вала (рис.17) состоит из распределительного вала 1 с кулачками 2 и опорными шейками 3; толкателя 4; штанги 5; коромысла 6 с регулировочным винтом 7 и контргайкой 8, установленных на оси 9; деталей 10 крепления пружины на стержне клапана, к которым относятся сухарики 11 с внешней конической поверхностью и внутренним буртиком, коническая втулка 12, опорная шайба 13 и маслоотражательный колпачок 14, изготовленный из маслостойкой резины; пружины 15, стремящейся удерживать клапан в закрытом положении; направляющей втулки 16; клапана 17; гнезда клапана 18.

Рис.17. Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов.

При сборке пружину сжимают и устанавливают маслоотражательный колпачок 14 (только для впускного клапана), опорную шайбу 13, коническую втулку 12 и сухарики 11 так, чтобы их буртик вошел в кольцевую выточку на стержне клапана. При отпускании пружины она, распрямляясь, давит на коническую поверхность втулки и сухариков, удерживаясь на стержне клапана. Вторым концом пружина упирается в головку блока через опорную шайбу.

Как работает, газораспределительный, механизм с верхним расположением клапанов?

При вращении распределительного вала 1 кулачок 2 воздействует на толкатель 4 и поднимает его, а он через штангу 5 передает усилие на коромысло 6, которое, поворачиваясь на оси 9, вторым своим концом давит на стержень клапана 17 и открывает его. Пружина 15 при этом сжимается.

При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок прекращает воздействовать на толкатель, и пружина, распрямляясь, плотно закрывает клапан в гнезде 18. Для регулировки теплового зазора между стержнем клапана и коромыслом предусмотрен регулировочный винт 7 с контргайкой 8.

В чем особенность расположения деталей газораспределительного механизма V-образных двигателей?

На V-образных двигателях автомобилей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, КамАЗ-5320 и других устанавливают один распределительный вал. Толкатели и штанги располагаются наклонно.

Может ли располагаться распределительный вал в головке блока цилиндров?

На двигателях автомобилей ВАЗ, «Москвич-2140» и других распределительный вал распложен непосредственно в головке блока цилиндров и приводится во вращение от коленчатого вала с помощью звездочек и цепи или специального зубчатого ремня. При этом толкатели и штанги отсутствуют, что позволяет увеличить частоту вращения коленчатого вала до 5000 об/мин и более при хорошем наполнении цилиндров горючей смесью.

На рисунке 18 показан газораспределительный механизм двигателя автомобиля «Москвич-2140», в котором клапаны располагаются в два ряда, что способствует лучшей очистке цилиндров от отработавших. газов и более полному их наполнению горючей смесью. Распределительный вал 4 установлен в головке блока на подшипниках и приводится во вращение от коленчатого вала 15 с помощью ведущей 10 и ведомой 13 звездочек, соединенных между собой втулочно-роликовой цепью 14 с натяжным устройством 11 и 12.

Рис.18. Газораспределительный механизм с цепным приводом.

Кулачки распределительного вала при вращении воздействуют непосредственно на коромысло 5 впускного клапана 9 или коромысло 3 выпускного клапана 1, открывая их. Закрываются клапаны с помощью пружин 8. В коромысла ввернуты регулировочные болты с контргайками 7. В нижней части коромысла установлены наконечники 2 из специальной стали для уменьшения износа.

Какие формы камер сгорания применяются на автомобильных двигателях и какое их влияние на рабочий цикл двигателя?

Форма камеры сгорания оказывает существенное влияние на рабочий процесс двигателя, а следовательно, на его мощность и экономичность. На двигателях с нижним расположением клапанов (автомобили ГАЗ-52-04, ЗИЛ-157К и другие) применяется Г-образная камера сгорания (рис. 19, а). В такой камере при сжатии создается интенсивное завихрение горючей смеси, повышающее скорость горения, что снижает появление детонации. Наличие узкой щели (1,5-2,0 мм) между сводом камеры и поршнем 1, когда он находится в ВМТ, способствует охлаждению горючей смеси, наиболее удаленной от свечи 2, что также снижает возможность появления детонации. Однако эта камера сгорания имеет и существенные недостатки: низкую степень сжатия (не более 6,5) и большую поверхность охлаждения, что ведет к усиленной теплоотдаче через стенки, а следовательно, к уменьшению мощности и экономичности двигателя. На последних моделях рядных двигателей с верхним расположением клапанов (автомобили ГАЗ-24 «Волга», ВАЗ, «Москвич-2140» и другие) применяется полусферическая (шатровая) камера сгорания (рис.19, б), а на V-образных двигателях (автомобили ЗИЛ-130, ГАЗ-53А и других) – клиновая (рис. 19, в). Такие камеры имеют минимальную поверхность охлаждения и минимальные тепловые потери, что исключает появление детонации и позволяет повысить степень сжатия. Следовательно, повышается мощность и экономичность таких двигателей.

Рис.19. Формы камер сгорания:
а – Г-образная; б – полусферическая; в – клиновая; г – неразделенная.

На автомобильных дизельных двигателях обычно применяется неразделенная камера сгорания (рис.19, г). При этом головка блока цилиндров плоская, а углубление для камеры сгорания выполнено в днище поршня.

Такая форма камеры сгорания обеспечивает равномерное распыление впрыскиваемого форсункой 3 жидкого топлива, его испарение, смешивание с нагретым воздухом, образование горючей смеси и ее самовоспламенение с минимальными тепловыми потерями, что позволяет получить большую мощность двигателя.

***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Газораспределительный механизм»

вал, газораспределительный, газораспределительный механизм, двигатель, камера, клапан, механизм, толкатель, цилиндр

Смотрите также:

Ремонт и техническое обслуживание механизма газораспределения

Проверка технического состояния механизма газораспределения заключается в оценке состояния его деталей. Состояние деталей оценивают по уровню шума и стукам, расходу сжатого воздуха, подаваемого в цилиндры, падению компрессии, по упругости клапанных пружин, а также по измерению изменений разряжения во впускном трубопроводе. По шуму и стуку определяют износ и растяжение цепи и звездочек привода газораспределительного механизма. Кроме того, шумы свидетельствуют об износе подшипников и опорных шеек распределительного вала, об увеличенном зазоре в клапанном механизме, который является следствием нарушения регулировки или износа деталей газораспределительного механизма.

На основании увеличенного расхода сжатого воздуха и падения компрессии устанавливают нарушение герметичности клапанов вследствие износа посадочных поверхностей их седел и головок. Расход сжатого воздуха определяется при помощи прибора К-69М. По причине того, что расход сжатого воздуха свидетельствует не только о неисправностях в газораспределительном механизме, но и о неисправности в кривошипно-шатунном механизме, для уточнения причин повышенного расхода воздуха проводят дополнительное измерение расхода сжатого воздуха после заливки в цилиндр небольшого количества моторного масла. Если при повторном измерении расход сжатого воздуха восстанавливается до требуемой величины, то это свидетельствует о том, что детали клапанного механизма находятся в удовлетворительном состоянии, если расход не восстанавливается, то необходимо произвести ремонт клапанного механизма.

По результатам измерений делается вывод о необходимости разборки и ремонта механизма газораспределения.
Проверку упругости пружин клапанов осуществляют без снятия их с двигателя. Для проверки пружин на двигателе нужно снять клапанную крышку, затем установить поршень цилиндра в ВМТ. После этого при помощи прибора КИ-723 измеряют усилие, которое необходимо для сжатия пружины. Если усилие окажется меньше допустимого, то необходимо произвести замену пружин. Кроме замены пружины в некоторых случаях под нижнюю опорную тарелку подкладывают дополнительную шайбу.

Для обеспечения эффективной работы двигателя необходимо проводить проверку и регулировку тепловых зазоров в приводе клапанов. При увеличенном тепловом зазоре появляется частый металлический стук клапанов, который отчетливо слышится при работе двигателя на холостом ходу. В результате этого происходит интенсивное изнашивание торцов стержней клапанов, наконечников стержней или регулировочных шайб. Кроме этого увеличенный тепловой зазор приводит к уменьшению мощности двигателя, так как уменьшается время нахождения клапанов в открытом положении, в результате этого ухудшается наполнение горючей смесью и очистка цилиндров от отработанных газов. При небольшом зазоре или при его отсутствии у выпускных клапанов появляются хлопки из глушителя, а у впускных клапанов — из карбюратора.

Для предотвращения перечисленных выше неисправностей необходимо периодически проверять и регулировать тепловые зазоры. Проверку и регулировку зазоров в приводе клапанов осуществляются на холодном двигателе, температура которого составляет 15-20 °С.

Кроме вышеперечисленных мероприятий необходимо ежедневно при контрольном осмотре автомобиля после прогрева двигателя обращать внимание на отсутствии стуков при различной частоте вращения коленчатого вала. После первых 2000 км пробега автомобиля, а в дальнейшем через 30 000 км нужно подтягивать гайки крепления крышки подшипников распределительного вала в установленной последовательности. После каждых 15 000 км пробега нужно проверять степень натяжения и состояние ремня привода распределительного вала и при необходимости натягивать его. Если на ремне обнаруживаются различные складки, трещины, расслоения, замасливания, а также разлохмачивания, то такой ремень может разорваться при работе двигателя, и он должен быть заменен до этого срока. При замасливании ремень тщательно протирают ветошью, которую предварительно смачивают бензином.

После каждых 30 000 км пробега необходимо проверять и при необходимости регулировать величину теплового зазора клапанов. При необходимости (при появлении частого металлического стука) проверку и регулировку величины теплового зазора клапана проводят раньше 30 000 км пробега. Кроме этого каждые 60 000 км пробега следует производить замену зубчатого ремня привода распределительного вала и маслоотражательных колпачков.

Клапанный механизм и принцип его работы.

Автомобильная промышленность

Клапанный привод

Клапанный механизм относится к сборке компонентов, предназначенных для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Большинство новых двигателей имеют узлы верхнего распредвала, подобные показанному. В других конструкциях распределительный вал расположен ниже в двигателе, а для перемещения клапанных узлов используются толкатели. Распределительный вал вращается с помощью ремня ГРМ, цепи ГРМ или прямой передачи.

Распредвал:

Распределительный вал (1) изготовлен с точно обработанными кулачками (2), которые регулируют открытие клапана.Количество лепестков на валу определяется количеством клапанов, которыми управляет вал. В некоторых двигателях используется один вал для управления как впускными, так и выпускными клапанами. У других есть специальные распределительные валы для каждого типа клапана. Двигатели, разработанные с четырьмя клапанами на цилиндр, обычно оснащены двойными распределительными валами для каждого ряда цилиндров.

Кулачок:

Лепестки кулачка (2) имеют точную форму, которая определяет, когда клапан открывается по отношению к положению поршня, насколько далеко смещен клапан и сколько времени клапан остается открытым.Расстояние между конечной точкой радиуса основания и носиком регулирует смещение клапана. Геометрия боковых сторон (фланга) и носа определяет, как долго клапан остается открытым.

Опорный кулачок:

Толкатель кулачка (3) установлен поверх штока клапана и пружины (4) и представляет собой поверхность, на которую кулачок толкает, открывая клапан. Толкатель скользит вверх и вниз внутри отверстия в головке блока цилиндров.

Подъемник распределительного вала:

Подъем распредвала — это расстояние между конечной точкой радиуса основания кулачка и носком.Подъем определяет, насколько далеко будет смещен клапан. Увеличение подъема увеличивает смещение клапана.

Длительность хода распределительного вала:

Длительность работы распределительного вала — это время, в течение которого клапан остается открытым. Геометрия носа и бока доли определяет продолжительность. Круто изогнутый бок обеспечивает более острый нос. Это дает более короткую продолжительность.

Толкатель:

В двигателях с распределительным валом, расположенным в блоке цилиндров, для открытия клапанов используются толкатели (2), действующие на коромысла (3).Толкатели установлены на толкателях клапана (1) или толкателях, которые перемещаются на кулачки распределительного вала. Используются подъемники трех типов: подъемник с гидравлическим клапаном, механический подъемник и роликовый подъемник. Некоторые толкатели полые, что позволяет подавать масло от подъемников к коромыслам. Это снижает износ наконечника толкателя и коромысла.

Гидравлические подъемники:

Гидравлические подъемники

используются наиболее часто, поскольку они могут снизить шум клапанного механизма за счет поддержания нулевого зазора клапана (отсутствие зазора между компонентами клапанного механизма.) Маслозаполненные подъемники автоматически регулируются с учетом изменений, вызванных колебаниями температуры и износом деталей. Моторное масло заполняет внутреннюю часть подъемника, толкая плунжер подъемника до тех пор, пока в клапане не появится люфт. поезд удален.

Механические подъемники:

Механические подъемники, также называемые сплошными подъемниками, просто передают действие кулачка на толкатель. Они не содержат масла и не саморегулируются. В результате они требуют периодической регулировки.Клапанные механизмы, использующие механические подъемники, подвержены щелчку или грохоту при открытии и закрытии клапанов. Вот почему гидравлические подъемники более распространены.

Роликовые подъемники:

Роликовые подъемники бывают механическими или гидравлическими. В подъемник встроен ролик, который перемещает кулачок, уменьшая трение между распредвалом и подъемником. Трение между этими двумя компонентами — одна из самых высоких точек трения в двигателе.

Пружинный фиксатор:

Фиксатор пружины предназначен для удержания на месте наконечника штока клапана.Это позволяет коромыслу воздействовать непосредственно на клапан.

Цепь привода ГРМ:

Цепи привода ГРМ становятся стандартом для поворота распредвалов впускных и выпускных клапанов. Цепи расположены на передней части двигателя и приводятся в движение ведущей звездочкой (1), которая вращается коленчатым валом двигателя. Цепи привода ГРМ требуются как для звездочки впускных кулачков (2), так и для звездочки выпускных кулачков (3). Также имеется направляющая цепи (4). В некоторых двигателях до сих пор используются ремни вместо цепей.В любом случае чрезмерный люфт или люфт ухудшат работу двигателя.

Ремень ГРМ:

Для поворота распределительных валов можно использовать ремень ГРМ вместо цепи ГРМ. Внутренняя сторона ремня имеет квадратные (зубчатые) зубцы, которые предотвращают проскальзывание ремня. Ремень следует периодически проверять на предмет износа и надлежащего натяжения.

Натяжитель ремня:

Натяжитель ремня представляет собой подпружиненное колесо, которое удерживает ремень ГРМ в натянутом состоянии и выравнивает его по звездочке кулачка.Гладкая сторона ремня ГРМ проходит через натяжитель. Натяжитель прилагает усилие к задней стороне ремня. Это держит ремень в натяжении. Когда ремень необходимо снять, натяжитель можно снять, освободив ремень.

Клапаны:

Каждый цилиндр имеет как минимум один впускной клапан (1) и один выпускной клапан (2). Некоторые двигатели имеют два набора клапанов на цилиндр, как показано на фотографии. Впускной клапан имеет больший диаметр, чем выпускной, что увеличивает поток воздуха в цилиндр.Выпускной клапан должен выдерживать более высокие температуры, чем впускной клапан, поскольку воздух, проходящий мимо впускного клапана, поддерживает более низкую температуру впускного клапана. Однако и впускной, и выпускной клапаны должны передавать свое тепло головке блока цилиндров, иначе они сгорят.

Пружины клапана:

Пружины клапана (4) обеспечивают силу сопротивления, которая возвращает смещенные клапаны в их закрытое положение. Пружина может иметь конструкцию с одной виткой или конструкцию с двумя витками, которая имеет внутреннюю и внешнюю витки.Вторая катушка увеличивает силу, удерживающую клапан в закрытом состоянии.

Клапаны с натриевым наполнением:

Клапаны, заполненные натрием, используются, когда требуется дополнительное охлаждение. В полых клапанах содержится натрий, плавящийся во время работы двигателя. Действие клапана заставляет натрий циркулировать, отводя тепло от головки клапана. Тепло проходит вверх по штоку клапана (3) и передается на головку блока цилиндров. Каналы охлаждающей жидкости в головке блока цилиндров (показаны зеленым) отводят тепло.

Стеллитовые клапаны:

Клапаны из стеллита

имеют твердосплавное покрытие, которое продлевает срок службы клапана. Еще во времена этилированного бензина свинцовые присадки покрывали клапаны, обеспечивая дополнительную защиту. Теперь, когда сжигают неэтилированное топливо, твердое металлическое покрытие обеспечивает защиту.

Компоненты клапанного механизма — Осмотр автомобиля

Двигатель

Описание

Клапанный механизм обычно включает распределительный вал, клапаны, клапанные пружины, фиксаторы, коромысла и валы.На двигателях с традиционной установкой распределительного вала в блоке цилиндров клапанный механизм также включает толкатели и толкатели. В двигателях с верхним расположением распредвала может использоваться более одного распределительного вала на головку блока цилиндров. В двигателях используются разные конфигурации клапанов, например, два, три, четыре или пять клапанов на цилиндр. Эти различные клапанные устройства используются для различных требований к дыханию двигателя. В некоторых двигателях также используется система изменения фаз газораспределения, что позволяет двигателю изменять характеристики дыхания в различных условиях эксплуатации.

Назначение

Клапаны ГБЦ, синхронизированные с коленчатым валом блока цилиндров, позволяют двигателю «дышать». В двигателе это означает втягивание топливно-воздушной смеси в цилиндр с последующим выталкиванием сгоревших выхлопных газов наружу. Чем лучше двигатель дышит, тем он эффективнее.

Советы / предложения по обслуживанию

Обратитесь к руководству по эксплуатации, чтобы узнать, требует ли ваш автомобиль периодической регулировки клапана. Большинству автомобилей они больше не требуются, но есть исключения.Для наилучшего ухода за деталями клапанного механизма придерживайтесь регулярного регламента технического обслуживания, включающего замену масла и фильтров, а также надлежащий уход за системой охлаждения. Также проверьте руководство пользователя, чтобы узнать, каковы интервалы обслуживания ремня ГРМ (если он есть). Обрыв ремня ГРМ на некоторых двигателях может вызвать серьезное повреждение клапанного механизма и других частей двигателя.

Используйте бензин, подходящий для вашего автомобиля, как рекомендовано в руководстве по эксплуатации. В некоторых случаях использование топлива премиум-класса, когда оно не нужно, может вызвать отложения на впускных клапанах, что может вызвать проблемы с производительностью.Некоторые симптомы проблем в клапанном механизме включают двигатель, который издает тикающий шум, работает грубо, трясется, глохнет, глохнет, имеет низкую экономию топлива или не проходит тест на выбросы. Поскольку те же симптомы могут быть вызваны и другими системами двигателя, обратитесь к квалифицированному специалисту по обслуживанию, чтобы определить причину.

Клапанный механизм

: функционирование, компоненты и варианты ремонта

Клапанный механизм любого типа двигателя — довольно сложная система, которая может сбивать с толку, если у вас нет большого опыта ремонта дизельных двигателей.Хотя в этой статье основное внимание уделяется дизельным двигателям, многие из перечисленных моментов могут также относиться и к другим типам двигателей.

Есть вопросы по арматуре? Позвоните нашим сертифицированным специалистам ASE, чтобы получить нужные запчасти для вашего дизельного двигателя!

Позвоните нам!

Функция клапанного механизма

Основная функция клапанного механизма, как указано в его названии, заключается в управлении открытием и закрытием клапанов, а для более старых моделей — подачей топлива форсунок.Большинство тяжелых дизельных двигателей, с которыми мы работаем, представляют собой четырехклапанные двигатели, то есть в каждом цилиндре по четыре клапана: 2 впускных и 2 выпускных. Используя различные компоненты в зависимости от типа, клапанный механизм будет толкать или поднимать клапаны, позволяя воздуху входить и выходить из цилиндра. В середине всех клапанов находится форсунка, которая будет опускаться вниз, впрыскивая топливо в цилиндр. Все сроки для этого процесса невероятно точны. Новые двигатели используют электрические сигналы для управления форсункой, а не механический клапан, что делает этот процесс еще более точным.

Компоненты клапанного механизма

Клапанный механизм состоит из множества компонентов. Ниже приведены наиболее распространенные компоненты клапанного механизма. В зависимости от типа двигателя может быть разное количество деталей, перечисленных ниже, или двигатель может содержать не все перечисленные детали.

Распредвал

Распределительный вал — это длинный вал, проходящий через головку или блок двигателя, в зависимости от типа двигателя.По длине стержня имеются выступы, профили которых имеют яйцевидную форму. Размеры этих лепестков определяют величину подъемной силы. Чем больше подъем, тем дольше клапаны остаются открытыми, что позволяет большему количеству воздуха попадать в цилиндр.

Опоры распределительного вала

Толкатель кулачка — это тип подшипника, который следует (правильно назвал, верно?) Вдоль выступов распределительного вала при его вращении, обеспечивая поверхность с низким сопротивлением, на которую выступ кулачка прижимается.Последователя также называют лифтером, а иногда и толкателем. Существует несколько типов толкателей кулачков, конфигурация которых обычно зависит от того, как они крепятся к сопрягаемой части. Они будут использоваться, когда кулачок находится в блоке, а не наверху.

Толкатели

Толкатели — одна из тех частей, которые не всегда используются в дизельном двигателе. Они также будут использоваться только тогда, когда кулачок находится в блоке, а не наверху. Толкатель — это стержень, который толкает коромысло вверх.Он будет двигаться в зависимости от движения толкателя распределительного вала. Другая задача толкателя — подавать масло к головке блока цилиндров

.

Коромысла

Коромысло — это поворотный рычаг, который нажимает на шток клапана. Коромысла иногда называют коромыслами или просто коромыслами. В зависимости от типа клапанного механизма вращающиеся выступы распределительного вала будут давить либо непосредственно на коромысло, либо на толкатели, которые передают это движение вверх до коромысла.В двигателе с верхним расположением кулачка толкатель кулачка встроен в коромысло в виде ролика.

Вал коромысла

Валы коромысел — это просто валы, на которых находятся коромысла. Этот вал является точкой поворота коромысел. Он также проводит масло к различным коромыслам.

Клапанные мосты

Мосты клапанов также иногда называют коромыслами клапана. Мосты позволяют одному коромыслу приводить в действие несколько клапанов.Он имеет шток или перемычку, которая сидит на обоих штоках клапана, так что при нажатии на коромысло штоки клапана также прижимаются.

Клапаны

Клапан состоит из двух основных частей: головки клапана и штока клапана. Головка клапана — это то, что позволяет воздуху входить и выходить из цилиндра. Шток — это то, на что давит остальная часть клапана. На конце штока есть канавки, в которые войдут держатели, чтобы удерживать клапан на месте.Некоторые двигатели имеют только два клапана на цилиндр, а некоторые — четыре. Чаще всего на рынке дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации используется четыре. Они равномерно распределены между впускными и выпускными клапанами.

Пружины клапана

Распределительный вал создает направленную вверх силу, которая действует на коромысло, которое, в свою очередь, толкает клапан вниз. Но когда кулачок вращается, он не тянет за собой толкатель или коромысло. Вот почему есть пружина клапана, которая создает силу в противоположном направлении и закрывает клапан.Пружина будет удерживать клапан в закрытом состоянии до тех пор, пока выступ распределительного вала не повернется с большей силой и не толкнет его вниз.

Варианты ремонта клапанного механизма

Часто выход из строя клапанного механизма происходит из-за распредвала. Однако распределительный вал обычно не единственная часть клапанного механизма, которую необходимо заменить. Скорее всего, если есть износ лепестков распределительного вала, толкатели или ролики в коромысле также имеют износ и также нуждаются в замене.Теперь большинство людей думают, что когда ролик в их коромысле изнашивается, они должны полностью заменить коромысло. Эта мысль, вероятно, возникла потому, что это единственный способ их продажи несколькими производителями. Но , если ваш реальный коромысло не неисправен, нет причин, по которым вам нужно заменять весь узел.

Если ролик только изношен, все, что вам действительно нужно, — это заменить эту деталь. Для нескольких областей применения двигателей HHP предлагает комплекты пальцев и роликов, которые могут сэкономить тысячи долларов.Логично, что покупка только штифта и ролика будет дешевле, чем целое коромысло, и если умножить его на восемнадцать коромысел, которые есть в некоторых двигателях, сумма, которую вы сэкономите, значительно возрастет.

Вам нужны компоненты для клапанного механизма дизельного двигателя? Позвоните нашим сертифицированным специалистам ASE по телефону 844-304-7688 . Или вы можете запросить расценки онлайн.

Сообщение было 5 июля 2017 г .; Изменено 2 октября 2020 г.

Шум клапанного механизма — откуда он?

Шум клапанного механизма — откуда он? — Это плохо ?

Шум клапанного механизма обычно возникает из-за чрезмерного зазора между двумя внутренними частями двигателя.

В каждом клапане используется пружина клапана, которая возвращает его в исходное закрытое положение.
Итак, если сломалась пружина клапана или изношен кулачок распределительного вала; это приведет к тому, что двигатель будет издавать звук постукивания или щелчка из-за избыточного зазора.

Шум клапанного механизма похож на щелчок швейной машины. Звуковая частота шума клапанного механизма составляет половину частоты вращения коленчатого вала.

Щелчок подъемника — это очень распространенный шум клапанного механизма.Кроме того, если двигатель оборудован прочными (механическими) подъемниками, для устранения этого обычно требуется регулировка.

Шум клапанного механизма от щелчка подъемника клапана
Скорее всего, потому, что количество ударов плеткой или люфт слишком велико. Итак, проблема с диагностикой и исправлением шума клапанного механизма заключается в следующем; есть много компонентов, которые могут вызывать нежелательные звуки.

Но не каждый шумный клапанный механизм страдает от неправильной регулировки. По этой причине даже после того, как клапаны отрегулированы должным образом, двигатель все равно может издавать шум.В этом случае проблема не в зазоре клапана. С другой стороны, причиной звука, вероятно, является механический отказ из-за износа.

Хотя существует множество возможных причин, толкатель клапана часто является источником шума. В любом гидравлическом приложении другая причина шума клапанного механизма может быть результатом: обработка ГБЦ и седел клапанов. В результате меняется геометрия коромысел.

Обработка головки блока цилиндров

Многие механики думают, что это вызвано неисправными гидравлическими подъемниками.Это неверно. Атлет только реагирует на условия и пытается приспособиться к ним. Вот почему крайне важно убедиться, что в этом виноват клапанный механизм.

Важно помнить, что шум может возникать в различных условиях; идентично тому, что вызвано неисправностью или отказом толкателя клапана.

Вот некоторые из этих условий:

  • Отсутствие смазки между коромыслом и толкателем
  • Отсутствие смазки между коромыслом и концом штока клапана
  • Чрезмерный зазор между направляющей клапана и штоком клапана
  • Сильно изношенные наконечники клапанов и / или колодки коромысел
  • Изношенные кулачки распределительного вала
  • Ослабленное седло клапана, на головках со вставками
  • Перекрученный клапан
  • Чрезмерный зазор между подъемником и отверстием подъемника в блоке
  • Ослабленный вал коромысла
  • Сломана пружина клапана

Итак, если шум двигателя не вызван: одной из перечисленных проблем может быть подъемник гидрораспределителя.Теперь вам нужно будет изолировать отказавший подъемник. Самый простой способ — использовать кусок садового шланга. Снимите клапанные крышки. При работающем двигателе поместите один конец шланга рядом с; пружинный фиксатор каждого впускного и выпускного клапана. Другой конец шланга поднесите к уху. Следовательно, будет очень очевидно, что является неисправным толкателем клапана.

Губчатый подъемник вызывает шум клапанного механизма

Другие способы найти неисправный подъемник клапана. С выключенным двигателем. Нажмите на каждую из коромысел со стороны толкателя.Если коромысло двигается свободно или чувствуется тряска; это хороший индикатор того, что толкатель клапана протекает слишком быстро; или не удерживает масло из двигателя.

Как только вы обнаружите подъемник, который производит шум; вам нужно будет определить причину его неисправности.

Вы можете слышать четыре типа шума. Неисправный или неисправный толкатель клапана может вызвать любой из них:
Громко, звук постукивания

Значит, причиной может быть застрявший плунжер внутри корпуса подъемника.Обычно это происходит из-за чрезмерного количества лака между поршнем и корпусом.

Плунжер застрял внутри корпуса подъемника

Также из-за грязи или других посторонних материалов, застрявших между плунжером и корпусом. Другой причиной громкого постукивания является чрезмерно изношенное основание или ступня самого подъемника.

Умеренный щелчок

Это может быть результатом чрезмерного лака. Износ нижней части коврика также может быть источником шума. Уровень шума зависит от количества лака и степени износа.Двумя другими причинами умеренного щелчка являются чрезмерно быстрая или медленная утечка.

Износ нижней части подъемника

Медленная утечка, как правило, вызывает шум двигателя только тогда, когда масло холодное и густое. При быстрой утечке клапанный механизм будет шумным при прогретом двигателе. Быстрая утечка также может произойти, если шаровой затвор в подъемнике не герметичен.

Прерывистые щелчки

Этот тип шума трудно обнаружить по самой своей природе.Будет несколько щелчков и потом будет тихо. Но шум снова появится через короткий промежуток времени.

Шум клапанного механизма Прерывистый щелчок

Обычной причиной прерывистого щелчка является очень мельчайший кусок грязи; который удерживает мяч от седла на несколько секунд, а затем проходит через него. В редких случаях причиной звука является мяч с ямками или плоскими пятнами.

Общий шум клапанного механизма

Когда звук распространяется по всей арматуре, обычно причиной является; вес масла или самого маслоснабжения.Слишком много масла в картере приведет к вспениванию и аэрации. Когда воздух попадает в подъемники, они не работают должным образом. Недостаточная подача масла к подъемникам также может вызвать общий шум клапанного механизма.

Вспенивание и аэрация масла

Это могло быть результатом слишком малого количества масла в картере; масляный насос не работает должным образом или засорены магистральные масляные магистрали. Чрезмерно густое моторное масло вызовет шум всего клапанного механизма при холодном запуске двигателя. Шум уменьшится, когда масло нагреется и начнет течь нормально.Таким образом, двигатель с густым маслом будет более подвержен шуму в холодную погоду, чем в летние месяцы.

Заключение

Итак, как механик, вы довольно часто слышите фразу «мой двигатель издает странный шум». Хотя существует множество возможных причин, толкатель клапана часто является источником шума.

Спасибо!

Valvetrain: определение, принцип работы, детали, функции

Клапанный механизм или Клапанный механизм является частью двигателя внутреннего сгорания, который управляет работой впускных и выпускных клапанов.Имеется впускной клапан , который позволяет топливовоздушной смеси вступать в процесс сгорания. Выпускной клапан позволяет выхлопным газам выходить из камеры сгорания после завершения процесса.

Читайте: Компоненты автомобильного двигателя

Сегодня мы рассмотрим определение, компоновку, функции, работу и компоненты клапанного механизма в двигателе внутреннего сгорания.

Определение клапанного механизма

Клапанный механизм — это компонент, который предназначен для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, чтобы воздушно-топливная смесь могла входить и выходить из камеры сгорания в виде газов.

В настоящее время двигатели конструируются с узлами верхнего распредвала, которые известны как верхний распределительный вал. Он расположен в верхней части двигателя.

В отличие от тех, которые размещают распределительный вал ниже в двигателе и используют толкатели для перемещения клапанных узлов. Такая компоновка клапанного механизма называется «Кулачок в блоке».

В некоторых компоновках клапанного механизма распредвал не используется. Он использует такие технологии, как соленоиды, для управления отдельными клапанами. он известен как Camless.

Прочтите Все, что вам нужно знать об автомобильном поршне

Функции и принцип работы клапанного механизма

Основные функции клапанного механизма — управление открытием и закрытием клапанов.клапанный механизм также регулирует поток воздуха и топлива, которые поступают в камеру сгорания и уходят в виде выхлопных газов.

В работе клапанного механизма распределительный вал играет очень важную роль, поскольку его вращательное движение помогает открывать и закрывать клапаны с помощью кулачков. Хотя есть различные детали, которые помогают работе клапанного механизма.

В большинстве дизельных двигателей большой мощности используется четыре клапана, то есть по четыре клапана в каждом цилиндре. Два клапана для всасываемого воздуха / топлива и два для выхлопных газов.Впускные клапаны имеют больший диаметр, чем выпускные клапаны, что позволяет большому потоку воздуха в цилиндр.

Выпускные клапаны спроектированы так, чтобы выдерживать более высокие температуры горячих отработавших газов, чем впускные клапаны. Это связано с тем, что свежий воздух, проходящий через впускные клапаны, поддерживает более низкую температуру.

Для того, чтобы не повредить клапаны, то есть избежать возгорания, впускной и выпускной клапаны передают тепло головке блока цилиндров, иначе они сгорят.

В середине клапана находится форсунка, которая нажимается для впрыска топлива в цилиндр.Что ж, время открытия и закрытия клапана невероятно точное, что обеспечивает его эффективную работу.

В более новых двигателях используются электрические сигналы для подачи сигнала на форсунку вместо механического клапана. Этот процесс еще более точен.

Видео ниже объясняет работу клапана tr ain:

Прочтите: Как работает автомобильный двигатель

Компоненты клапанного механизма

Ниже приведены различные компоненты, которые помогают работе клапанного механизма:

Распредвал:

Распределительный вал предназначен для управления синхронизацией и подъема профиля открытия клапана.Это достигается за счет выступа кулачка на вращающемся валу.

Распределительный вал приводится в движение коленчатым валом и вращается с половинной скоростью коленчатого вала в случае четырехтактного двигателя.

Коленчатый вал передает движение на распределительный вал с помощью металлической цепи привода ГРМ или чаще всего резинового ремня привода ГРМ. Также можно использовать набор шестерен.

Толкатель:

Толкатель — это длинный тонкий металлический стержень, который используется в двигателях с верхним расположением клапанов. Он также используется для передачи движения от распределительного вала в блоке цилиндров к клапанам в головке блока цилиндров.

На нижнем конце толкателя есть подъемник, который входит в контакт с распределительным валом. Лепесток распредвалов перемещает подъемник вверх, который перемещает толкатель. Верхний конец подъемника толкает коромысло, открывая клапан.

Коромысло / толкатель ковша:

Конструкция двигателя определяет способы, которыми клапан будет приводиться в действие коромыслом, пальцем или толкателем ковша. В двигателях с верхним распредвалом используются кулачковые кулачки или пальцы, с которыми соприкасаются кулачки.

Коромысла используются в двигателях с верхним расположением клапанов, которые приводятся в действие толкателем и шарниром на валу. Его также можно поворачивать на отдельных шаровых шпильках, которые помогают приводить в действие клапаны.

Клапаны:

Клапан, используемый в большинстве современных двигателей, называется тарельчатым клапаном. Иногда также рассматриваются некоторые клапаны, такие как рукавный клапан, золотниковые и поворотные клапаны.

Обычно тарельчатые клапаны открываются кулачком распределительного вала или коромыслом. Он закрывается спиральной пружиной, называемой пружиной клапана.

Ниже представлена ​​схема клапанного механизма:

Читайте: Понимание работы маховика

На этом статья «Автомобильный клапанный механизм». Я надеюсь, что знания достигнуты, если да, любезно комментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим техническим студентам. Спасибо!

КОМПОНЕНТЫ, ВИДЫ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ

Основная функция клапанного механизма, как указано в его названии, заключается в управлении открытием и закрытием клапанов, а для более старых моделей — подачей топлива форсунок.

Большинство тяжелых дизельных двигателей, с которыми мы работаем, представляют собой четырехклапанные двигатели, то есть в каждом цилиндре по четыре клапана: 2 впускных и 2 выпускных. В клапанном механизме используются различные компоненты в зависимости от типа, толкать или поднимать клапаны, позволяя воздуху входить и выходить из цилиндра.

В середине всех клапанов находится форсунка, на которую нужно нажимать, чтобы впрыснуть топливо в цилиндр. Все сроки для этого процесса невероятно точны.

Новые двигатели используют электрические сигналы для управления форсункой, а не механический клапан, что делает этот процесс еще более точным.

Большинство новых двигателей имеют узлы верхнего распредвала. В других конструкциях распределительный вал опустите в двигателе и используйте толкатели для перемещения клапана сборки. Распределительный вал вращается с помощью ремня ГРМ, цепи ГРМ или прямая передача.

КОМПОНЕНТЫ КЛАПАНА

Клапанный механизм может есть много компонентов. Ниже приведены наиболее распространенные компоненты в клапанный механизм. В зависимости от типа двигателя могут быть разные количество деталей, перечисленных ниже, или двигатель может не содержать всех из перечисленных частей.

1. Распределительный вал


Распределительный вал — это длинный вал, проходящий через головку или блок двигателя, в зависимости от типа двигателя. По длине стержня расположены выступы, расположенные по-разному. Профиль долей имеет яйцевидную форму. Размеры этих лепестков определяют величину подъемной силы. Чем больше подъем, тем дольше клапаны остаются открытыми, что позволяет большему количеству воздуха попадать в цилиндр.

2. Опоры распределительного вала


Кулачковый толкатель — это тип подшипника, который следует вдоль выступов распределительного вала при его вращении, обеспечивая поверхность с низким сопротивлением, с которой выступ кулачка толкается вверх.

Последователя также называют лифтером, а иногда и толкателем. Существует несколько типов толкателей кулачка, конфигурация которых обычно зависит от того, как они крепятся к сопрягаемой части. Они будут использоваться, когда кулачок находится в блоке, а не наверху.

3. Толкатели


Толкатели — одна из тех частей, которые не всегда используются в дизельном двигателе. Они также будут использоваться только тогда, когда кулачок находится в блоке, а не наверху. Толкатель — это стержень, который толкает коромысло вверх.Он будет двигаться в зависимости от движения толкателя распределительного вала. Другая задача толкателя — подавать масло к головке блока цилиндров.

4. Коромысло


Коромысло — это поворотный рычаг, который нажимает на шток клапана. Коромысла иногда называют коромыслами или просто коромыслами. В зависимости от типа клапанного механизма вращающиеся выступы распределительного вала будут давить либо непосредственно на коромысло, либо на толкатели, которые будут вести движение вверх до коромысла.В двигателе с верхним расположением кулачка толкатель кулачка встроен в коромысло в виде ролика.

5. Вал коромысла


Валы коромысел — это просто валы, на которых находятся коромысла. Именно этот вал является точкой поворота коромысел. Вал также проводит масло к различным коромыслам.

6. Клапанные мосты


Мосты клапанов также иногда называют коромыслами клапана. Мосты позволяют одному коромыслу приводить в действие несколько клапанов.Он имеет шток или перемычку, которая сидит на обоих штоках клапана, так что при нажатии на коромысло штоки клапана также прижимаются.

7. Клапаны


Клапан состоит из двух основных частей: головки клапана и штока клапана. Головка клапана — это то, что позволяет воздуху входить и выходить из цилиндра. Шток — это то, на что давит остальная часть клапана. На конце штока есть канавки, в которые войдут держатели, чтобы удерживать клапан на месте. Некоторые двигатели имеют только два клапана на цилиндр, а некоторые — четыре.Чаще всего на рынке дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации используется четыре. Они равномерно распределены между впускными и выпускными клапанами.

8. Пружины клапана


Распределительный вал создает направленную вверх силу, которая действует на коромысло, которое, в свою очередь, толкает клапан вниз. Но когда кулачок вращается, он не тянет за собой толкатель или коромысло. Вот почему пружина клапана создает силу в противоположном направлении и закрывает клапан. Пружина будет удерживать клапан в закрытом состоянии до тех пор, пока выступ распределительного вала не повернется с большей силой и не толкнет его вниз.

9. Ремень ГРМ:


Для поворота распределительных валов можно использовать ремень ГРМ вместо цепи ГРМ. Внутренняя сторона ремня имеет квадратные (зубчатые) зубцы, которые предотвращают проскальзывание ремня.

10. Натяжитель ремня


Натяжитель ремня представляет собой подпружиненное колесо, которое удерживает ремень ГРМ в натянутом состоянии и выравнивает его по звездочке кулачка. Гладкая сторона ремня ГРМ проходит через натяжитель. Натяжитель прилагает усилие к задней стороне ремня.Это держит ремень в натяжении. Когда ремень необходимо снять, натяжитель можно снять, освободив ремень.

ВИДЫ КЛАПАНОВ

1. Клапанный привод OHV или толкатель

В случае систем OHV или толкателей есть длинные стержни, которые должны толкаться кулачками распределительного вала для перемещения коромысел клапанов, которые, в свою очередь, открывают клапаны — отсюда и название «толкатель».

Длинные штанги и механическая природа толкателя делают его тяжелым, и он несовместим с двигателями, которые работают с более высокими оборотами в минуту.

Хотя OHV представляет собой более старую конструкцию, она имеет свои преимущества с точки зрения простоты конструкции, компактной упаковки и более простых требований к системе смазки по сравнению с системой OHC.


Однако у толкательной системы много недостатков.
  • Начнем с того, что двигатели с системой OHV не могут работать на очень высоких оборотах, и такие клапанные механизмы подходят в основном для двигателей с низкой частотой вращения, таких как тяжелые круизеры.
  • Из-за тяжелых компонентов шум и трение в таких системах намного больше, чем в системе OHC.
  • Кроме того, любые проблемы с распределительным валом требуют открытия всего двигателя, поскольку распределительный вал находится внутри блока двигателя, что увеличивает усилия и затраты на техническое обслуживание в случае поломки.
  • Наконец, двигатели с верхним расположением клапанов хорошо подходят для своей конструкции, прежде всего, благодаря двухклапанной схеме на цилиндр. Дело не в том, что нет двигателей с тремя или четырьмя клапанами на цилиндр с OHV, но эта настройка становится намного более сложной, и системы OHC предлагают гораздо большую гибкость с несколькими клапанами на цилиндр.

2. Клапанные приводы OHC

Чтобы преодолеть недостатки клапанных механизмов с толкателем, был разработан клапанный механизм OHC. Как следует из названия, это конфигурация клапанного механизма, в которой распределительный вал двигателя расположен над головкой двигателя, над поршнями и клапанами.

Эта конструкция обеспечивает очень прямой контакт между кулачками распределительного вала и клапанами или подъемником, тем самым уменьшая массу, уменьшая количество компонентов и обеспечивая лучшую производительность двигателя, а также большую гибкость в конструкции двигателя в целом.

A. Одиночный верхний кулачок / SOHC

Для этого ряда клапанных механизмов существует один распределительный вал для каждого ряда головок двигателя. Таким образом, одноцилиндровый двигатель OHC будет иметь один распределительный вал.

Однако, если это двигатель с несколькими рядами, скажем, V6, то у него будет два распределительных вала — по одному для каждого ряда головок или каждого ряда.

Для двигателей SOHC распределительный вал соединен непосредственно с коленчатым валом через ремень или цепь ГРМ, чтобы гарантировать, что открытие и закрытие клапанов идеально синхронизируется с различными ходами двигателя для каждого цилиндра.

Теперь с SOHC есть возможность открывать или закрывать клапаны напрямую с помощью прокладки между выступом кулачка и штоком клапана или с помощью коромысла.

Клапаны имеют пружины, которые возвращают их в закрытое положение, как только давление со стороны кулачка распределительного вала снижается. Двигатели SOHC также лучше подходят для конфигурации с 2 или 3 клапанами на цилиндр.

Не то, чтобы клапанный механизм SOHC не мог работать на схеме с 4 клапанами на цилиндр, но вся установка становится слишком сложной для конструкции коромысел и кулачков, и обычно считается, что лучше использовать клапанный механизм DOHC в таких сценариях.

B. Двойной верхний кулачок / DOHC

Конструкция

DOHC или двойного верхнего распредвала включает по два распредвала для каждого ряда головок цилиндров. Говоря о примере, который мы взяли для SOHC, установка DOHC для одноцилиндрового двигателя будет иметь два распределительных вала.

Однако, если это V6, у него будет 4 распредвала, по два на каждый ряд головок двигателя или рядов.

Основным преимуществом такой установки является то, что она позволяет производителям иметь хорошо продуманный ответ на обращение с 4 клапанами на цилиндр.Обычно один из распределительных валов управляет впускными клапанами, а второй — выпускными.

Установка с 4 клапанами на цилиндр обеспечивает лучшее дыхание для двигателя и лучшую производительность в большинстве случаев, что делает DOHC выбором для двигателей, которым требуется более высокая частота вращения.

Установка

A DOHC также позволяет размещать вставку свечи зажигания в середине головки блока цилиндров, что способствует лучшему сгоранию и повышает производительность и топливную экономичность двигателя.С SOHC такая установка невозможна для 4-х клапанов на головку, так как он должен располагаться посередине головки блока цилиндров, чтобы управлять как впускными, так и выпускными клапанами.

Однако, как упоминалось ранее, двигатели SOHC также могут работать с четырьмя клапанами на цилиндр, и, хотя конструкция таких клапанных механизмов сложна, в некоторых случаях это желательно.

DOHC приносит дополнительный вес дополнительному кулачку, хотя, позволяя расположить свечу зажигания в середине головки блока цилиндров, он также улучшает оптимальное сгорание топлива.

Короче говоря, DOHC больше подходит для высокопроизводительных двигателей, которым необходимо повышать обороты и работать в более высоком диапазоне оборотов. Однако системы SOHC имеют несколько лучший крутящий момент на нижнем конце.

Наконец, система DOHC с ее более детальным управлением клапанами больше подходит для реализации регулируемых фаз газораспределения для двигателей. В таких системах используются изменяемые профили распределительного вала для различных оборотов двигателя, чтобы повысить производительность во всем диапазоне оборотов.

Контроль скорости и положения открывания и закрывания клапанов лучше в случае DOHC, и в сегодняшнем мире, основанном на электронике, можно извлечь большие выгоды, используя этот факт.

Клапанный механизм

DOHC дороже, чем SOHV, и в сочетании с его пригодностью для установки 4 клапанов на цилиндр, это позволяет использовать эту установку только на автомобилях выше определенной ценовой категории. Для приложений, где важными факторами являются повседневное использование, низкий и средний крутящий момент, простота конструкции, легкость конструкции и стоимость, система SOHC работает хорошо.

Обучение деталям двигателя и принципам их работы

«Никто не входит и не выходит, пока я не скажу», — сказал распределительный вал клапанам. Клапаны представляют собой двери в цилиндры двигателя и из них. Насколько широко открываются эти двери, как долго они открываются и когда открываются и закрываются — все это определяется распределительными валами. В то время как распределительные валы проводят клапанный механизм, сами пружины, фиксаторы и клапаны являются участниками оркестра.

Текст Майкл Феррара

ДСПОРТ Выпуск №105

Пружины, стопоры и клапаны

Когда дело доходит до создания высокопроизводительного двигателя, пружины клапанов должны соответствовать распределительному валу и области применения.Пружины должны иметь достаточное давление, чтобы закрывать клапаны и удерживать их закрытыми при высоких уровнях наддува. С другой стороны, следует избегать чрезмерного давления, иначе может произойти преждевременный износ кулачков распредвала и толкателя. Держатели должны быть согласованы с пружиной, чтобы пружина удерживалась должным образом и фиксировалась на клапане. Легкие материалы в пружинах, клапанах и фиксаторах снижают вероятность нежелательного смещения клапана в клапанном механизме. Что касается самих клапанов, то выпускные клапаны из специального сплава могут выдержать пытки в условиях повышенного давления, в то время как сплавы нержавеющей стали являются предпочтительным материалом для впускных клапанов.На некоторых головках цилиндров могут быть установлены впускные и выпускные клапаны увеличенного размера (обычно + 1 мм) для увеличения потенциала потока в головке цилиндров.

Распредвалы

Среди всех компонентов, составляющих двигатель, распределительные валы играют наиболее важную роль в определении поведения и характеристик двигателя. Большинство распредвалов OEM имеют гладкие и полированные характеристики холостого хода, что позволяет двигателю соответствовать требованиям по выбросам. Радикальный послепродажный распредвал с полной обгонкой может привести к резкому и грубому холостому ходу.Мягкий распределительный вал может регулировать двигатель для создания огромного крутящего момента на низких оборотах, в то время как немного другой профиль распределительного вала в том же двигателе может смягчать выработку мощности на нижних частотах, позволяя двигателю разгоняться до красной черты. Понимание функции, конструкции и ограничений распределительного вала позволит вам добиться максимальной производительности.

Функция распредвала

Четырехтактный процесс, который происходит в двигателе вашего автомобиля, выглядит следующим образом: впуск, сжатие, мощность и выпуск.Хотя положение коленчатого вала, ход коленчатого вала и длина шатуна в конечном итоге определяют, где поршень будет в цилиндре при любой заданной степени вращения, именно распределительный вал определяет положение впускных и выпускных клапанов во время всех четырех тактов. [pullquote] РАСПРЕДВАЛ И ЕГО ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН УСТАНАВЛИВАЮТ МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ БОЛЬШЕ, ЧЕМ ЛЮБЫЕ ДРУГИЕ ВНУТРЕННИЕ КОМПОНЕНТЫ ДВИГАТЕЛЯ [/ pullquote]

Распредвал (валы) двигателя отвечает / отвечает за фазу газораспределения в двигателе.Правильная установка фаз газораспределения имеет решающее значение для работы любого четырехтактного автомобильного двигателя с максимальной эффективностью. Когда клапаны открываются (известное как время кулачка), насколько высоко открываются клапаны (подъем кулачка) и как долго они остаются открытыми (продолжительность кулачка), все это помогает в определении рабочих характеристик двигателя.

В симфонии производительности распределительный вал является проводником клапанных событий. Он определяет, какие инструменты играют (впускные или выпускные клапаны), когда они играют (события открытия и закрытия) и насколько громко они играют (подъем клапана).В то время как OEM-проводники (кулачки) предлагают классический звук, послепродажные кулачки действительно могут заставить ваш двигатель качаться.

Распредвалы поворачиваются на 720 градусов во время полного цикла сгорания. Кулачки несут ответственность за события клапана.

Браслет силы

Как упоминалось ранее, распредвал определяет характер двигателя. Характеристики двигателя с точки зрения выработки мощности часто называют «диапазоном мощности». Где двигатель начинает вырабатывать мощность? Где двигатель начинает падать в выработке энергии? Подача мощности ровная и стабильная или агрессивная и пиковая? Ответы на эти вопросы содержатся в описании диапазона мощности двигателя и его понимании.Некоторые диапазоны мощности имеют узкий диапазон, а другие считаются широкими. Двигатель, который развивает значительную мощность от 6000 до 8000 об / мин (диапазон 2000 об / мин), будет считаться имеющим узкий диапазон мощности. Двигатель сопоставимого размера, развивающий мощность от 3000 до 7000 об / мин (диапазон 4000 об / мин), можно рассматривать как имеющий широкий диапазон мощности. Некоторые диапазоны мощности имеют несколько небольших диапазонов значительного прироста и падения мощности (они считаются пиковыми диапазонами мощности), в то время как другие продолжают производить относительно одинаковую величину крутящего момента во всем диапазоне оборотов; они обычно считаются плоскими полосами мощности.Распределительный вал и его дополнительные компоненты клапанного механизма будут определять диапазон мощности двигателя в большей степени, чем любые другие внутренние компоненты двигателя.

Идеальный кулачок

Так как же получить идеальную камеру? Кулачка с огромным крутящим моментом на низких оборотах, красной линией на 10 000 об / мин, холостым ходом, как у мамы, и широким диапазоном мощности от холостого хода до красной, на самом деле не существует. Во многих отношениях кулачки можно сравнить с турбокомпрессорами, так что каждый компонент может значительно влиять на характеристики двигателя.Точно так же, как нет турбонаддува, который обеспечит мгновенный отклик и 1000 лошадиных сил на вашем четырехцилиндровом двигателе, нет и распределительного вала, который максимизирует мощность на каждой скорости двигателя и обеспечивает плавные характеристики холостого хода.

К счастью, выбор правильного распределительного вала с характеристиками на вторичном рынке для вашей конкретной комбинации принесет большие выгоды в плане производительности. Повышенная мощность, увеличенный крутящий момент, увеличенный потенциал частоты вращения и более широкий диапазон мощности — вот лишь некоторые из преимуществ, которые могут быть получены в результате выбора правильного кулачка.Хотя набор качественных кулачков требует номинальных вложений, есть большая вероятность, что послепродажные кулачки могут быть лучшим вложением в производительность, которое вы делаете.

Агрессивные кулачки следует сочетать с модернизированным клапанным механизмом для повышения производительности и надежности.

Подъем, лепестки и симметрия

На каждое действие всегда есть реакция. С точки зрения производительности, чем быстрее клапан открывается и достигает полного подъема, тем лучше. Почему? Мощность в лошадиных силах напрямую зависит от того, сколько воздуха и топлива можно залить в цилиндр.Воздух и топливо не могут попасть в цилиндр, если клапаны не открыты. Говорят, что распредвалы, которые быстро открывают клапаны, имеют агрессивный профиль лепестков. К сожалению, законы физики регулируют максимально возможное ускорение или «агрессивность» клапана. Если профиль распределительного вала пытается слишком быстро ускорять клапан, это может привести к чрезмерному износу или проблемам с распределительным механизмом. Следовательно, распределительный вал не может вернуть клапан в его седло слишком быстро, или он может повредить клапан или, возможно, вызвать его «отскок» назад.

Большинство современных конструкций кулачков оптимизируют скорость ускорения клапана за счет разработки распредвалов с асимметричными кулачками. Этот тип лепестка поднимает клапан быстрее, чем опускает клапан, предлагая хороший компромисс между характеристиками и долговечностью. Проще говоря, асимметричная конструкция лепестков может использоваться для максимизации потенциала производительности при сохранении долговечности клапанного механизма.

Знакомство со спецификациями

Поскольку мы уже изучили основы распредвалов, теперь мы попытаемся раскрыть тайны, связанные с техническими характеристиками распредвалов.Поскольку распределительный вал (-ы) влияет (-а), когда двигатель начинает вырабатывать мощность, когда он перестает вырабатывать мощность, максимальную выходную мощность, экономию топлива, качество холостого хода и эффективность двигателя, важно понимать технические характеристики распределительного вала. Обладая этим базовым пониманием, вы сможете лучше выбрать распредвалы, которые позволят вам опередить конкурентов.

Подъем и продолжительность

На самом базовом уровне функция распределительного вала заключается в открытии и закрытии клапанов двигателя. Во многих случаях один распределительный вал управляет открытием и закрытием всех клапанов двигателя.В других приложениях может быть реализовано до четырех распределительных валов для управления клапанами. Независимо от количества кулачков правила, применимые к двигателям с одним распредвалом, также применимы к двигателям с несколькими распредвалами.

Наиболее известные характеристики распределительного вала — это высота подъема и продолжительность. Большинство производителей указывают подъемную силу клапана, а не распределительного вала. В некоторых приложениях, в которых не используется узел коромысла, эти два подъемника могут быть одинаковыми. Если вам необходимо преобразовать подъем на выступе распределительного вала в подъем на клапане, используйте следующее уравнение.

Подъемник

Lift — это не что иное, как измерение максимального расстояния, на которое открывается клапан. Предполагая, что все остальные характеристики останутся такими же, выбор распределительного вала с большей подъемной силой увеличит поток воздуха и топлива в двигатель и поток выхлопных газов из двигателя. В результате можно получить больше мощности. Во многих случаях распредвалы с увеличенным подъемом по сравнению со стандартными техническими характеристиками и близким сроком службы будут предлагать повышенную производительность без значительных потерь в «управляемости».

У всего есть предел, и головки блока цилиндров не исключение. Обычно существует точка, в которой поток воздуха больше не увеличивается с увеличением подъема клапана. Прежде чем заказать этот сверхподъемный кулачок, примите во внимание следующее: когда подъем клапана резко увеличивается, также увеличивается вероятность контакта клапана с поршнем, заедания спирали на пружине клапана и натяжения клапанного механизма. Чтобы избежать погнутых клапанов, сломанных фиксаторов и тонких гильз, всегда используйте необходимые дополнительные компоненты клапанного механизма и проверяйте зазор между клапаном и поршнем, если это рекомендовано производителем распределительного вала.

Продолжительность

Наряду с тем, насколько высоко открывается клапан, то, как долго он остается открытым, также влияет на производительность двигателя. Если вы пытаетесь наполнить стакан у раковины, от того, насколько вы открываете кран или клапан, а также как долго у вас открыт этот клапан, будет зависеть, сколько воды наполняет стакан. Аналогия со смесителем и стеклом просто демонстрирует измерение продолжительности. Срок службы распределительного вала измеряется в градусах коленчатого вала. Вопреки тому, что можно было ожидать, на самом деле за один четырехтактный цикл вашего двигателя происходит поворот коленчатого вала на 720 градусов.Однако проблема с цифрами продолжительности работы распределительного вала заключается в том, что разные производители измеряют эту продолжительность при разном подъеме клапана. Производитель торговой марки A может измерять продолжительность с момента, когда клапан поднимается на 0,015 дюйма от своего седла до тех пор, пока он не вернется в то же положение, в то время как производитель марки C может не начинать измерения, пока клапан не будет отклонен на 0,050 дюйма. сиденье. В результате, если бы обе компании измеряли один и тот же распредвал, компания-А могла бы измерить 306 градусов продолжительности (измерение при минимальном подъеме в.015 дюймов), в то время как Компания-C будет измерять 256 градусов продолжительности (измерение при 0,050 дюйма). По сути, у нас есть два совершенно разных измерения для одного и того же распредвала. К счастью, большинство производителей распредвалов теперь предоставляют данные о сроке службы либо при минимальном подъеме в 1 мм (промышленный стандарт измерения Японии), либо при минимальном подъеме 0,050 дюйма (традиционный стандарт США для хот-родов). При сравнении продолжительности между двумя распределительными валами сравнивайте цифры только в том случае, если измерения были произведены при одинаковом минимальном подъеме.

Продолжительность и мощность

Увеличение подъемной силы в большинстве случаев означает большую мощность и крутящий момент в диапазоне мощности. Как правило, увеличение продолжительности приводит к смещению пика крутящего момента и мощности на более высокие обороты. При прочих равных характеристиках увеличение продолжительности дает больше мощности в верхнем и среднем диапазоне, жертвуя крутящим моментом на низких частотах. В результате переключения диапазона мощности наверху на более высокие обороты, более длительный распределительный вал при использовании с соответствующими компонентами клапанного механизма также поднимет красную черту двигателя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *