Mühərrik klapanı. Məqsəd, cihaz, dizayn

Hər hansı bir avtomobilin dörd vuruşlu daxili yanma mühərrikinin işləməsi üçün cihazı bir-biri ilə sinxronlaşdırılan bir çox fərqli hissə və mexanizm daxildir. Bu cür mexanizmlər arasında zamanlama da var. Funksiyası klapan vaxtının vaxtında aktivləşdirilməsini təmin etməkdir. Nə izah edildiyi ətraflı təsvir edilmişdir burada.

Bir sözlə, qaz paylama mexanizmi, silindrdə müəyyən bir vuruş edərkən prosesin vaxtını təmin etmək üçün giriş / egzoz klapanını doğru zamanda açır. Bəzi hallarda, hər iki çuxurun bağlanması, digərində birinin və ya hətta hər ikisinin açıq olması tələb olunur.

Bu prosesi sabitləşdirməyə imkan verən bir təfərrüatı daha ətraflı nəzərdən keçirək. Bu bir vana. Dizaynının xüsusiyyəti nədir və necə işləyir?

Mühərrik klapanı nədir

Vana silindr başlığına quraşdırılmış metal bir hissədir. Qaz paylama mexanizminin bir hissəsidir və eksantrik mili ilə idarə olunur.

Avtomobilin modifikasiyasından asılı olaraq mühərrik daha aşağı və ya yuxarı vaxta sahib olacaqdır. İlk seçim, hələ də enerji bloklarının bəzi köhnə modifikasiyalarında mövcuddur. Əksər istehsalçılar çoxdan ikinci növ qaz paylama mexanizmlərinə keçiblər.

Bunun səbəbi belə bir motorun tənzimlənməsi və təmiri daha asandır. Vanaları tənzimləmək üçün vana qapağını çıxarmaq kifayətdir və bütün vahidin sökülməsi lazım deyil.

Cihazın məqsədi və xüsusiyyətləri

Vana yaylı bir elementdir. İstirahətdə, çuxuru möhkəm bağlayır. Eksantrik mili döndükdə, onun üzərində yerləşən kam valfi aşağıya doğru itələyir. Bu çuxuru açır. Eksantrik mili düzənliyi ətraflı şəkildə təsvir edilmişdir başqa bir baxış.

Hər bir hissə öz funksiyasını yerinə yetirir, bu da strukturda yaxınlıqdakı oxşar element üçün yerinə yetirilməsi qeyri-mümkündür. Silindr başına ən azı iki klapan var. Daha bahalı modellərdə bunlardan dördü var. Əksər hallarda, bu elementlər cüt-cütdür və fərqli deşik qruplarını açırlar: bəziləri giriş, digərləri çıxışdır.

Giriş klapanları hava yanacaq qarışığının təzə bir hissəsinin silindrə daxil olmasından və birbaşa enjeksiyonlu mühərriklərdə (bir növ yanacaq enjeksiyon sistemi təsvir olunur) cavabdehdir. burada) - təmiz havanın həcmi. Bu proses, pistonun giriş vuruşunu tamamladığı anda baş verir (yuxarı ölü mərkəzdən, egzoz çıxarıldıqdan sonra aşağıya doğru hərəkət edir).

Egzoz klapanları eyni açılış prinsipinə malikdir, yalnız fərqli bir funksiyaya malikdirlər. Yanma məhsullarının egzoz manifolduna çıxarılması üçün bir çuxur açırlar.

Mühərrik klapan dizaynı

Sözügedən hissələr qaz paylama mexanizminin klapan qrupuna daxil edilmişdir. Digər detallarla birlikdə, klapan vaxtında vaxtında dəyişiklik təmin edirlər.

Vana və onların effektiv fəaliyyətinin asılı olduğu əlaqəli hissələrin dizayn xüsusiyyətlərini nəzərdən keçirin.

Vanalar

Vanalar çubuq şəklindədir, bir tərəfində baş və ya papaq elementi, digər tərəfində topuq və ya uc var. Düz hissə silindr başındakı deliklərin möhkəm bağlanması üçün nəzərdə tutulmuşdur. Zil və çubuq arasında bir addım deyil, hamar bir keçid edilir. Bu, mayenin hərəkətinə qarşı müqavimət yaratmaması üçün valfın asanlaşdırılmasına imkan verir.

Eyni motorda, giriş və egzoz klapanları bir az fərqli olacaq. Beləliklə, ilk növ hissələr ikinci hissədən daha geniş bir lövhəyə sahib olacaqdır. Bunun səbəbi yanma məhsulları qaz çıxışı ilə xaric edildikdə yüksək temperatur və yüksək təzyiqdir.

Parçaları ucuzlaşdırmaq üçün klapanlar iki hissədədir. Tərkibinə görə fərqlənirlər. Bu iki hissə qaynaqla birləşdirilir. Egzoz valfının diskinin iş pahı da ayrı bir elementdir. İstiliyədavamlı xüsusiyyətlərə və mexaniki gərginliyə qarşı müqavimət göstərən başqa bir metal növündən əmələ gəlir. Bu xüsusiyyətlərə əlavə olaraq, egzoz klapanlarının son üzü pas əmələ gəlməsinə daha az həssasdır. Düzdür, bir çox klapandakı bu hissə lövhənin hazırlandığı metalla eyni materialdan hazırlanır.

Giriş elementlərinin başları ümumiyyətlə düzdür. Bu dizayn tələb olunan sərtliyə və icra rahatlığına malikdir. Yüksək mühərriklər konkav disk valfları ilə təchiz edilə bilər. Bu dizayn standart həmkarından bir qədər yüngüldür və bunun sayəsində ətalət qüvvəsini azaldır.

Çıxış tərəflərinə gəldikdə, başlarının forması ya düz, ya da qabarıq olacaqdır. İkinci seçim daha səmərəlidir, çünki aerodinamik dizaynı sayəsində yanma kamerasından qazların daha yaxşı çıxarılmasını təmin edir. Üstəlik, qabarıq boşqab düz həmkarına nisbətən daha davamlıdır. Digər tərəfdən, belə bir element daha ağırdır, çünki ətalətinə görə əziyyət çəkir. Bu tip hissələr daha sərt yay tələb edəcəkdir.

Ayrıca, bu tip klapanların gövdə dizaynı giriş hissələrindən bir qədər fərqlidir. Elementdən daha yaxşı istilik yayılması üçün çubuq daha qalındır. Bu, hissənin güclü istiləşməsinə qarşı müqaviməti artırır. Bununla birlikdə, bu həll bir dezavantaja malikdir - çıxarılmış qazlara daha çox müqavimət yaradır. Buna baxmayaraq, istehsalçılar hələ də bu dizayndan istifadə edirlər, çünki işlənmiş qaz güclü təzyiq altında buraxılır.

Bu gün məcburi soyudulmuş klapanların yenilikçi bir inkişafı var. Bu modifikasiya içi boş bir nüvəyə malikdir. Maye natrium onun boşluğuna vurulur. Bu maddə güclü qızdırıldıqda buxarlanır (başın yaxınlığında yerləşir). Bu proses nəticəsində qaz metal divarlardan istilənir. Yüksəldikcə qaz soyuyur və yoğuşur. Maye, əməliyyatın təkrarlandığı bazaya aşağı axır.

Valfların interfeysin möhkəmliyini təmin etməsi üçün oturacaqda və diskdə bir paz seçilir. Adımı aradan qaldırmaq üçün bir əyiklə də edilir. Vanalara mühərriki quraşdırarkən, başın üstünə sürtülürlər.

Oturacaqdan başa keçidin sızdırmazlığı flanş korroziyasından təsirlənir və çıxış hissələri tez-tez karbon çöküntülərindən əziyyət çəkir. Valf ömrünü uzatmaq üçün bəzi mühərriklər, çıxış bağlandıqda valfi biraz çevirən əlavə bir mexanizmlə təchiz olunmuşdur. Bu, yaranan karbon çöküntülərini aradan qaldırır.

Bəzən klapan sapının qırılması olur. Bu, hissənin silindrə düşməsinə və motorun zədələnməsinə səbəb olacaqdır. Arızalanma üçün krank mili üçün bir neçə ətalət dövrü etməsi kifayətdir. Bu vəziyyətin qarşısını almaq üçün avtomatik klapan istehsalçıları hissəni saxlama üzüyü ilə təchiz edə bilərlər.

Vana dabanının xüsusiyyətləri haqqında bir az. Eksantrik mili kamından təsirləndiyindən bu hissə sürtünmə gücünə məruz qalır. Vananın açılması üçün kam yayını sıxacaq qədər güclə aşağıya itələməlidir. Bu bölmə kifayət qədər yağ almalı və tez aşınmaması üçün bərkimişdir. Bəzi motor dizaynerləri çubuqların aşınmasının qarşısını almaq üçün bu cür yüklərə davamlı materiallardan hazırlanmış xüsusi qapaqlar istifadə edirlər.

Isıtma zamanı valfın qola ilişməməsi üçün sapın cymbala yaxın hissəsi dabanın yanındakı hissədən bir qədər incədir. Valf yayını düzəltmək üçün, valfların sonunda, dəstəyin krakerlərinin daxil edildiyi (yay dayandığı sabit bir lövhə) iki yiv düzəldilir.

Vana bulaqları

Yaz valfın səmərəliliyinə təsir göstərir. Başın və oturacağın sıx bir əlaqə təmin etməsi və işləmə mühitinin meydana gələn fistula nüfuz etməməsi üçün lazımdır. Bu hissə çox sərtdirsə, val şaftının eksantrik mili kamı və ya dabanı sürətlə köhnəlir. Digər tərəfdən, zəif bir yay iki element arasında sıx bir uyğunluq təmin edə bilməyəcəkdir.

Bu element sürətlə dəyişən yüklər şəraitində işlədiyindən qıra bilər. Elektrik enerjisi istehsalçıları sürətli qəzaların qarşısını almaq üçün müxtəlif növ yaylardan istifadə edirlər. Bəzi zamanlamalarda cüt növlər quraşdırılır. Bu dəyişiklik fərdi elementin yükünü azaldır və bununla da işləmə müddətini artırır.

Bu dizaynda yaylar növbələrin fərqli bir istiqamətinə sahib olacaqdır. Bu, qırıq hissənin hissəciklərinin digərinin döngələri arasında keçməsinin qarşısını alır. Bu elementləri hazırlamaq üçün yay poladından istifadə olunur. Məhsul əmələ gəldikdən sonra temperlənir.

Kenarlarda, hər yay bütün daşıyıcı hissənin vana başlığı və silindr başlığına bərkidilmiş üst lövhə ilə təmasda olması üçün torpaqlanır. Hissənin oksidləşməsinin qarşısını almaq üçün kadmiyum təbəqəsi ilə örtülür və sinklənir.

Klassik zamanlama klapanlarına əlavə olaraq, idman vasitələrində bir pnevmatik klapan da istifadə edilə bilər. Əslində, bu eyni elementdir, yalnız xüsusi bir pnevmatik mexanizm tərəfindən hərəkətə gətirilir. Bunun sayəsində, mühərrikin inanılmaz inqilablar inkişaf etdirə biləcəyi belə bir əməliyyat dəqiqliyi əldə edilir - 20 minə qədər.

Belə bir inkişaf 1980-ci illərdə ortaya çıxdı. Heç bir yay təmin edə bilməyəcəyi deliklərin daha dəqiq açılmasına / bağlanmasına kömək edir. Bu aktuator, valfın üstündəki bir rezervuardakı sıxılmış qazla işləyir. Kam valfı vurduqda, təsir gücü təxminən 10 bar təşkil edir. Vana açılır və eksantrik mili dabanındakı zərbəni zəiflədikdə, sıxılmış qaz hissəni tez bir zamanda yerinə qaytarır. Mümkün sızıntılar səbəbindən təzyiqin düşməsinin qarşısını almaq üçün sistem, rezervuarı təxminən 200 bar təzyiqdə olan əlavə bir kompressorla təchiz edilmişdir.

James Ellison, PBM Aprilia, CRT Testi Jerez Fevral 2012

Bu sistem MotoGP sinif motosikllərində istifadə olunur. Bir litr həcmli mühərrik həcminə malik bu nəqliyyat 20-21 min krank mili dövrü inkişaf etdirə bilər. Bənzər bir mexanizmə sahib olan bir model Aprilia motosiklet modellərindən biridir. Gücü inanılmaz 240 at gücündə idi. Düzdür, iki təkərli nəqliyyat vasitəsi üçün bu çoxdur.

Valf təlimatları

Bu hissənin klapanın işində rolu düz bir xəttdə hərəkət etməsini təmin etməkdir. Qol çubuğun soyumasına da kömək edir. Bu hissənin davamlı yağlanmasına ehtiyac var. Əks təqdirdə, çubuq davamlı istilik stresinə məruz qalacaq və qol tez bir zamanda aşınacaqdır.

Bu cür buruqların istehsalı üçün istifadə edilə bilən material istiyə davamlı olmalı, davamlı sürtünməyə davam etməli, bitişik hissədən istiliyi yaxşı çıxarmalı və eyni zamanda yüksək temperaturlara davamlı olmalıdır. Bu cür tələblər inci boz çuqun, alüminium bürünc, xrom və ya xrom nikel ilə keramika ilə qarşılana bilər. Bu materialların hamısı gözenekli bir quruluşa malikdir və bununla da səthində yağ saxlamağa kömək edir.

Egzoz klapanı üçün buruq, giriş arasındakı ekvivalentdən daha az gövdə arasında boşluğa sahib olacaqdır. Bunun səbəbi tullantı qazının çıxarılması valfının daha böyük istilik genişlənməsidir.

Vana oturacaqları

Bu, hər silindr və vana diskinin yaxınlığında silindr başlığının dəliyinin əlaqə hissəsidir. Başın bu hissəsi mexaniki və istilik gərginliklərinə məruz qaldığından, yüksək istiyə və tez-tez təsirlərə yaxşı müqavimət göstərməlidir (avtomobil sürətlə hərəkət edərkən eksantrik mili dövrəsi o qədər yüksəkdir ki, klapanlar sözün əsl mənasında oturacağa düşür).

Silindr bloku və başlığı alüminium ərintidən hazırlanırsa, vana oturacaqları mütləq poladdan hazırlanır. Çuqun onsuz da bu cür yüklərlə yaxşı mübarizə aparır, buna görə də bu modifikasiyada yəhər başın özündə hazırlanır.

Plug-in yəhərlər də mövcuddur. Onlar yüngül lehimli dəmir və ya istiyə davamlı poladdan hazırlanır. Elementin pahının bu qədər aşınmaması üçün, istiliyədavamlı metalın laylanması ilə həyata keçirilir.

Taxma oturacağı baş deliğində müxtəlif yollarla sabitlənir. Bəzi hallarda basıldı və elementin yuxarı hissəsində quraşdırma zamanı baş gövdəsinin metalı ilə doldurulmuş bir yiv düzəldildi. Bu, müxtəlif metallardan yığma bütövlüyü yaradır.

Polad oturacaq baş gövdəsindəki üst hissə yandırılaraq əlavə olunur. Silindrik və konik yəhərlər var. Birinci halda, dayanacağa monte edilirlər, ikincisi isə kiçik bir uç boşluğuna malikdirlər.

Mühərrikdəki klapanların sayı

Standart 4 vuruşlu yanma mühərrikinin hər silindrində bir eksantrik mili və iki valf vardır. Bu dizaynda, bir hissə hava və ya sadəcə hava qarışığının (yanacaq sistemində birbaşa enjeksiyon varsa) vurulmasından, digəri işlənmiş qazların egzoz manifolduna atılmasından cavabdehdir.

Silindr başına dörd klapan olduğu mühərrik modifikasiyasında daha səmərəli iş - hər faza ikisi. Bu dizayn sayəsində kameranın VTS və ya havanın yeni bir hissəsi ilə daha yaxşı bir şəkildə doldurulması, həmçinin işlənmiş qazların sürətlə çıxarılması və silindr boşluğunun ventilyasiyası təmin edilir. Avtomobillər ötən əsrin 70-ci illərindən başlayaraq bu cür mühərriklərlə təchiz olunmağa başladı, baxmayaraq ki, bu cür vahidlərin inkişafı 1910-cu illərin birinci yarısında başlamışdı.

Bu gün güc qurğularının işini yaxşılaşdırmaq üçün beş klapanın olduğu bir mühərrik inkişafı var. İki çıxış üçün, üçü giriş üçün. Belə bölmələrə nümunə olaraq Volkswagen-Audi konserninin modellərini göstərmək olar. Belə bir mühərrikdə zamanlama kəmərinin işləmə prinsipi klassik versiyalarla eyni olsa da, bu mexanizmin dizaynı mürəkkəbdir və bu da yenilikçi inkişafı bahalı edir.

Bənzər bir qeyri-ənənəvi yanaşma, avtomobil istehsalçısı Mercedes-Benz tərəfindən də tətbiq olunur. Bu avtomobil istehsalçısının bəzi mühərrikləri hər silindr üçün üç klapanla təchiz olunmuşdur (2 giriş, 1 egzoz). Əlavə olaraq, qazanın hər otağına iki buji quraşdırılmışdır.

İstehsalçı, yanacaq və havanın daxil olduğu kameranın ölçüsünə görə klapan sayını təyin edir. Doldurmağı yaxşılaşdırmaq üçün BTC-nin təzə hissəsinə daha yaxşı axın təmin etmək lazımdır. Bunu etmək üçün, çuxurun diametrini və onunla plitənin ölçüsünü artıra bilərsiniz. Lakin bu modernləşmənin öz hüdudları var. Ancaq əlavə bir giriş valfının quraşdırılması olduqca mümkündür, buna görə avtomobil istehsalçıları yalnız bu cür silindr başlığı modifikasiyalarını inkişaf etdirirlər. Suqəbuledici sürət egzozdan daha vacib olduğundan (egzoz pistonun təzyiqi altında çıxarılır), tək sayda klapanla hər zaman daha çox suqəbuledici element olacaqdır.

Vanalar nədir

Vanalar maksimum temperatur və mexaniki gərginlik şəraitində işlədiyindən bu cür amillərə davamlı metaldan hazırlanır. Hər şeydən çox qızdırır, həmçinin oturacaq və klapan diski arasındakı təmas yeri olan mexaniki stresslə qarşılaşır. Yüksək mühərrik sürətində, klapanlar sürətlə oturacaqlara batır və hissənin kənarında bir şok yaradır. Həm də hava və yanacaq qarışığının yanması zamanı lövhənin nazik kənarları kəskin istiləşməyə məruz qalır.

Vana diskinə əlavə olaraq, vana qolları da vurğulanır. Bu elementlərin aşınmasına gətirib çıxaran mənfi amillər kifayət qədər yağlama və sürətli vana hərəkəti zamanı davamlı sürtünmədir.

Bu səbəblərdən klapanlar üçün aşağıdakı tələblər qoyulur:

1. Giriş / çıxışı möhürləməlidirlər;
2. Güclü isitmə ilə plitənin kənarları yəhərə təsirlərdən deformasiya olmamalıdır;
3. Gələn və ya çıxan mühitə heç bir müqavimət yaranmaması üçün yaxşı bir şəkildə düzəldilməlidir;
4. Hissə ağır olmamalıdır;
5. Metal sərt və davamlı olmalıdır;
6. Güclü oksidləşməməlidir (avtomobil nadir hallarda sürdükdə, başların kənarları paslanmamalıdır).

Dizel mühərriklərindəki çuxuru açan hissə 700 dərəcəyə qədər, benzin analoqlarında isə sıfırdan 900-ə qədər qızdırır. Vəziyyət belə bir güclü istiləşmə ilə açıq valfın soyumaması ilə çətinləşir. Çıxış valfi yüksək istiyə davam edə biləcək hər hansı bir yüksək lehimli poladdan hazırlana bilər. Artıq qeyd edildiyi kimi, bir vana iki fərqli metaldan hazırlanır. Baş yüksək temperaturlu ərintilərdən, gövdə isə karbon poladdan hazırlanır.

Suqəbuledici elementlərə gəldikdə, oturacaqla təmasda olaraq soyudulur. Buna baxmayaraq, onların temperaturu da yüksəkdir - təxminən 300 dərəcədir, buna görə hissənin qızdırıldığı zaman deformasiya olmasına icazə verilmir.

Xrom tez-tez klapanların xammalına daxil olur və bu da istilik stabilliyini artırır. Benzin, qaz və ya dizel yanacağının yanması prosesində, metal hissələri aqressiv şəkildə təsir edə biləcək bəzi maddələr sərbəst buraxılır (məsələn, qurğuşun oksidi). Nikel, manqan və azot birləşmələri mənfi reaksiyanın qarşısını almaq üçün qapaq başlığı materialına daxil edilə bilər.

Və nəhayət. Hər hansı bir mühərrikdə zaman keçdikcə klapanların yanması hər kəs üçün sirr deyil. Bunun səbəbləri haqqında qısa bir video təqdim edirik:

Maşın mühərrikindəki klapanları yandıran səbəblər Sürücülərin% 95-i bunu bilmir

Suallar və cavablar:

Mühərrikdəki klapanlar nə edir? Açılan zaman suqəbuledici klapanlar silindrə təzə havanın (yaxud hava/yanacaq qarışığının) axmasına imkan verir. Açıq egzoz klapanları işlənmiş qazları egzoz manifolduna aparır.

Vanaların yandığını necə başa düşmək olar? Yanmış klapanların əsas xüsusiyyəti rpm-dən asılı olmayaraq mühərrikin üçqat hərəkətidir. Eyni zamanda, mühərrik gücü layiqincə azalır və yanacaq sərfiyyatı artır.

Hansı hissələr klapanları açır və bağlayır? Klapanın sapı eksantrik mili camlarına bağlıdır. Bir çox müasir mühərriklərdə bu hissələr arasında hidravlik qaldırıcılar da quraşdırılmışdır.