Что такое клапан в двигателе: Что такое клапан двигателя. Для чего нужны клапаны на цилиндрах двигателя

Клапана газораспределения дизельных двигателей, впускной клапан, выпускной клапан / НЕВА-диз

 

Постоянно на складе и под заказ впускные и выпускные клапана газораспределения судовых двигателей:

                                                                   

клапан впуска 4Ч 8,5/11
клапан выпуска 4Ч 8,5/11
клапан впуска 6Ч 9,5/11
клапан выпуска 6Ч 9,5/11

 

клапан впускной 4Ч 10,5/13
клапан выпускной 4Ч 10,5/13
клапан впускной 6Ч 12/14
клапан выпускной 6Ч 12/14

клапан впускной 3Д6/Д12
клапан выпускной 3Д6/Д12

клапан впускной 6ЧН 18/22
клапан выпускной 6ЧН 18/22

клапан впускной 6ЧН 25/34
клапан выпускной 6ЧН 25/34

клапан впускной 6Ч 23/30
клапан выпускной 6Ч 23/30
клапан впускной Г60 (6ЧН 36/45)
клапан выпускной Г60 (6ЧН 36/45)

клапан впускной 6S 160
клапан выпускной 6S 160

Клапаны (впускной клапан, выпускной клапан) – детали двигателя, служащие для периодического открывания и закрывания отверстий впускных и выпускных каналов в зависимости от положения поршней в цилиндре и от порядка работы двигателя.

Клапаны расположены в головке цилиндров под углом к вертикальной оси цилиндров. Стальной впускной клапан изготовлен цельным, а выпускной состоит из двух частей, соединённых в заготовке сваркой. Верхняя часть клапана — его стержень — изготовлена из стали, имеющей высокую износостойкость, нижняя часть стержня и головка выпускного клапана сделаны из термостойкой стали.

Уплотнительной поверхности клапанной головки приходится входить в соприкосновение с клапанным седлом до 70 раз в секунду. Возникающие при этом динамические усилия, а также силы клапанных пружин и давление воспламенения представляют собой весьма серьезное испытание для этих деталей.

Особенно сильному нагреву подвергается выпускной клапан: отработанный газ имеет температуру до 800°С. В течение того короткого времени, пока рабочие поверхности входят в соприкосновение друг с другом, необходимо осуществить максимальную передачу тепла с клапанного седла на головку цилиндра.

Правильный выбор впускных/выпускных клапанов
Выбор материала

При выборе клапанов для форсированного двигателя наибольшее количество вопросов вызывает именно выбор материала. Производители предлагают широкий выбор материалов, удовлетворяющий требованиям практически любого двигателя. Некоторые производители имеют в своем ассортименте один-два типа материала, заявляя при этом о его универсальности и том, что он подходит ко всем моторам. Однако если взять в расчет условия, в которых приходится работать клапанам, становится понятным необоснованность таких заявлений, один тип материала ни в коем случае не может подойти ко всем без исключения двигателям. Основная разница между впускными и выпускными клапанами состоит в различных рабочих температурах. Выпускные клапаны находятся под постоянным воздействием крайне разрушительных газов, а температуры часто превышают рубеж 760°С. Впускные же клапаны постоянно охлаждаются потоками воздушно-топливной смеси и не разогреваются до таких температур. Специфические сплавы впускного клапана при своей не слишком высокой рабочей температуре могут оказаться прочнее нержавеющей стали выпускного клапана.

Конструкция головки клапана

Форма головки клапана и ее размеры имеют особое значение для мощности двигателя. А ключевым звеном является диаметр головки и угол седла. Клапаны, имеющие вогнутую со стороны камеры сгорания головку, — несколько легче обычных, но из-за увеличенного объема камеры сгорания имеет место некоторое падение компрессии. Диаметр головки клапана прямо пропорционально связан с интенсивностью прохождения потоков воздушно-топливной смеси и, следовательно, мощностью двигателя. То есть клапан должен иметь достаточный для свободного прохождения потоков смеси диаметр головки. Повысить мощность двигателя можно установив в головку блока клапаны с увеличенным диаметром головок. Такие клапаны, однако, имеют и недостаток – заметное снижение пиковой мощности и крутящего момента. Выбор диаметра клапана в итоге оказывается компромиссом между низкими оборотами и пиковой мощностью, определяющим же фактором при этом является предназначение двигателя. В обычных, нетурбированных двигателях, диаметр головки впускного клапана больше диаметра выпускного на 25%.

Угол седла клапана

Угол седла клапана обычно определяется производителем двигателя, хотя измерить его можно в любой мастерской. Даже если в распоряжении мастерской имеется гидростенд, лучше не испытывать судьбу и следовать рекомендациям производителя относительно угла седла, поскольку его значение имеет огромное значение. При обработке седла клапана необходимо уделять особое внимание точности. Для того, чтобы контактная поверхность седла соприкасалась с нужной точкой фаски клапана и имела требуемую ширину (1,15 – 1,5 мм), седло должно быть обработано под несколькими углами. Профессионально обработанные седла (как показано на рисунке 1) могут существенно повысить мощность двигателя. При измерении углов нужно быть внимательным, в некоторых двигателях, как, например, у показанного на рисунке 2 двигателя Honda S2000, имеют место сужающиеся углы.

Обработка нижней части головки клапана – полировка

Форма нижней части головки клапана и качество ее обработки также влияет на прохождение потоков смеси через клапан. Нижняя поверхность головок высококачественных клапанов проходит специальную механическую обработку, повышающую прочность клапана и облегчающую прохождение потоков смеси. Полировка имеет несколько положительных сторон. Во-первых, благодаря удалению с поверхности всех неровностей первичной обработки облегчается прохождение потоков смеси, а во-вторых, в процессе полировки удаляются все возможные концентраторы напряжения.

Конструкция штока клапана – диаметр и выточка на штоке

Именно шток является опорной поверхностью, контактирующей с направляющей клапана. Упор же клапана должен обладать достаточным запасом прочности, способным выдерживать постоянные нагрузки, передаваемые на клапан качающимся рычагом. Диаметр штока зависит от того, какой вес и запас прочности ожидается от клапана. Некоторые клапаны премиум-класса имеют вырезку на штоке. Вырезка уменьшает диаметр в области ниже направляющей и ощутимо увеличивает проходимость смеси при низком подъеме головки клапана. При этом слегка снижается вес клапана. Существенно снизить вес клапана можно уменьшив диаметр его штока.
Покрытие клапана и его зазор

Хромирование штока клапана увеличивает его долговечность в условиях недостаточного смазывания.

Это особенно актуально для сильно разогревающихся выпускных клапанов. В настоящее время покрытие имеют все более или менее качественные клапаны, что позволяет удовлетворить требованиям самых строгих маслосберегающих технологий. Зазор между штоком клапана и направляющей зависит от многих факторов: диаметра штока, предназначения двигателя, свойств материала направляющей и типа сальника клапана. Клапаны, имеющие недостаточный зазор, могут привести к значительно большим повреждениям двигателя, чем клапаны с чрезмерным зазором. Наиболее распространенные значения зазора впускных клапанов – 0,04-0,06 мм, выпускных – 0,05-0,075 мм.
Конструкция замка клапанной пружины

Наиболее распространенная конструкция замка клапанной пружины – прямоугольной формы канавка. Компоненты такого замка представлены в широком ассортименте форм и типов материалов. Кроме этого свою эффективность доказали и многоканавочные замки, позволяющие клапану вращаться независимо от пружины и ее тарелки. Благодаря этому достигается равномерный износ и чистота контактных поверхностей фаски клапана и седла, а это в свою очередь увеличивает долговечность клапана.

И хотя среднестатистический автомобиль великолепно работает с многоканавочной конструкцией замка тарелки пружины, для форсированных двигателей рекомендуется одноканавочная конструкция. Полукруглая форма канавки замка объективно нужна только в клапанах с очень маленьким диаметром штока, работающих на пределе прочности. Поломка клапана в области канавки замка – довольно нетипичное явление.
Конструкция упора клапана

Упор клапана должен обладать достаточным запасом прочности, чтобы противостоять постоянному давлению качающегося рычага. Нержавеющую сталь невозможно закалить до такого уровня, чтобы она выдерживала подобные нагрузки, поэтому упор необходимо либо наваривать, либо делать съемным. Сплавы не на основе нержавеющей стали хорошо поддаются закалке и не нуждаются в наварных упорах или других укрепленных элементах. Шток клапана с многоканавочной конструкцией замка должен быть закален в области канавок либо наварен, если материал головки – нержавеющая сталь.

Вес клапана

Вес двигателя может быть фактором, ограничивающим обороты двигателя. Этот фактор обязательно нужно учитывать при его конструировании. При этом, учитывая больший размер впускных клапанов, им нужно уделять особое внимание. Вырезка на штоке клапана – незначительное снижение веса. Большого результата можно добиться, уменьшив диаметр штока клапана. Титановые клапаны хотя и дорого стоят, но имеют существенно меньший вес, что положительно сказывается на оборотах двигателя и долговечности пружин клапанного привода.

Зазор между поршнем и клапаном

Ни один клапан не выдержит удара о поршень. Основной причиной выхода из строя головок блока является именно такие удары. Рекомендуемый зазор между ними – 2,5 мм, хотя это значение и может показаться слишком большим. Безусловно. Меньший зазор обеспечит лучшие результаты, но при этом придется жертвовать надежностью двигателя.
Материалы для производства впускных и выпускных клапанов

Материалы для производства клапанов должны удовлетворять всем требованиям двигателя. Термин “нержавеющая сталь” обычно применяется по отношению ко сплавам стали, содержащим как минимум 10% хрома. Как будет показано ниже, сплав сильхром 1 приближается к этому уровню при том что стоимость его остается на уровне дешевых высокоуглеродистых сплавов.

Sil XB, 422, 21-2N и 21-4N: сплавы нержавеющей стали.

1541: высокоуглеродистая сталь с добавками марганца, повышающими коррозионную устойчивость. 8440: стальной сплав, пригодный для производства работающих с повышенными нагрузками клапанов. Для повышения термостойкости в сплав добавлен хром.

Sil1: стальной сплав с 8,5% содержанием хрома, пригодный для производства работающих с повышенными нагрузками клапанов. Используется для изготовления высококачественных впускных клапанов.

Sil XB: ферритный сплав, содержащий 20% хрома и 1,3% никеля. Используется для производства впускных клапанов, работающих с высокими нагрузками.

422: сплав нержавеющей стали, используемый для изготовления высококачественных впускных клапанов. Сплав разработан специально для впуcкных клапанов, диапазон рабочих температур его не подходит для изготовления выпускных клапанов. Клапаны из этого сплава часто имеют обозначение “для жестких условий”.

Ti-6: титан – легкий неферритный материал, применяемый для изготовления клапанов, работающих в высокооборотистых спортивных двигателях. Он на 40% легче стали и сохраняет прочность при высоких температурах. Обычно из титана изготавливаются впускные клапаны большого диаметра, хотя можно встретить и выпускные клапаны из этого материала.

21-2N: аустенитный стальной сплав, содержащий 21% хрома и 2% никеля. Наиболее популярный материал для изготовления выпускных клапанов, сохраняет свойства при существенных повышениях температуры. Благодаря дополнительной обработке характеристики клапана из такого материала можно приблизить к оптимальным. В итоге получается недорогой и очень качественный клапан.

21-4N: аустенитный стальной сплав, похожий по качествам на 21-2N, но с более высоким содержанием никеля (4%). Используется как альтернатива сплаву 21-2N.
                                                       

Как проверить, не заедает ли клапан двигателя автомобиля? • Автотехцентр Сокольники

Каждый двигатель имеет впускной и выпускной клапаны. Клапаны открываются, чтобы дать возможность поступить топливу и выпустить отработанные газы. Они закрываются по завершении цикла. Стержень клапана расположен в длинных трубчатых направляющих, вдоль которых он движется. Распределительный кулачковый вал поднимает и опускает клапан каждый раз, либо клапан автомобиля снабжен коромыслом клапана, рессорами, подъемником и штоком толкателя клапана для упрощения процесса.

Иногда случается, что один из клапанов двигателя заедает в открытом или закрытом положении, вызывая этим перебои в работе двигателя. Заедание клапана может серьезно сказаться на работе двигателя и значительно сократить срок его службы. Чтобы предотвратить поломку двигателя, следует незамедлительно провести диагностику на наличие повреждений.

* Проверьте, горит ли контрольный сигнал двигателя, расположенный на приборной панели, который должен загораться при нормальной работе и во время движения автомобиля. Если сигнальная лампа горит у индикатора выхлопов, это может означать, что проблема непосредственно в слишком холодном двигателе. Датчик количества кислорода в выхлопных газах может передавать неправильные данные о пропорциях воздушно-топливной смеси в систему выпуска отработанных газов.

* Проверьте, нет ли перебоев в работе двигателя сразу после его запуска. Холодный мотор будет усиливать заедание клапана, поскольку стержень клапана и трубчатые направляющие в охлажденном состоянии имеют минимальный зазор. После разогрева двигателя также могут быть перебои в работе и кратковременные остановки.

* Следите, не горит ли на приборной панели индикатор перегрева двигателя. Заклинивший выпускной клапан в закрытом положении создает повышенную температуру у цилиндров. Послушайте, нет ли звенящих или дребезжащих призвуков в шуме двигателя вместе с ранним зажиганием (после сжигания дополнительного топлива). Горячие участки на конусе цилиндра и днище поршня могут служить причиной подобных шумов.

* Проверьте, не идет ли какой-нибудь необычный запах из-под капота автомобиля рядом с каталитическим конвертером. Запах протухших яиц или сильный серный указывает на сатурированный каталитический конвертер, который не может сжечь насыщенную топливную смесь. Впускной клапан, заклинивший в открытом положении, пропускает слишком много плохо сгоревшего топлива через систему выпуска отработанных газов.

* Откройте крышку головки цилиндра двигателя. Найдите подходящий паз и резко дерните крышку с усилием. Если у вас четырехцилиндровый или рядный шестицилиндровый двигатель, откройте крышку одинарного клапана. Отсоедините все провода. С чьей-либо помощью переверните двигатель. Проверьте, насколько подвижны все пружины клапана и головка цилиндра. Каждая пружина в отдельности должна двигаться вверх и вниз с регулярным ритмом. Если какая-то пружина не двигается, болтается или двигается с трудом, это указывает на заедающий клапан.

* С помощью инструмента для монтажа контактов отсоедините проводку свечей зажигания от каждого цилиндра. Запомните расположение перемычек. Выкрутите свечи зажигания с помощью ключа из гнезд. Проверьте электроды искровых свечей. Они все должны быть желтовато-коричневого цвета. Если один из электродов влажный, покрыт налетом, темно-коричневого или черного цвета, все это указывает на неправильные пропорции топливной смеси либо на проблему перегрева, связанную с заклинившим клапаном (при условии, что у всех свечей достаточная искра).

* Вкрутите компрессометр рядом с одним из цилиндров. Убедитесь, что провод катушки отсоединен. Попросите помощника прокрутить двигатель шесть-семь раз и остановить мотор. Посмотрите данные psi (фунтов на каждый квадратный дюйм) на указателе компрессии и запишите их. Проверьте таким способом с помощью компрессометра все цилиндры и запишите данные. У всех цилиндров должны быть высокие показатели, каждый должен показывать не ниже 30 фунтов, и у всех показания должны быть примерно одинаковыми. При заклинившем впускном или выпускном клапане в открытом или полуоткрытом положении заметно падает уровень компрессии в цилиндрах. Если показания будут на нулевой отметке, значит, один из клапанов заклинило в полностью открытом положении.

Что такое клапанная пружина и как она работает?

Возможно, вы немного знакомы с тем, как работает клапанная пружина в двигателе вашего автомобиля, но эти пружины также играют важную роль в мире морской техники.

Пока пружины способны поддерживать необходимое давление, они помогут вам избежать внезапных отказов и повреждений двигателя. Короче говоря, они помогают поддерживать бесперебойную работу ваших клапанов.

Но это еще не все.

Читайте дальше, чтобы узнать о проблемах, которые может помочь предотвратить пружинный клапан, изучить различные типы пружинных клапанов и понять, как распознать общие признаки проблемы.

Что делают клапанные пружины?

Во-первых, давайте обсудим роль клапанной пружины в мире морской техники.

Пружина клапана помещается вокруг штока клапана и удерживается на месте фиксатором. Его основная задача состоит в том, чтобы контролировать весь клапанный механизм, обеспечивая постоянное приложение надлежащего давления пружины для предотвращения дребезга клапана.

Поскольку дребезг клапана может привести к полному отказу двигателя, потере мощности и даже поломке клапана, эти пружины выполняют довольно важную функцию.

Кроме того, пружина клапана давления также помогает предотвратить зависание клапана или разъединение между распределительным валом и клапанным механизмом, которое происходит, когда скорость двигателя опережает пружины клапана.

Пружины помогают защитить ось, стенки цилиндров, поршни и подшипники двигателя, поскольку они заставляют клапаны полностью закрываться, обеспечивая надлежащую степень сжатия.

Они также помогают решить проблемы с гидравлическими подъемниками, работая против давления масла во внутреннем поршне и предотвращая движение подъемника вверх.

 

Типы клапанных пружин

Так же, как существует множество типов клапанов, существует множество вариантов клапанных пружин.

Конические пружины имеют меньшую верхнюю половину, что означает меньшую возвратно-поступательную массу и более высокий уровень собственной частоты.

Если вам нужны более высокие подъемы, которые лучше распределяют вес, выберите овальную проволочную пружину. Пружины Beehive также идеально подходят для снижения веса и разброса, а также хороши для двигателей с высокими оборотами.

Цилиндрические пружины — наиболее распространенный вариант, но они часто просто не создают достаточного давления для правильного управления вашим клапанным механизмом.

Проблема с пружиной клапана?

Чтобы избежать катастрофы, вам нужно как инвестировать в высококачественные пружины клапанов, так и научиться распознавать первые признаки проблем с пружинами вашего двигателя.

Для этого поместите вакуумметр на двигатель и включите его. Если показания вакуумметра продолжают быстро меняться каждый раз, когда вы увеличиваете скорость двигателя, вы будете знать, что ваши клапанные пружины, вероятно, нуждаются в замене.

Если вы постоянно запускаете двигатель на более высоких оборотах, вполне вероятно, что пружина клапана сгорела, а это означает, что цилиндр будет постоянно давать пропуски зажигания.

 

Нужна высококачественная пружина клапана?

Мы надеемся, что это руководство по пружине клапана оказалось полезным.

Однако помните, что для получения результатов, которых вы заслуживаете, вы должны инвестировать в высококачественные, хорошо спроектированные пружины клапанов, клапаны и другие фитинги.

Здесь на помощь приходят наши продукты.

Ознакомьтесь с тем, что мы предлагаем, чтобы узнать больше о разнице CPV, и обращайтесь к нам с любыми вопросами.

Что такое клапан двигателя? | Как это работает?

Оставить комментарий / Механический / Автор мохдсухель

Содержание

Знакомство с клапаном двигателя

Клапан двигателя представляет собой механическую деталь, позволяющую жидкости входить и выходить из камеры сгорания или цилиндра при работающем двигателе. Клапаны двигателя работают так же, как и другие клапаны (то есть пропускают или блокируют поток жидкости).

Клапан двигателя

Клапан двигателя соединен с распределительным валом. Движение распределительного вала управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов. Правильная работа распределительного вала обеспечивает правильное открытие и закрытие клапана.

Головка блока цилиндров обеспечивает сохранность клапанов двигателя. Основная функция клапана двигателя — обеспечивать поступление жидкости в цилиндр и выход из него. Воздух способствует воспламенению топлива. Энергия, вырабатываемая при сгорании топливовоздушной смеси, используется для толкания поршня вверх и вниз.

Принцип работы клапана двигателя

Работа клапанов двигателя сильно зависит от движения поршня, коленчатого и распределительного валов. Распределительный вал управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов. Клапаны двигателя работают следующим образом:

• На такте впуска поршень движется от ВМТ к НМТ. Во время этого хода поршень передает движение коленчатому валу через шатун.
• Затем коленчатый вал передает это движение распределительному валу.
• Когда распределительный вал получит движение, нажмите на впускной клапан, чтобы открыть его. Когда впускной клапан открывается, жидкость начинает поступать в цилиндр. Во время этого процесса выпускной клапан остается закрытым.
• Поршень совершает возвратно-поступательное движение в такте сжатия, когда жидкость перемещается по мере необходимости.
• Во время такта сжатия распределительный вал толкает и снова закрывает впускной клапан.
• После сжатия поршень совершает рабочий ход. Во время рабочего такта впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми.
• В конце рабочего такта поршень перемещается, завершая такт выпуска. Во время такта выпуска распределительный вал толкает выпускной клапан и открывает впускной клапан, в то время как он остается закрытым.

Типы клапанов двигателя

1. Тарельчатый клапан
2. Втулочный клапан
3. Поворотный клапан
4. Пластинчатый клапан

Давайте кратко рассмотрим эти типы клапанов двигателя.

1. Тарельчатый клапан

Тарельчатые клапаны также называются грибовидными клапанами. Они известны как тарельчатые клапаны, потому что они перемещаются вверх и вниз. Этот тип выпускного клапана используется для регулирования времени и количества газа, поступающего в двигатель. Тарельчатые клапаны в основном используются в автомобильных двигателях.

Тарельчатый клапан

Этот тип клапана имеет шток и находится впереди. Как правило, поверхность клапана должна совпадать с седлом клапана под углом от 30° до 45° для идеального уплотнения.

На штоке клапана имеется канавка для фиксации держателя пружины. Конец штока соприкасается с кулачком, позволяя клапану двигаться вверх и вниз.

Для выпускных клапанов дифференциальное давление используется для герметизации клапана. Для впускных клапанов перепад давления помогает открыть клапан.

2. Втулочный клапан

Как следует из названия, втулочный клапан представляет собой скользящую или вращающуюся втулку или трубку, установленную между стенкой цилиндра и поршнем цилиндра двигателя внутреннего сгорания.

Втулочный клапан

Внутренняя часть гильзы образует внутреннюю гильзу цилиндра, по которой вращается/скользит поршень.