Впускной клапан двигателя

Rheinmetall Automotive

Причина: Отрегулированный зазор в клапанном приводе слишком мал, или не соблюдалась периодичность технического обслуживания.

Следствие: Клапан больше не закрывается надлежащим образом. Отработавшие газы, протекающие мимо седла клапана, нагревают головку клапана. Это вызывает перегрев и прогорание головки клапана в области

седла.

Причина: При монтаже пружина была неправильно установлена. Перекос привел к боковому изгибающему моменту (M) на стержне клапана.

Следствие: Вызванная этим переменная нагрузка при изгибе привела к повреждению направляющей клапана и, в конечном счете, к поломке конца стержня клапана.

Причина: После установки толкателя не было соблюдено предписанное время ожидания до запуска двигателя (не менее 30 мин.). Из-за этого не хватило времени для удаления избыточного масла из рабочей области толкателя.

Следствие: При преждевременном запуске двигателя клапаны ударяются о поршни, сгибаются или ломаются.

Причина: При доработке седло клапана или его направляющая были неправильно центрированы.

Следствие: Клапан не закрывается надлежащим образом, перегревается и прогорает в области седла. Из-за односторонней нагрузки на головку клапана возможны также усталостные изломы в области галтеля.

Причина: Зазор в направляющих клапанов слишком большой, т. к. они сильно изношены или были слишком широко рассверлены при ремонте.

Следствие: Вследствие прорыва горячих газов возможно сильное нагарообразование в области стержней и направляющих. Ход клапана становится тяжелым, клапан больше не закрывается, и это приводит к перегреву (прогоранию, плавлению) поверхности седла.

Причина: При восстановлении направляющих клапанов диаметр направляющих был неправильно замерен и оказался слишком мал.

Следствие: Недостаток смазки, тяжелый ход и заедание стержня клапана в направляющей. В результате это может также привести к перегреву в области головки или седла клапана.

Причина: При восстановлении клапанов были использованы старые, изношенные сухари клапанов.

Следствие: При повторном использовании изношенных сухарей возможно ослабление зажимного крепления во время работы. На стержне появляется коррозия от трения, а клапан в этом месте теряет прочность. Из-за этого возможны усталостные изломы от колебаний.

Причина: Распределение силы от коромысла на поверхность конца стержня клапана осуществляется нецентрично.

Следствие: Это приводит к одностороннему износу стержня и его конца. Нагрузка на стержень клапана под действием поперечной силы, вызванная нецентричным распределением силы, приводит к усталостным изломам в области зажимного крепления.

Причина: Изгиб стержня клапана приводит к односторонней нагрузке седла клапана на кольцо седла.

Следствие: Односторонняя нагрузка вызывает переменную нагрузку при изгибе и усталостные изломы в области галтеля, в месте перехода к стержню.

Причина: Из-за нарушения процесса сгорания в камере сгорания возникают значительные температурные нагрузки и нагрузки от давления.

Следствие: Головка клапана не выдерживает сильной термомеханической нагрузки и прогибается внутрь. Она принимает так называемую тюльпанообразную форму и ломается.

Группа Motorservice использует на Вашем устройстве файлы куки с целью оптимального оформления и постоянного улучшения своих веб-страниц, а также в статистических целях. Здесь Вы найдете дополнительную информацию об использовании куки, наши Выходные данные и Указания по защите персональных данных.

Нажатием кнопки «OK» Вы подтверждаете, что Вы приняли к сведению информацию о файлах куки, заявление о защите данных и выходные данные. Ваши настройки в отношении файлов куки для данного веб-сайта Вы можете изменитьв любое время [ссылка]

  OK! Я прочитал(-а) указания и принял(-а) их к сведению.

Источник: https://www.ms-motorservice.com/ru/tekhnipedija/post/povrezhdenija-klapanov-i-ikh-prichiny/

Клапан управления заслонкой впускного коллектора, устройство и принцип работы, диагностика неисправностей и способы ремонта

Впускной коллектор – это часть двигателя, которая обеспечивает равномерное распределение горючей смеси между всеми цилиндрами.

На каждый цилиндр идет отдельный патрубок, по которому воздух или топливно-воздушная смесь проходит, двигаясь за счет создаваемого отходящими вниз поршнями разрежения в коллекторе.

Для того, чтобы топливо не оседало в виде конденсата на стенках коллектора, его внутреннюю поверхность делают шероховатой, вследствие чего в нем создается турбулентность и мельчайшие капли распыленного топлива не конденсируются. Форма самого коллектора всегда ровная, не имеющая угловатых изгибов, что объясняется стремлением изготовителя исключить лишние перепады давления при работе двигателя.

Клапан впускного коллектора

Устройство и принцип действия

В устройстве данного узла немаловажное, практически решающее, значение имеет переключающий клапан. Такой клапан используется только в атмосферных двигателях, поскольку при принудительном наддуве нет необходимости создавать дополнительное давление таким образом. При уже закрытом впускном клапане воздух колеблется с частотой, пропорциональной длине коллектора и оборотам двигателя.

В момент резонанса начинает происходить резонансный наддув, из-за чего воздух во впускные клапаны поступает под увеличенным давлением.

При разной скорости вращения коленчатого вала двигателя воздух по коллектору идет с разной скоростью и положение клапана системы изменения геометрии впускного коллектора тоже разное. Когда двигатель не запущен, шток пневмокамеры, регулирующей положение клапана, выдвинут до конца и коллектор находится в коротком положении.

Когда же происходит запуск, то клапан открывается и пропускает разреженный воздух через систему в пневмокамеру, которая втягивает шток, переводя коллектор на длинное положение. Проходя по длинному коллектору, воздух под более высоким давлением поступает в цилиндры и на низких оборотах двигатель работает ровно и уверенно.

Клапан впускного коллектора в системе двигателя

До достижения 4,5 тыс. об/мин клапан так и находится в режиме длинного коллектора, но по достижении электронный блок управления отключает подачу напряжения на клапан и он переходит в закрытое положение, вакуум на воздушную камеру перестает поступать.

Чтобы система вернулась в изначальное состояние необходимо высокое давление в пневмокамере спустить, для чего есть на электромагнитном клапане атмосферный штуцер.

Когда отключается напряжение, электромагнитный клапан открывает соединение пневмокамеры с атмосферным штуцером и в нее набирается воздух, шток выдвигается.

Электромагнитный клапан состоит из трех штуцеров и электромагнитной катушки.  На разных автомобилях он располагается несколько по-разному, однако, найти его всегда можно около ресивера.

Атмосферный клапан закрыт крышечкой, которую нужно иногда снимать для проверки на загрязнение и периодически проверять напряжение на подводящем проводе для диагностики возможных проблем при неровной работе двигателя.

Электромагнитный клапан находится возле ресивера

Ресивер и пневмокамера

Эта важная деталь отвечает за переключение клапана и иногда ее нужно проверять, чтобы не допустить разгерметизации и других нарушений. Внутри цилиндрической емкости находится обратный клапан. Для того, чтобы проверить узел нужно:

• Проверить на наличие дырок и трещин, чтобы не было утечки воздуха;
• Снять трубку от электромагнитного клапана, отсоединить трубку от коллектора и подуть в нее. Воздух должен не проходить, но если втянуть – должен.

Пневмокамера, к которой ресивер имеет прямое отношение, состоит их штока, диафрагмы и пружинки, заключенных в металлический или пластмассовый корпус. Устройство переключения самое слабое во всей цепи.

Диафрагма часто изнашивается и поэтому нарушается изменение геометрии впускного коллектора, поэтому стоит уделить ей особое внимание и быть готовым к периодической замене. Для проверки работоспособности системы можно снять вакуумную трубку и вдавить шток клапана. При хорошем состоянии узла шток при отпускании резко выдвигается обратно, входит ровно и не заедает.

Далее при вдавленном штоке нужно закрыть пальцем штуцер и при этом первый должен остаться на месте. В случае, если он при закрытом штуцере выходит, порвана диафрагма.

В случае, когда произошло такое нарушение сразу заметны провалы в работе двигателя, рывки и дребезжание, когда их быть не должно вовсе. Также повышаются обороты двигателя на холостых оборотах. Это связано с подсосом воздуха и, как следствие, неправильному соотношению топливо/воздух в системе. Замена пневмокамеры в таком случае неизбежна и обязательна.

В некоторых случаях замена пневмокамеры необходима

Однако, если такая проблема застала вдалеке от дома или магазина, то можно штуцер коллектора заглушить, надев на него загнутый кусочек шланга.

ВАЖНО!!! Нельзя заглушать штуцер, вставив в него зубочистку или что-то подобное.

В таком случае может засосать посторонний предмет в коллектор, что крайне нежелательно. Следующий шаг – утопить шток на камере, зафиксировав его. Так можно ехать сколько угодно без какого-либо вреда, однако, на высоких оборотах динамика будет плохой.

Замена деталей

Чтобы заменить пневмокамеру не понадобится сложных инструментов и долгих манипуляций. Сначала откручивается крепление и снимается шток, после чего снимается камера и ставится новая. Иногда возможно коррозийное разрушение корпуса самой емкости, на предмет чего тоже нужно ее периодически проверять.

Инструменты для клапана: отвертки, ключи и плоскогубцы

Для замены клапана управления заслонками впускного коллектора понадобится набор отверток, плоскогубцы, ключи. На всю работу уйдет не более двадцати минут:

• Сперва откручиваются винты крепления планки, на которой находятся клапаны;
• Устанавливаются новые клапаны;
• Прикручивается вся конструкция на место;
• Измеряется сопротивление – его значение должно быть от 33.2 до 33.3 Ом.

Замена недолгая и простая, поэтому ее можно провести даже во дворе дома, взяв нужные инструменты.

Клапан впускного коллектора в автомобиле

Очень редко случается, что клапаны разрушаются и засоряют обломками коллектор. Обычно это происходит на некачественных двигателях, в следствии перегрева мотора или если сами клапаны были заменены на контрафактный аналог.

Заключение

Клапан впускного коллектора – сложная и жизненно важная для двигателя система, которая позволяет ему переключаться на режим более высокой производительности при высоких оборотах и эффективно использовать топливо при низких.

Когда двигатель начинает работать неровно и теряется приемистость «на низах», стоит сразу провести простейшую диагностику данного узла, поскольку в нем имеется несколько слабых деталей, чаще остальных дающих сбой.

При правильном подходе к диагностике и ремонту автомобиль будет ездить долго и радовать владельца не один десяток лет.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в х под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Источник: https://SwapMotor.ru/ustrojstvo-dvigatelya/klapan-vpusknogo-kollektora.html

Внимание — клапан двигателя! — DRIVE2

Подготавливая к сборке головку блока цилиндров, дело дошло до клапанов. Имелись облегчённые клапаны фирмы AE, применяемые в двигателях автомобилей Audi, Seat и Volkswagen.

Диаметр тарелки впускного клапана 32 мм., выпускного 27 мм., диаметр ножки 7 мм., более подробные параметры доступны в описании товара на сайте автозапчастей exist.ru.Каталожные номера:впускной клапан — V94110.

выпускной клапан — V94111.

• Соответствующий каталожный номер нанесен на конец стержня каждого клапана.

Маркировка клапана.

Клапаны пришли вместе с ГБЦ 21126, заказанной в интернет-магазине meta-S.

При личной доработке клапанов (полировке), было обнаружено, что на некоторых клапанах проточенная часть стержня (при облегчении) имеет радиальное биение, достигающее 0,15 мм! Как человеку, имеющему высшее техническое образование и непосредственно связанным с обработкой металлов, данное отклонение дало понять, что дорабатывались данные клапаны с помощью дрели на коленках.

В лучшем случае на раздолбаном токарном станке, пьяным дядей Васей. Помимо этого, разница в весе клапанов превышала 1 гр. Биение же запорной фаски, относительно стержня клапана, на всех клапанах, не превышало 0,03 мм., что считаю вполне допустимым!

Впускные клапаны.

Размышляя над этим ляпом горетюнеров, взвесив все «за» и «против» принял решение доработать данный комплект клапанов и всё же собирать ГБЦ.

И вот, полируя 14-ый по счёту клапан, им оказался выпускной клапан, я замечаю царапину на стержне в зоне облегчения, которая не уходит долгое время. Мелькает мысль оставить её, но мой перфекционизм не дает мне сделать этого.

Сняв достаточное количество металла наждачной бумагой в этой зоне, я начинаю подозревать самое худшее. В итоге это подтверждается — клапан имеет микротрещину, поперек ножки!

В топку рукожопый комплект клапанов! К слову скажу, с mata-S больше не имею никаких дел! И вам не советую! Гнилая контора на самом деле, каждый второй заказ был проблемным — с возвратами и долгими ожиданиями замены!После пережитого «клапанного» шока, шерстя просторы интернета, и всевозможные интернет-магазины по продаже тюнинговых запчастей, вырисовывается следующая картина:

Цена на данные клапаны (облегченные), составляет от 5500 руб. до 10500 руб. за комплект. Ни один магазин, не смог гарантировать мне качество доработки. У всех какой то неизвестный поставщик, который привозит готовые доработанные клапаны, а продавцы просто их продают. Я догадываюсь кто этот поставщик — дядя Вася.

Понимая, что имею возможность сделать себе клапаны как я хочу — обращаюсь к своему коллеге-токарю, который работает на токарном станке с ЧПУ. Как я и ожидал, он не отказал, но предостерег меня тем, что возможно клапаны имеют поверхностное упрочнение и, что при облегчении, этот поверхностный слой снимается резцом.

Теперь сомнений не стало, облегчение клапанов кардинальным образом не изменяет их прочностные характеристики, если конечно не уменьшать их массу в два раза! В общем всё просто — чем больше снимаем металла с клапана, тем менее прочным он становится!Для полной уверенности ломаю клапан с трещиной, зажатый в тиски, ударом молотка по тарелке.

Разлом клапана по направлению микротрещины.

Как видно из фото, структура металла по всей площади разлома однородна, что подтверждает одинаковую твердость стержня на всей глубине. Темное пятно сверху и есть площадь распространения трещины. Для сравнения со структурой металла с поверхностным упрочнением, приведу пример отломанного конца напильника квадратного сечения.Как видно из фото, снаружи напильник имеет высокую твердость, при том как сердцевина меньшую.

Возвращаясь к дефекту клапана, можно с большой долей вероятности сказать, что скорее всего он был изготовлен изначально с дефектом. Клапан выдержал проточку резцом, при его облегчении, и один удар молотком по тарелке, т.к. сломался клапан лишь со второго удара. Но, сколько бы он продержался в работающем двигателе, сказать уже невозможно — думаю недолго, а вот цена ремонта мотора, после его поломки, могла оказаться бы в разы дороже, чем цена нового комплекта клапанов!Поэтому, контролировать детали двигателя перед сборкой нужно тщательно и не торопясь! Ведь даже дорогие импортные комплектующие могут оказаться бракованными!

Источник: https://www.drive2.com/b/1784459

Впускной клапан

Впускной клапан газораспределительного механизма открывает доступ в цилиндр топливо-воздушной смеси и прекращает доступ перед началом такта сжатия. В случае с дизельным двигателем клапан пропускает в камеру сгорания только воздух.

При обрыве ремня ГРМ впускные клапана «зависают», так как распредвал перестает вращаться. Тарелки клапанов, оказавшихся открытыми, ударяются о поверхность цилиндра

Клапана располагаются под углом от 30 до 45 градусов относительно вертикальной оси. Тарелка впускного клапана больше, чем у выпускного.

Разница обусловлена тем, что в момент открытия впускного клапана в камере сгорания образуется разрежение, а в момент выпуска — повышенное давление.

Сила разрежения ниже силы давления, поэтому для впуска требуются клапана с большей поверхностью головки, чтобы обеспечить пропускание необходимого объема топливо-воздушной смеси.

Устройство впускного клапана

Состоит клапан из тарелки и стержня. Плоская со стороны камеры сгорания тарелка впускного клапана имеет конусную форму со стороны распредвала (фаску).

При полном закрытии она плотно прилегает к «седлу» (коническому отверстию) в головке блока цилиндров. Точную посадку впускного клапана обеспечивает направляющая втулка, в которой перемещается стержень клапана.

Она запрессована в корпус головки блока цилиндров и зафиксирована стопорным кольцом.

Современная тенденция в конструировании ГРМ — увеличение количества впускных клапанов на один цилиндр. Это позволяет увеличить пропускную способность цилиндра и повысить мощность двигателя

Впускной клапан имеет внутреннюю и наружную цилиндрические пружины, которые крепятся на стержне клапана.

Между кулачком распределительного вала и торцом стержня клапана конструктивно закладывается зазор. Это дает возможность компенсировать тепловое расширение впускного клапана. Величина такого зазора составляет 0,3-0,05 мм.                                           

Принцип работы впускного клапана

Своевременное открытие и закрытие впускного клапана обеспечивает угловое положение распределительного вала, точно синхронизированного с таким же угловым положением коленчатого вала. То есть, угловое положение одного строго соответствует определенному угловому положению другого.

В зависимости от модели двигателя, впускных клапанов может быть и несколько на один цилиндр.

Для радикального изменения опережения открытия клапанов необходимо приобрести комплект спортивных распредвалов

Прежде, чем поршень достигнет высшей мертвой точки, начинает открываться впускной клапан — то есть, при такте впуска, к началу движения поршня вниз, клапан уже приоткрыт. Для разных моделей двигателей существует свое опережение открытия клапана. Пределы колебаний составляют 5-30 градусов.

А вот закрытие впускного клапана происходит с некоторой задержкой, после того как поршень достигает нижней мертвой точки и начинает движение вверх. Заполнение цилиндра продолжается даже после начала движения. Это происходит вследствие инерции во впускном коллекторе.                         

Характерные поломки впускных клапанов

Безусловно, самой распространенной поломкой клапанов необходимо признать их загибание в результате обрыва ремня ГРМ.

То же самое может произойти и без обрыва, если заменой ремня занимался непрофессионал, ошибочно выставивший метки на шкивах коленвала и распредвала (или распредвалов).

Особенно опасны обрывы для современных сложных двигателей, оснащенных механизмом изменяемых фаз газораспределения и прочими высокотехнологичными системами.

Еще одна распространенная неисправность клапанного механизма зарастание впускных и выпускных клапанов нагаром. Как правило, определить проблему можно на достаточно ранней стадии по снижению мощности и хлопкам во впускном и выпускном трубопроводах, металлическому стуку в головке блока цилиндров и падению мощности двигателя.

Отложение нагара на седлах и клапанах препятствует их плотному прилеганию и уменьшает компрессию. Вследствие этого уменьшается и мощность двигателя.

Поломки пружин могут вызвать неплотное прилегание клапана к седлу и приводить к деформации головки блока цилиндров, образованию раковин или заеданию стержня.

Большой тепловой зазор между рычагом и стержнем клапана также ведет к появлению резкого металлического стука и падению мощности двигателя.

Материалы для производства клапанов

 Для изготовления впускных клапанов используется хромистая сталь, обладающая стойкостью против коррозии в газовых средах при температурах свыше 550 °C. Этот вид стали достаточно хрупок.

Источник: https://blamper.ru/auto/wiki/dvigatel/vpusknoy-klapan-3027/

Клапаны двигателя

Любой современный автомобиль — конструкция, состоящая из большого количества деталей, проводов и электроприборов, которые контролируют и обеспечивают работоспособность всех узлов, агрегатов, систем. Сердцем каждой машины является двигатель внутреннего сгорания. Он представляет собой сложный механизм, который предназначен для переработки тепловой энергии в механическую, чтобы обеспечивать движение транспортного средства.

ДВС имеет множество элементов, от полноценной работы которых зависит очень многое, поэтому даже такие, вроде бы мелкие, детали, как клапаны двигателя играют большую роль в его функционировании. Без них двигатель очень быстро потеряет всю свою ресурсоспособность.

На всеукраинской торговой площадке zakupka.com вы найдете огромное множество предложений и широкий ассортимент самых разных товаров и услуг для автомобилистов. Нужна вам крышка двигателя, инжектор или новое масло — в нашем каталоге найдется все. Вас ждут выгодные покупки, умеренная цена, функциональный поиск и отличный сервис.

Конструкция клапанов в авто

Клапаны не попадают в категорию расходников, однако, обязательно потребуют замены, если была проведена неправильная регулировка или при полном ее отсутствии.

Перед тем как купить недостающую запчасть, особенно для двигателя, необходимо детальнее ознакомиться с инструкцией к своему автомобилю.

Такая рекомендация обуславливается тем, что, например, на Рено и ВАЗ однозначно стоят разные двигатели, которые в целом имеют аналогичную сборку, но наделены некоторыми различными характеристиками.

В свою очередь, направляющая втулка, которая располагается рядом с седлом клапана, обеспечивает герметичный газонепроницаемый контакт между седлом и рабочей фаской. Эти два элемента скошены под углом в тридцать или сорок пять градусов.

Данные значения являются номинальными, поэтому фактические зачастую отличаются на один-два градуса. К седлу клапан прижимается под действием пружины, которая удерживается на штоке своей опорной тарелкой, законтренной замком на стержне.

Между различными геометрическими параметрами клапанов двигателей существует оптимальное соотношение. Для двигателей, в которых цилиндры имеют внутренний диаметр от трех до восьми дюймов (80-200 мм) оптимальным диаметром головки впускного клапана будет тот, который составляет примерно 45%, а оптимальным диаметром выпускного клапана — приблизительно 38% внутреннего диаметра самого цилиндра.

Впускной клапан обязательно должен иметь больший размер, чем выпускной, поскольку он не только пропускает ту же массу газа, а также управляет низкоскоростным потоком разреженного газа. Одновременно с этим, выпускной клапан управляет потоком сжатого газа, с которым справится клапан меньшего размера.

Таким образом, диаметр головки выпускного составляет около 85% диаметра впускного. Кроме того, для полноценного функционирования диаметр головки клапана должен составлять от 100% до 115% диаметра клапанного окна, ведь сам клапан должен быть достаточно большим, чтобы перекрыть окно.

А высота подъема клапана над седлом будет составлять практически 25% диаметра головки.

Если после остановки двигателя сразу происходит попадание холодного воздуха на горячие выпускные клапаны, это может привести к их серьезному повреждению.

Для устранения рисков возникновения подобных проблем существуют противоточные глушители с длинными выхлопными трубками и нейтрализаторами отработавших газов.

Источник: https://grantaliftback.ru/articles/klapany-dvigatelja.html

Впускной клапан

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

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

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

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

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

Клапаны размещают под определенным углом (30-45 градусов) по отношению к вертикальной оси.

Отличием впускного клапана от выпускного является то, что его тарелка имеет больший диаметр сравнительно с тарелкой выпускного клапана.

Такое различие вызвано тем, что момент открытия впускного клапана происходит именно тогда, кода в камере сгорания появляется разрежение. В момент выпуска в цилиндре имеет место повышение давления.

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

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

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

Клапан  получает внутреннюю и наружную пружины. Данные цилиндрические пружины закрепляют на стержне клапана. Открытие впускного клапана на такте впуска становится возможным благодаря тому, что усилие от кулачка распределительного вала передается на рокер (толкатель).

Конструкция современных ДВС подразумевает прямое воздействие  кулачка распредвала на клапан. Пружины клапана плотно закрывают (прижимают) клапан обратно после того, как рокер сбегает с толкателя или стержень клапана прекращает контактировать с кулачком распредвала.

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

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

Впускной клапан начинает приоткрываться немного раньше того момента, когда поршень окажется в ВМТ (высшая мертвая точка). Это означает, что в самом начале такта впуска (когда поршень начинает опускаться вниз), впускной клапан уже немного открыт. Такое решение называется опережением открытия клапана. Различные модели силовых агрегатов имеют разное опережение, а рамки колебаний находятся в пределах от 5-и до 30-и градусов.

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

Основными неисправностями, которые напрямую связаны с клапанами ДВС, являются: загибание клапанов, зарастание клапанов нагаром и прогар клапана.

Менять ремень ГРМ и выставлять метки на шкивах распредвала и коленвала нужно с повышенным вниманием.

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

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

Неисправность пружин клапана может привести к деформации ГБЦ и заеданию стержня в направляющей клапана. Неправильный тепловой зазор между рычагом и стержнем приводит к сильному стуку клапанов.

В таком случае необходимо немедленно заниматься выставлением требуемого производителем теплового зазора. Автолюбители называют эту процедуру регулировкой клапанов.

Регулировать клапана нужно с определенной периодичностью в процессе эксплуатации мотора, а также если указанная возможность отрегулировать клапана двигателя изначально предусмотрена конструктивно.

Источник: http://KrutiMotor.ru/vpusknoj-klapan/

Как работают клапаны двигателя

Клапан, который пропускает в цилиндр смесь воздуха и топлива, называется впускным. Клапан, через который отработанные газы покидают двигатель, называется выпускным. Для эффективной работы двигателя при любой скорости эти клапаны должны открываться в определенные моменты.

За этот процесс отвечают грушевидные детали (кулачки), которые крепятся к распределительному валу, вращающемуся под действием цепи, ремня или набора шестерен.

Распределительный вал может находиться в верхней части блока. В этом случае над каждым кулачком вала располагаются небольшие металлические цилиндры (толкатели). Когда конец толкателя упирается в коромысло, кулачок воздействует на ножку клапана, который удерживается в поднятом (закрытом) состоянии с помощью сильной пружины.

Двигатель с верхним расположением распределительного вала

В подобной конструкции вал, расположенный в верхней части двигателя, работает под управлением ремня с внутренними зубьями, и контуры кулачков напрямую взаимодействует с толкателями, расположенными над клапанами.

Когда толкатель давит на кулачок, он задействует коромысло, которое ослабляет пружину и открывает клапан. При дальнейшем вращении контура пружина возвращается в первоначальное положение, и клапан закрывается. Такая конструкция характерна для двигателя с верхним расположением клапанов в головке цилиндра.

Такая конструкция носит название двигателя с одним распределительным валом и клапанами в головке. В ней меньше подвижных частей, поэтому она является более мощной и может работать на высоких скоростях. В любом случае, между деталями присутствует зазор, чтобы клапан мог свободно закрываться и открываться, когда те расширяются при нагревании.

• Зазоры между ножкой клапана и коромыслом или кулачком необходимы для нормальной работы системы, а их отсутствие может вызвать серьезные повреждения составных частей.
• При слишком большом зазоре клапаны будут открываться слишком рано, а закрываться слишком поздно, что снизит мощность двигателя и увеличит уровень производимого им шума.
• При малом зазоре клапаны не будут нормально закрываться, что приведет к ослаблению компрессии.
• В некоторых двигателях зазоры регулируются автоматически под давлением смазочной жидкости.

Распределительный вал с толкателями

При конструкции, согласно которой распределительный вал находится в блоке цилиндров, длинные штанги толкателей воздействуют на коромысла, открывающие клапаны.

Двигатели с верхним расположением клапанов в головке цилиндра считаются менее эффективными, чем двигатели с одним распределительным валом и клапанами в головке, т.к.

большое количество подвижных частей ограничивает скорость, при которой двигатель может безопасно работать.

В двигателе с верхним расположением распределительного вала и штангами коленчатый вал находится в головке цилиндров.

При вращении вала каждый клапан открывается с помощью толкателя, штанги и коромысла. Клапан удерживается в закрытом состоянии пружиной.

Количество зубьев на звездочке ведущей цепи в два раза превышает количество зубьев на шестерне распределительного вала, поэтому вал вращается в два раза медленнее, чем двигатель.

Двигатель с одним распределительным валом и клапанами в головке

В некоторых моделях кулачки напрямую воздействуют на короткие рычаги, именуемые пальцами.

Двигатель с одним распределительным валом и клапанами в головке содержит меньше деталей для управления клапанами. Кулачки напрямую взаимодействуют с толкателями или короткими рычагами (пальцами), которые, в свою очередь, открывают и закрывают клапаны.

Такая система обладает меньшим весом и технической сложностью, т.к. в ней отсутствуют штанги толкателей и коромысла.

Кроме того, могут быть использованы нерастягиваемые резиновые маслоупорные ремни с зубьями, которые цепляются к звездочкам на распределительном и коленчатом валах.

Источник: http://17koles.ru/how/kak-rabotayut-klapany-dvigatelya

Заданная деталь: выпускной клапан двигателя внутреннего сгорания

o Клапан служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов в зависимости от положения поршней в цилиндре и от порядка работы двигателя. Клапан состоит из головки и стержня.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — устройство, преобразующее тепловую энергию, получаемую при сгорании топлива в цилиндрах, в механическую работу.

• Рисунок 1 — Общий вид двигателя
• Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.
• Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания работает по следующему принципу;

Рисунок 2 — Впуск горючей смеси

Впуск — поршень перемещается от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Открыто впускное отверстие. Вследствие увеличения объема внутри цилиндра создается разрежение 0,075 — 0,085 МПа, а температура смеси находится в пределах 90 -125° С. Цилиндр заполняется свежим зарядом горючей смеси.

Сжатие — поршень движется от н.м.т. кв. м.т. Впускное и выпускное отверстия закрыты. Объем над поршнем уменьшается, а давление и температура к концу такта соответственно достигают величин 1,0…1,2 МПа и 350. 450° С. Рабочая смесь сжимается, благодаря чему улучшается испарение и перемешивание паров бензина с воздухом.

Рабочий ход (сгорание и расширение) — сжатая рабочая смесь воспламеняется искрой. Поршень под давлением расширяющихся газов перемещается от в. м. т. к н.м.т. Впускное и выпускное отверстия закрыты. Давление газов достигает величины 3,5…4,0 МПа, а температура доходит до 2000° С.

Рисунок 3 — Рабочий ход поршня

Выпуск — поршень движется от н.м.т. кв. м.т. Открыто выпускной клапан. Давление газов снижается до 0,11…0,12 МПа, а температура-до 300…400° С.

Рисунок 4 — Выпуск газов при помощью опускания выпускного клапана (вид А)

Клапаны двигателя внутреннего сгорания функционируют в экстремальных условиях. Они подвержены совместному действию переменной механической нагрузки, высокой температуры, износа, коррозии и эрозии.

Во время работы двигателя температура нагрева головки клапана может достигать 800?С, стержень нагружен циклическими растягивающими усилиями пружины, поверхность стержня подвергается сильному воздействию факторов трения, торец стержня испытывает интенсивные контактные нагрузки.

Клапаны и седла клапанов подвергаются износу в результате ударов головки клапана о седло, повторяющихся с большой частотой, коррозионному действию агрессивных отработавших газов при повышенной температуре, а также эрозионному действию струи газа и продуктов неполного сгорания топлива.

Не герметичность клапанов, в свою очередь, приводит к нарушениям в работе двигателя, к которым относятся затрудненный запуск, уменьшение мощности и др. При этом через образовавшиеся щели под высоким давлением проходит струя горячих рабочих газов, сильно нагревающих головку клапана.

Вследствие такого нагрева края головки подправляются и клапан разрушается. С течением времени материал клапана может настолько снизить свою прочность в результате выгорания некоторых компонентов сплава, что возможен даже отрыв головки от стержня клапана.

На интенсивность износа седел клапанов влияет также состав всасываемой в цилиндры смеси. Вели смесь слишком бедную, то сгорание происходит при более высокой температуре и коррозионное действие отработавших газов оказывается сильнее. Когда смесь слишком богата, сгорание идет медленнее и при более низкой температуре. Несгоревшие тяжелые фракции топлива ускоряют осаждение слоя нагара, коррозионно-агрессивного к материалу клапана. Поэтому к клапанам предъявляются очень жесткие технические и качественные требования.

Возможные причины выхода из строя или дефектов при эксплуатации выпускных клапанов.

Характерными дефектами выпускных клапанов являются их прогорание и зависание, обрыв клапанных тарелок (термическое разрушение донышка). На выпускные клапаны приходится до 12% общего числа отказов по дизелю.

Основная доля отказов (около 60 %) связана с разрушением рабочих поисков клапанов и их седел из-за образования глубоких раковин, требующих проточки и притирки. Наблюдается также изнашивание стержня по длине и направляющих втулок.

( Следует отметить, что выпускные клапаны и седла изнашиваются гораздо быстрее впускных, так как их коррозия развивается интенсивнее.)

1. Наибольший урон выпускным клапанам наноситгазовая коррозия. Газовая коррозия — коррозия металлов, вызываемая действием паров и газов обычно при высоких температурах Металлы окисляются кислородом, парами воды, оксидом углерода, оксидом серы по следующих уравнениях;
2. 2Ме + О2 + t> 2MeO
3. Me + C О2 + t> MeO + CO
4. Me + H2O + t> MeO + H2
5. 3 Me +SО2 + t> 2MeO + MeS
6. Материалы используемые для производства выпускных клапанов.

Для клапанов используется всегда жаростойкая (чаще всего хромистая) сталь, содержащая 8-15% Сг, 2-3% Si, 0,45% С. Например: 4Х10С2М(ЭИ107) Клапаны двигателей, крепежные детали, работающие при 600-650°С. 3Х13Н7С2 (ЭИ72,)- Клапаны впуска авиадвигателей и выпуска автомобильных, тракторных двигателей.

5Х20Н4АГ9 (ЭП3О3) Клапаны выпуска автомобильных двигателей. В авиационных поршневых двигателях, как в отечественной, так и зарубежной практике для выпускных клапанов используют хромоникельвольфрамомолибденовую сталь марки 4Х14Н14В2М (ЭИ69).

Прогрессивные технологические решения для увеличения срока службы выпускных клапанов.

Источник: https://studbooks.net/2432445/tehnika/zadannaya_detal_vypusknoy_klapan_dvigatelya_vnutrennego_sgoraniya