Dvigatel valfi. Maqsad, qurilma, dizayni

Har qanday avtoulovning to'rt zarbli ichki yonish dvigatelining ishlashi uchun uning qurilmasi bir-biri bilan sinxronlashtiriladigan ko'plab turli qismlar va mexanizmlarni o'z ichiga oladi. Bunday mexanizmlar orasida vaqtni belgilash ham bor. Uning vazifasi vana vaqtini o'z vaqtida faollashtirishni ta'minlashdir. U nima haqida batafsil bayon etilgan shu yerda.

Muxtasar qilib aytganda, gazni taqsimlash mexanizmi silindrda ma'lum bir zarbani bajarishda jarayonning vaqtini ta'minlash uchun kirish / chiqarish klapanini o'z vaqtida ochadi. Ba'zi hollarda ikkala teshikning yopilishi, ikkinchisida bitta yoki hatto ikkalasi ham ochiq bo'lishi talab qilinadi.

Keling, ushbu jarayonni barqarorlashtirishga imkon beradigan bir tafsilotni batafsil ko'rib chiqamiz. Bu vana. Uning dizayni xususiyati nimada va u qanday ishlaydi?

Dvigatelning valfi nima?

Vana silindr boshiga o'rnatilgan metall qismdir. Bu gaz taqsimlash mexanizmining bir qismidir va eksantrik mili tomonidan boshqariladi.

Avtomobilning modifikatsiyasiga qarab, dvigatelning vaqti pastroq yoki yuqori bo'ladi. Birinchi variant hali ham energiya bloklarining ba'zi eski modifikatsiyalarida mavjud. Ko'pgina ishlab chiqaruvchilar uzoq vaqtdan beri gaz tarqatish mexanizmlarining ikkinchi turiga o'tdilar.

Buning sababi shundaki, bunday motorni sozlash va ta'mirlash osonroq. Vanalarni sozlash uchun valf qopqog'ini echib olish kifoya va butun jihozni demontaj qilish shart emas.

Qurilmaning maqsadi va xususiyatlari

Vana buloqqa o'rnatilgan elementdir. Dam olish paytida, u teshikni mahkam yopadi. Eksantrik mili burilganda, uning ustida joylashgan kamar valfni pastga tushirib, pastga tushiradi. Bu teshikni ochadi. Eksantrik milining joylashuvi batafsil tavsiflangan yana bir sharh.

Har bir qism o'ziga xos funktsiyani bajaradi, bu esa strukturaning yaqinida joylashgan o'xshash element uchun bajarilishi mumkin emas. Bir silindrda kamida ikkita vanalar mavjud. Qimmatroq modellarda ularning to'rttasi bor. Ko'pgina hollarda, bu elementlar juft bo'lib, ular turli teshik guruhlarini ochadi: ba'zilari kirish, boshqalari esa chiqish joyi.

Havo yoqilg'isi aralashmasining yangi qismini silindrga olish uchun assimilyatsiya valflari va to'g'ridan-to'g'ri in'ektsiyali dvigatellarda (yonilg'i quyish tizimining bir turi, u tasvirlangan) javobgardir. shu yerda) - toza havo hajmi. Ushbu jarayon piston qabul qilish zarbasini bajargan paytda sodir bo'ladi (egzoz chiqarilgandan so'ng o'lik markazdan pastga qarab harakatlanadi).

Egzoz klapanlari bir xil ochilish printsipiga ega, faqat ular boshqa funktsiyaga ega. Ular yonish mahsulotlarini egzoz manifoldiga olib tashlash uchun teshik ochadilar.

Dvigatel klapanining dizayni

Ko'rib chiqilayotgan qismlar gaz taqsimlash mexanizmining vana guruhiga kiritilgan. Boshqa tafsilotlar bilan birgalikda ular vana vaqtini o'z vaqtida o'zgartirishni ta'minlaydi.

Vanalar va tegishli qismlarning dizayn xususiyatlarini ko'rib chiqing, ularning samarali ishlashi bog'liqdir.

Vanalar

Vanalar tayoq shaklida bo'lib, uning bir tomonida bosh yoki ko'knor elementi, ikkinchisida tovon yoki uchi joylashgan. Yassi qism silindr boshidagi teshiklarni mahkam yopish uchun mo'ljallangan. Symbal va novda o'rtasida silliq o'tish amalga oshiriladi, bir qadam emas. Bu suyuqlik harakatiga qarshilik yaratmaslik uchun valfni soddalashtirishga imkon beradi.

Xuddi shu dvigatelda assimilyatsiya va egzoz valflari biroz boshqacha bo'ladi. Shunday qilib, birinchi turdagi qismlar ikkinchisiga qaraganda kengroq plastinkaga ega bo'ladi. Buning sababi yonish mahsulotlarini gaz chiqishi yo'li bilan olib tashlanganda yuqori harorat va yuqori bosimdir.

Ehtiyot qismlarni arzonlashtirish uchun valflar ikki qismdan iborat. Ular tarkibi jihatidan farq qiladi. Ushbu ikki qism payvandlash bilan birlashtiriladi. Chiqish valfi diskining pahasi ham alohida element hisoblanadi. Issiqlikka chidamli xususiyatlarga ega bo'lgan, shuningdek mexanik stressga chidamli bo'lgan boshqa turdagi metalldan yotqiziladi. Ushbu xususiyatlarga qo'shimcha ravishda, egzoz vanalarining uchi zang paydo bo'lishiga kamroq moyil bo'ladi. To'g'ri, ko'plab vanalarda bu qism plastinka ishlab chiqarilgan metallga o'xshash materialdan tayyorlangan.

Kirish elementlarining boshlari odatda tekis bo'ladi. Ushbu dizayn kerakli qat'iylik va bajarilish qulayligiga ega. Ko'tarilgan dvigatellarga konkavli disk vanalar o'rnatilishi mumkin. Ushbu dizayn standart analogdan biroz engilroq bo'lib, shu bilan inersiya kuchini kamaytiradi.

Egzoz o'xshashlariga kelsak, ularning bosh shakli tekis yoki konveks bo'ladi. Ikkinchi variant yanada samaralidir, chunki u soddalashtirilgan dizayni tufayli yonish kamerasidan gazlarni yaxshiroq olib tashlashni ta'minlaydi. Bundan tashqari, konveks plitasi tekis hamkasbiga nisbatan ancha bardoshlidir. Boshqa tomondan, bunday element og'irroq, shuning uchun uning harakatsizligi azoblanadi. Ushbu turdagi qismlarga qattiqroq buloqlar kerak bo'ladi.

Bundan tashqari, ushbu turdagi klapanlarning o'zak dizayni, qabul qilish qismlaridan bir oz farq qiladi. Elementdan yaxshiroq issiqlik tarqalishini ta'minlash uchun bar qalinroq bo'ladi. Bu qismning kuchli isishiga qarshilikni oshiradi. Biroq, ushbu echimning zararli tomoni bor - u chiqarilgan gazlarga nisbatan ko'proq qarshilik ko'rsatadi. Shunga qaramay, ishlab chiqaruvchilar hali ham ushbu dizayndan foydalanadilar, chunki chiqindi gaz kuchli bosim ostida chiqariladi.

Bugungi kunda majburiy sovutilgan klapanlarning innovatsion rivojlanishi mavjud. Ushbu modifikatsiya ichi bo'sh yadroga ega. Uning bo'shlig'iga suyuq natriy quyiladi. Ushbu modda kuchli qizdirilganda bug'lanadi (bosh yaqinida joylashgan). Ushbu jarayon natijasida gaz metall devorlardan issiqlikni yutadi. U ko'tarilgach, gaz soviydi va zichlashadi. Suyuqlik taglikka tushadi, bu erda jarayon takrorlanadi.

Valflar interfeysning zichligini ta'minlash uchun, o'rindiqda va diskda paxta tanlanadi. Bosqichni yo'q qilish uchun, shuningdek, nishab bilan amalga oshiriladi. Vanalarni dvigatelga o'rnatayotganda ular boshga ishqalanadi.

O'rindiqdan boshga ulanishning zichligiga gardish korroziyasi ta'sir qiladi va chiqish qismlari ko'pincha uglerod qatlamlaridan aziyat chekadi. Valfning ishlash muddatini uzaytirish uchun ba'zi dvigatellar qo'shimcha mexanizm bilan jihozlangan bo'lib, ular yopilganda valfni ozgina aylantiradi. Bu hosil bo'lgan uglerod qatlamlarini olib tashlaydi.

Ba'zan shunday bo'ladi, valf dastagi sinadi. Bu qismning silindrga tushishiga va motorni shikastlanishiga olib keladi. Nosozlik uchun krank mili uchun bir nechta inertsional aylanishni amalga oshirish kifoya. Ushbu holatni oldini olish uchun avtoulovlarni ishlab chiqaruvchilar ehtiyot qismni uzuk bilan jihozlashlari mumkin.

Vana to'pig'ining xususiyatlari haqida bir oz. Ushbu qism ishqalanish kuchiga ta'sir qiladi, chunki unga eksantrik mili kami ta'sir qiladi. Vana ochilishi uchun kamon kamonni siqish uchun yetarli kuch bilan uni pastga itarishi kerak. Ushbu jihoz etarlicha moylashi kerak va u tezda eskirmasligi uchun u qattiqlashadi. Ba'zi dvigatel dizaynerlari tayoqning aşınmasını oldini olish uchun maxsus qopqoqlardan foydalanadilar, ular bunday yuklarga chidamli materiallardan tayyorlanadi.

Isitish paytida valfni yengga tiqilib qolishining oldini olish uchun dastani ziraklar yaqinidagi qismi tovoning yonidagi qismidan biroz ingichka bo'ladi. Vana kamonini mahkamlash uchun klapanlarning uchida ikkita truba hosil bo'ladi (ba'zi hollarda, bittasi), ularga tayanchning krakerlari joylashtirilgan (kamon joylashgan sobit plastinka).

Vana buloqlari

Bahor vana samaradorligiga ta'sir qiladi. Bunga bosh va o'rindiqning qattiq bog'lanishini ta'minlashi va ishchi vosita hosil bo'lgan fistula orqali kirmasligi uchun kerak. Agar bu qism juda qattiq bo'lsa, val valining eksantrik mili kami yoki tovoni tezda eskiradi. Boshqa tomondan, zaif buloq ikki element o'rtasida mahkam o'rnashishni ta'minlay olmaydi.

Ushbu element tez o'zgaruvchan yuklar sharoitida ishlaganligi sababli u buzilishi mumkin. Elektr quvvati ishlab chiqaruvchilari tezkor buzilishlarning oldini olish uchun har xil turdagi buloqlardan foydalanadilar. Ba'zi bir vaqtlarda er-xotin turlar o'rnatiladi. Ushbu modifikatsiya individual elementga yukni kamaytiradi va shu bilan uning ishlash muddatini oshiradi.

Ushbu dizaynda buloqlar burilishning boshqa yo'nalishiga ega bo'ladi. Bu singan qism zarralarini ikkinchisining burilishlari orasiga kirishiga yo'l qo'ymaydi. Ushbu elementlarni tayyorlash uchun kamon po'latdir ishlatiladi. Mahsulot hosil bo'lgandan keyin u temperlanadi.

Qirralarning har bir bulog'i butun rulman qismi valf boshi va silindr boshiga bog'langan yuqori plastinka bilan aloqa qilishida tuproqqa aylantiriladi. Qismni oksidlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun u kadmiy qatlami bilan qoplanadi va galvanizlanadi.

Klassik vaqt valflaridan tashqari, pnevmatik valf sport vositalarida ham ishlatilishi mumkin. Aslida, bu xuddi shu element, faqat u maxsus pnevmatik mexanizm yordamida harakatga keltiriladi. Shu tufayli, dvigatel aql bovar qilmaydigan inqiloblarni rivojlantirishga qodir bo'lgan bunday ishning aniqligi - 20 minggacha.

Bunday rivojlanish 1980-yillarda paydo bo'lgan. U hech qanday bahor bera olmaydigan teshiklarni aniqroq ochish / yopishiga yordam beradi. Ushbu aktuator valf ustidagi rezervuarda siqilgan gaz bilan ishlaydi. Kamera valfga urilganda, ta'sir kuchi taxminan 10 barni tashkil qiladi. Vana ochiladi va eksantrik mil uning tovoniga ta'sirini susaytirganda, siqilgan gaz tezda qismni joyiga qaytaradi. Mumkin bo'lgan qochqinlar tufayli bosimning pasayishini oldini olish uchun tizim qo'shimcha kompressor bilan jihozlangan, uning ombori taxminan 200 bar bosimga ega.

Jeyms Ellison, PBM Aprilia, CRT testi Jerez Xev 2012 yil

Ushbu tizim MotoGP sinfidagi mototsikllarda qo'llaniladi. Dvigatelning bir litr hajmiga ega ushbu transport 20-21 ming krank mili aylanishini rivojlantirishga qodir. Shunga o'xshash mexanizmga ega bo'lgan bitta model Aprilia mototsikl modellaridan biridir. Uning kuchi ajoyib 240 ot kuchiga ega edi. To'g'ri, bu ikki g'ildirakli transport vositasi uchun juda ko'p.

Vana qo'llanmalari

Ushbu qismning valfning ishlashidagi roli uning to'g'ri chiziqda harakatlanishini ta'minlashdan iborat. Yeng ham tayoqni sovitishga yordam beradi. Ushbu qism doimiy ravishda soqolga muhtoj. Aks holda, novda doimiy termik stressga duchor bo'ladi va yeng tezda eskiradi.

Bunday vintlarni tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan material issiqlikka chidamli, doimiy ishqalanishga bardoshli bo'lishi kerak, qo'shni qismdagi issiqlikni yaxshi olib tashlaydi va yuqori haroratga ham chidamli bo'lishi kerak. Bunday talablarni marvaridli kulrang quyma temir, alyuminiy bronza, xrom yoki xrom-nikelli keramika bilan ta'minlash mumkin. Ushbu materiallarning barchasi gözenekli bir tuzilishga ega va shu bilan ularning yuzasida yog'ni saqlashga yordam beradi.

Egzoz quvuri ëtqizish moslamasi pog'onasi kirish ekvivalentidan biroz ko'proq bo'shliqqa ega bo'ladi. Buning sababi chiqindi gazni olib tashlash vanasining katta termal kengayishidir.

Vana o'rindiqlari

Bu har bir silindr va valf disklari yonidagi silindr boshi teshigining aloqa qismidir. Boshning bu qismi mexanik va termal stresslarga duch kelganligi sababli, u yuqori issiqlikka va tez-tez ta'sirlarga yaxshi qarshilik ko'rsatishi kerak (mashina tez harakatlanayotganda, eksantrik milining tezligi shunchalik katta bo'ladiki, klapanlar tom ma'noda o'rindiqqa tushadi).

Agar silindr bloki va uning boshi alyuminiy qotishmasidan yasalgan bo'lsa, vana o'rindiqlari albatta po'latdan yasalgan bo'ladi. Quyma temir allaqachon bunday yuklarni engib chiqadi, shuning uchun ushbu modifikatsiyadagi egar boshning o'zida amalga oshiriladi.

Plug-in egarlari ham mavjud. Ular qotishma quyma temirdan yoki issiqlikka bardoshli po'latdan yasalgan. Elementning pahasi shunchalik eskirmasligi uchun, u issiqlikka bardoshli metallni qatlamlash orqali amalga oshiriladi.

Qo'shimcha o'rindiq turli xil usullar bilan bosh teshigiga o'rnatiladi. Ba'zi hollarda, u bosilib, elementning yuqori qismida truba hosil bo'ladi, u o'rnatish paytida bosh korpusining metall bilan to'ldiriladi. Bu turli metallardan yig'ilishning yaxlitligini yaratadi.

Po'latdan yasalgan o'rindiq bosh korpusining ustki qismini yondirib biriktiriladi. Silindrsimon va konusning egarlari mavjud. Birinchi holda, ular to'xtash joyiga o'rnatiladi, ikkinchisida esa kichik bo'shliq mavjud.

Dvigateldagi vanalar soni

Standart 4 zarbli yonish dvigatelida bitta eksantrik mili va bitta silindrda ikkita valf mavjud. Ushbu dizaynda bir qism havo yoki shunchaki havo aralashmasini (agar yonilg'i tizimida to'g'ridan-to'g'ri in'ektsiya bo'lsa), ikkinchisi esa chiqindi gazlarni chiqindi manifoldiga olib tashlash uchun javobgardir.

Dvigatel modifikatsiyasida yanada samarali ish, unda har bir silindrda to'rtta klapan mavjud - har bir faza uchun ikkitadan. Ushbu dizayn tufayli kamerani VTS yoki havoning yangi qismi bilan yaxshiroq to'ldirish, shuningdek chiqindi gazlarni tezroq olib tashlash va silindr bo'shlig'ini shamollatish ta'minlanadi. Avtomobillar o'tgan asrning 70-yillaridan boshlab bunday dvigatellar bilan jihozlana boshladilar, ammo bunday agregatlarni ishlab chiqarish 1910 yillarning birinchi yarmida boshlangan edi.

Bugungi kunga kelib, quvvat bloklarining ishlashini yaxshilash uchun beshta klapanli dvigatel ishlab chiqilgan. Chiqish uchun ikkitasi va kirish uchun uchtasi. Bunday bo'linmalarga Volkswagen-Audi konsernining modellari misol bo'la oladi. Bunday dvigatelda vaqt kamarining ishlash printsipi klassik variantlar bilan bir xil bo'lsa -da, bu mexanizmning dizayni murakkab, shuning uchun innovatsion rivojlanish qimmat.

Shunga o'xshash nostandart yondashuv Mercedes-Benz avtomobil ishlab chiqaruvchisi tomonidan ham qo'llanilmoqda. Ushbu avtomobil ishlab chiqaruvchisining ba'zi dvigatellari har bir silindrga uchta valf bilan jihozlangan (2 ta kirish, 1 ta chiqindi). Bundan tashqari, qozonning har bir kamerasiga ikkita sham o'rnatilgan.

Ishlab chiqaruvchi klapanlarning sonini yonilg'i va havo kiradigan kameraning kattaligi bo'yicha aniqlaydi. To'ldirishni yaxshilash uchun BTC ning yangi qismining yaxshi kirib kelishini ta'minlash kerak. Buning uchun siz teshikning diametrini va u bilan plastinka hajmini oshirishingiz mumkin. Biroq, ushbu modernizatsiya o'z chegaralariga ega. Ammo qo'shimcha assimilyatsiya valfini o'rnatish juda mumkin, shuning uchun avtomobil ishlab chiqaruvchilari aynan shunday silindr boshining modifikatsiyasini ishlab chiqmoqdalar. Qabul qilish tezligi egzozdan ko'ra muhimroq bo'lganligi sababli (egzoz piston bosimi ostida chiqariladi), g'alati miqdordagi vanalar bilan har doim ko'proq qabul qiluvchi elementlar bo'ladi.

Qanday valflar qilingan

Vanalar maksimal harorat va mexanik stress sharoitida ishlagani uchun ular bunday omillarga chidamli metalldan yasalgan. Eng muhimi, qizib ketadi, shuningdek, o'rindiq va vana diskining aloqa joyi bo'lgan mexanik stressga duch keladi. Dvigatelning yuqori tezligida klapanlar tezda o'rindiqlarga cho'kib, qismning chekkalarida zarba hosil qiladi. Shuningdek, havo va yoqilg'i aralashmasining yonishi jarayonida plastinkaning ingichka qirralari keskin isitishga uchraydi.

Vana diskidan tashqari, vana gilzalari ham ta'kidlangan. Ushbu elementlarning aşınmasına olib keladigan salbiy omillar etarli bo'lmagan soqol va tezkor valf harakati paytida doimiy ishqalanishdir.

Shu sabablarga ko'ra klapanlarga quyidagi talablar qo'yiladi:

1. Ular kirish / chiqish joylarini muhrlashlari kerak;
2. Kuchli isitish bilan plastinka qirralari egarga ta'siridan deformatsiyalanmasligi kerak;
3. Kiruvchi yoki chiqadigan vositaga qarshilik paydo bo'lmasligi uchun yaxshi tartibga solinishi kerak;
4. Qism og'ir bo'lmasligi kerak;
5. Metall qattiq va bardoshli bo'lishi kerak;
6. Kuchli oksidlanishga duch kelmaslik kerak (mashina kamdan-kam haydaganda, boshlarning qirralari zang bo'lmasligi kerak).

Dizel dvigatellarda teshik ochilgan qism 700 darajagacha qiziydi, benzin analoglarida esa 900 dan nolgacha. Vaziyat shu qadar murakkabki, bunday kuchli isitish bilan ochiq valf sovib ketmaydi. Chiqish valfi yuqori issiqlikka bardosh beradigan har qanday yuqori qotishma po'latdan yasalgan bo'lishi mumkin. Yuqorida aytib o'tganimizdek, bitta valf ikki xil turdagi metalldan yasalgan. Boshi yuqori haroratli qotishmalardan, dastasi esa uglerodli po'latdan yasalgan.

Kirish elementlariga kelsak, ular o'rindiq bilan aloqa qilish orqali sovutiladi. Biroq, ularning harorati ham yuqori - taxminan 300 daraja, shuning uchun uning qizdirilganda uning deformatsiyalanishiga yo'l qo'yilmaydi.

Xrom ko'pincha vanalar uchun xom ashyo tarkibiga kiradi, bu uning issiqlik barqarorligini oshiradi. Benzin, gaz yoki dizel yoqilg'isini yoqish paytida ba'zi qismlar ajralib chiqadi, ular metall qismlarga agressiv ta'sir ko'rsatishi mumkin (masalan, qo'rg'oshin oksidi). Noqulay reaktsiyani oldini olish uchun klapan boshi tarkibiga nikel, marganets va azotli birikmalar kiritilishi mumkin.

Va nihoyat. Vaqt o'tishi bilan har qanday dvigateldagi vanalar yonib ketishi hech kimga sir emas. Buning sabablari haqida qisqacha video:

MOSHINALARNING VANALLARINI YOQISH SABABLARI 95% haydovchilar BILMAYDI

Savol va Javob:

Dvigateldagi klapanlar nima qiladi? Ular ochilganda, qabul qilish klapanlari silindrga toza havo (yoki havo / yonilg'i aralashmasi) oqishiga imkon beradi. Ochiq egzoz klapanlari chiqindi gazlarni egzoz manifoltiga olib boradi.

Valflar yonib ketganligini qanday tushunish mumkin? Kuygan valflarning asosiy xususiyati aylanish tezligidan qat'i nazar, dvigatelning uch marta harakatlanishidir. Shu bilan birga, dvigatel quvvati sezilarli darajada kamayadi va yoqilg'i sarfi ortadi.

Qaysi qismlar klapanlarni ochadi va yopadi? Vana poyasi eksantrik mili kameralariga ulangan. Ko'pgina zamonaviy dvigatellarda ushbu qismlar orasiga gidravlik ko'targichlar ham o'rnatiladi.