Қозғалтқыштың клапан механизмі, оның құрылғысы және жұмыс принципі
Мазмұны
Клапан механизмі қозғалтқыш цилиндрлеріне ауа-отын қоспасын уақтылы беруді және пайдаланылған газдарды кейіннен шығаруды қамтамасыз ететін тікелей уақытты басқару механизмі болып табылады. Жүйенің негізгі элементтері клапандар болып табылады, олар басқалармен қатар жану камерасының тығыздығын қамтамасыз етуі керек. Олар ауыр жүктің астында, сондықтан олардың жұмысына ерекше талаптар қойылады.
Клапан механизмінің негізгі элементтері
Қозғалтқыш дұрыс жұмыс істеуі үшін цилиндрге кемінде екі клапан, кіріс және шығатын клапан қажет. Клапанның өзі пластинка түріндегі өзек пен басынан тұрады. Орын - клапан басы цилиндр басы түйісетін жер. Қабылдау клапандарының бас диаметрі шығару клапандарына қарағанда үлкенірек. Бұл жану камерасын ауа-отын қоспасымен жақсы толтыруды қамтамасыз етеді.
Механизмнің негізгі элементтері:
- қабылдау және шығару клапандары - жану камерасынан ауа-отын қоспасы мен пайдаланылған газдарды енгізуге арналған;
- бағыттаушы втулкалар - клапандардың қозғалысының нақты бағытын қамтамасыз ету;
- серіппе - клапанды бастапқы орнына қайтарады;
- клапанның орны - пластинаның цилиндр басымен жанасу орны;
- крекерлер - серіппеге тірек ретінде қызмет етеді және бүкіл құрылымды бекітеді);
- клапан діңінің тығыздағыштары немесе май итергіш сақиналары - цилиндрге майдың түсуіне жол бермейді;
- итергіш - таратқыш білігінің жұдырықшасынан қысымды береді.
Тарату білігінің жұдырықшалары бастапқы орнына оралу үшін серіппелі клапандарды басады. Серіппе штангаға крекермен және серіппелі пластинамен бекітіледі. Резонанстық тербелістерді басу үшін штангаға бір емес, әмбебап орамасы бар екі серіппе орнатуға болады.
Бағыттауыш гильза - цилиндрлік бөлік. Ол үйкелісті азайтады және штанганың тегіс және дұрыс жұмысын қамтамасыз етеді. Жұмыс кезінде бұл бөліктер де кернеу мен температураға ұшырайды. Сондықтан оларды жасау үшін тозуға төзімді және ыстыққа төзімді қорытпалар қолданылады. Шығару және қабылдау клапандарының втулкалары жүктеменің айырмашылығына байланысты аздап ерекшеленеді.
Клапан механизмі қалай жұмыс істейді
Клапандар үнемі жоғары температура мен қысымға ұшырайды. Бұл осы бөліктердің дизайны мен материалдарына ерекше назар аударуды талап етеді. Бұл әсіресе пайдаланылған газдар тобына қатысты, өйткені ол арқылы ыстық газдар шығады. Бензин қозғалтқыштарындағы сору клапанының пластинасын 800˚C - 900˚C, ал дизельдік қозғалтқыштарда 500˚C - 700С дейін қыздыруға болады. Кіріс клапанының пластинасындағы жүктеме бірнеше есе аз, бірақ 300˚С жетеді, бұл да өте көп.
Сондықтан оларды өндіруде легирленген қоспалары бар ыстыққа төзімді металл қорытпалары қолданылады. Сонымен қатар, шығару клапандары әдетте натрий толтырылған қуыс өзегі бар. Бұл жақсырақ терморегуляция және пластинаны салқындату үшін қажет. Таяқшаның ішіндегі натрий балқып, ағып, пластинаның жылуының бір бөлігін алып, оны өзекшеге береді. Осылайша, бөліктің қызып кетуін болдырмауға болады.
Жұмыс кезінде седлада көміртегі шөгінділері пайда болуы мүмкін. Бұған жол бермеу үшін клапанды айналдыру үшін конструкциялар қолданылады. Орын - бұл тығыз байланыс үшін цилиндр басына тікелей басылған жоғары берік болат қорытпасынан жасалған сақина.
Сонымен қатар, механизмнің дұрыс жұмыс істеуі үшін реттелетін жылу аралығын сақтау қажет. Жоғары температура бөлшектердің кеңеюіне әкеледі, бұл клапанның дұрыс жұмыс істемеуіне әкелуі мүмкін. Тарату білігінің жұдырықшалары мен итергіштер арасындағы саңылау белгілі бір қалыңдықтағы арнайы металл шайбаларды немесе итергіштердің өздерін (әйнек) таңдау арқылы реттеледі. Егер қозғалтқыш гидравликалық көтергіштерді пайдаланса, онда бос орын автоматты түрде реттеледі.
Өте үлкен саңылау клапанның толық ашылуына жол бермейді, сондықтан цилиндрлер жаңа қоспаны тиімдірек емес толтырады. Кішкентай саңылау (немесе оның болмауы) клапандардың толығымен жабылуына мүмкіндік бермейді, бұл клапанның күйіп кетуіне және қозғалтқыштың қысылуының төмендеуіне әкеледі.
Клапандардың саны бойынша жіктелуі
Төрт тактілі қозғалтқыштың классикалық нұсқасы жұмыс істеу үшін бір цилиндрге тек екі клапанды қажет етеді. Бірақ қазіргі заманғы қозғалтқыштар қуат, отын тұтыну және қоршаған ортаға құрмет тұрғысынан көбірек талаптарға тап болады, сондықтан олар үшін бұл енді жеткіліксіз. Клапандар неғұрлым көп болса, цилиндрді жаңа зарядпен толтыру соғұрлым тиімді болады. Әртүрлі уақытта қозғалтқыштарда келесі схемалар сынақтан өтті:
- үш клапанды (кіру - 2, шығыс - 1);
- төрт клапанды (кіру - 2, шығару - 2);
- бес клапан (кіру - 3, шығару - 2).
Цилиндрлерді жақсырақ толтыру және тазалау цилиндрге көбірек клапандар арқылы қол жеткізіледі. Бірақ бұл қозғалтқыштың дизайнын қиындатады.
Бүгінгі күні цилиндрде 4 клапан бар ең танымал қозғалтқыштар. Бұл қозғалтқыштардың біріншісі 1912 жылы Peugeot Gran Prix-де пайда болды. Ол кезде бұл шешім кеңінен қолданылмады, бірақ 1970 жылдан бастап мұндай клапандары бар жаппай шығарылатын автомобильдер белсенді түрде шығарыла бастады.
Драйвер дизайны
Клапан механизмінің дұрыс және уақтылы жұмыс істеуі үшін таратқыш білік пен уақыт жетегі жауап береді. Қозғалтқыштың әр түріне арналған таратқыш біліктердің дизайны мен саны жеке таңдалады. Бөлшек - белгілі бір пішіндегі жұдырықшалар орналасқан білік. Олар бұрылған кезде итергіштерге, гидравликалық көтергіштерге немесе рокер тұтқаларына қысым жасайды және клапандарды ашады. Схема түрі нақты қозғалтқышқа байланысты.
Тарату білігі тікелей цилиндр қақпағында орналасқан. Оған жетек иінді біліктен келеді. Бұл шынжыр, белдік немесе беріліс болуы мүмкін. Ең сенімді - тізбек, бірақ ол үшін қосалқы құрылғылар қажет. Мысалы, тізбекті дірілдеткіш (демпфер) және кергіш. Тарату білігінің айналу жылдамдығы иінді біліктің айналу жылдамдығының жартысын құрайды. Бұл олардың үйлесімді жұмысын қамтамасыз етеді.
Тартқыш біліктердің саны клапандардың санына байланысты. Екі негізгі схема бар:
- SOHC - бір білікпен;
- DOHC - екі толқын.
Бір таратқыш білік үшін тек екі клапан жеткілікті. Ол айналады және қабылдау және шығару клапандарын кезекпен ашады. Ең көп таралған төрт клапанды қозғалтқыштарда екі таратқыш білік бар. Біреуі қабылдау клапандарының жұмысына кепілдік береді, ал екіншісі сору клапандарына кепілдік береді. V типті қозғалтқыштар төрт таратқыш білікпен жабдықталған. Әр жағынан екі.
Тарату білігінің жұдырықшалары клапан діңін тікелей итермейді. «Делдалдардың» бірнеше түрі бар:
- роликті рычагтар (рокер қолы);
- механикалық итергіштер (көзілдірік);
- гидравликалық итергіштер.
Роликті рычагтар қолайлы орналасу болып табылады. Рокер деп аталатын тұтқалар қосылатын осьтерде тербеліп, гидравликалық итергішке қысым жасайды. Үйкелісті азайту үшін рычагта жұдырықшамен тікелей жанасатын ролик қарастырылған.
Басқа схемада тікелей штангада орналасқан гидравликалық итергіштер (саңылау компенсаторлары) қолданылады. Гидравликалық компенсаторлар жылу саңылауын автоматты түрде реттейді және механизмнің тегіс және тыныш жұмысын қамтамасыз етеді. Бұл кішкене бөлік поршені мен серіппесі бар цилиндрден, май өткелдерінен және бақылау клапанынан тұрады. Гидравликалық итергіш қозғалтқыштың майлау жүйесінен берілетін маймен қоректенеді.
Механикалық итергіштер (көзілдірік) бір жағындағы жабық төлкелер. Олар цилиндр басының корпусына орнатылады және күшті клапанның өзегіне тікелей береді. Оның негізгі кемшіліктері - суық қозғалтқышпен жұмыс істегенде бос орындар мен соққыларды мезгіл-мезгіл реттеу қажеттілігі.
Жұмыс кезінде шу
Клапанның негізгі ақаулығы - суық немесе ыстық қозғалтқыштың соғуы. Суық қозғалтқышты соғу температура көтерілгеннен кейін жоғалады. Олар қызып, кеңейген кезде термиялық саңылау жабылады. Сонымен қатар, гидравликалық көтергіштерге қажетті көлемде ағып кетпейтін майдың тұтқырлығы себеп болуы мүмкін. Компенсатордың май арналарының ластануы да сипаттамалық түртудің себебі болуы мүмкін.
Майлау жүйесіндегі май қысымының төмендігі, май сүзгісінің ластануы немесе дұрыс емес термиялық саңылау салдарынан клапандар ыстық қозғалтқышты соғуы мүмкін. Сондай-ақ бөлшектердің табиғи тозуын ескеру қажет. Ақаулар клапан механизмінің өзінде болуы мүмкін (серіппенің тозуы, бағыттаушы гильза, гидравликалық шүмектер және т.б.).
Саңылауды реттеу
Реттеу тек суық қозғалтқышта жасалады. Ағымдағы термиялық саңылау әртүрлі қалыңдықтағы арнайы жалпақ металл зондтармен анықталады. Рокер тұтқаларындағы саңылауды өзгерту үшін айналатын арнайы реттегіш бұранда бар. Итергіш немесе шығыршықтары бар жүйелерде реттеу қажетті қалыңдықтың бөліктерін таңдау арқылы жүзеге асырылады.
Итергіштері (көзілдіріктері) немесе шайбалары бар қозғалтқыштар үшін клапандарды реттеудің қадамдық процесін қарастырыңыз:
- Қозғалтқыш клапанының қақпағын алыңыз.
- Бірінші цилиндрдің поршені жоғарғы өлі нүктеде болатындай иінді білікті бұраңыз. Егер мұны белгілер бойынша жасау қиын болса, ұшқынды бұрап, бұрағышты ұңғымаға салуға болады. Оның максималды жоғары қозғалысы өлі орталық болады.
- Сезгіш өлшеуіштер жинағын пайдаланып, шүмектерге баспайтын жұдырықшалар астындағы клапан саңылауын өлшеңіз. Зонд тығыз, бірақ тым бос емес ойнауға ие болуы керек. Клапан нөмірін және тазарту мәнін жазып алыңыз.
- 360-цилиндрлі поршеньді TDC-ге келтіру үшін иінді білікті бір айналымға (4°) бұраңыз. Қалған клапандардың астындағы бос орынды өлшеңіз. Деректерді жазып алыңыз.
- Қандай клапандардың рұқсат етілмегенін тексеріңіз. Егер бар болса, қалаған қалыңдықтағы итергіштерді таңдап, таратқыш біліктерді алып тастап, жаңа көзілдіріктерді орнатыңыз. Бұл процедураны аяқтайды.
Әр 50-80 мың километр сайын саңылауларды тексеру ұсынылады. Стандартты тазарту мәндерін көлік құралын жөндеу нұсқаулығынан табуға болады.
Қабылдау және шығару клапандарының саңылаулары кейде әртүрлі болуы мүмкін екенін ескеріңіз.
Дұрыс реттелген және бапталған газ тарату механизмі іштен жанатын қозғалтқыштың біркелкі және біркелкі жұмысын қамтамасыз етеді. Бұл қозғалтқыш ресурстары мен жүргізушінің жайлылығына да оң әсер етеді.
