Клапаны в двигателе: назначение и работа

Клапаны двигателя – это центральный элемент газораспределительного механизма (ГРМ), задача которого — точно и вовремя обеспечивать поступление воздушно-топливной смеси в цилиндры и отвод отработанных газов. Клапаны несут ответственность за идеальную герметизацию сжигательных камер.

Содержание:

• Функции и материалы
• Особенности работы механизма
• Особенности функционирования клапанного механизма
• Конфигурация клапанов
• Механизм привода (SOHC и DOHC)
• Регулировка теплового зазора
• Клапаны двигателя от «ФорсункиПро»

Функции и материалы

Основная роль клапанов заключается в обеспечении герметичности при сжатии и активной работе цилиндра, а также в поддержании связи между впускной и выпускной системами при газообмене. Изготовленные из высококачественной легированной стали с добавлением никеля и хрома, клапаны обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Чтобы двигатель внутреннего сгорания функционировал эффективно, необходимо, чтобы на каждый цилиндр приходилось по крайней мере по два исправных клапана — один впускной и один выпускной. Конструкция клапана включает в себя головку и стержень, место их соединения называется седлом. Головки впускных клапанов делаются больше по сравнению со выпускными для оптимизации процесса впуска смеси.

Элементы конструкции:

1. Клапаны для ввода и вывода газов.
2. Направляющие втулки, которые обеспечивают точное движение клапанов.
3. Пружины, задача которых — возвращение клапана в начальное положение.
4. Седло, обеспечивающее плотное закрытие клапана.
5. Сухари, элементы для крепления пружин.
6. Маслоотражательные кольца, предотвращающие проникновение масла в цилиндр.
7. Толкатели, передающие давление от распредвала к клапанам.

Особенности работы механизма

Механизм функционирует благодаря воздействию кулачков на распредвале на клапаны, которые после активации возвращаются на свои места с помощью пружин. Эти пружины закрепляются на стержнях клапанов при помощи сухарей и тарелок. Для уменьшения вибраций иногда используются двойные пружины.

Направляющая втулка является цилиндрической деталью, задача которой — сократить трение и обеспечить бесперебойную работу клапанов. Все компоненты системы подвергаются воздействию высоких температур и изнашиваются, поэтому крайне важно применять в производстве высокопрочные и жаростойкие материалы.

Особенности функционирования клапанного механизма

Клапаны испытывают значительные нагрузки и должны быть изготовлены из исключительно надежных материалов. Это критично для выпускных клапанов, которые контактируют с горячими отработанными газами. В бензиновых двигателях температура тарелки этих клапанов может достигать 900°С, а в дизельных двигателях — около 700°С. Впускные клапаны подвергаются температуре около 300°С. Это требует применения жаростойких сплавов с добавлением легирующих элементов. Наличие полого стержня, заполненного натрием, помогает снижать тепловую нагрузку и минимизировать риск перегрева.

Процесс эксплуатации может способствовать образованию нагара на седлах клапанов, что негативно влияет на их работу. Для предотвращения этого в механизм встроены механизмы для вращения клапанов. Седла, интегрированные в головку, изготовлены из прочного стального кольца для обеспечения надежного соприкосновения. Некорректный зазор может привести к неполному открытию или закрытию клапанов, что уменьшает эффективность заполнения цилиндров и может привести к их прогоранию, ухудшая компрессию двигателя.

Конфигурация клапанов

Стандартные 4-тактные двигатели обычно оснащены двумя клапанами на цилиндр. Тем не менее, учитывая требования современности к увеличенной мощности, экологичности и экономичности, двух клапанов может быть недостаточно. Современные ДВС могут быть оснащены разными конфигурациями клапанов:

1. Три клапана на цилиндр – два впускных и один выпускной.
2. Четыре клапана на цилиндр – по два впускных и два выпускных.
3. Пять клапанов на цилиндр – с тремя впускными и двумя выпускными.

Увеличение количества клапанов способствует лучшему наполнению цилиндра топливо-воздушной смесью и более эффективной очистке от отработанных газов, но одновременно усложняет конструкцию двигателя и может затруднить его ремонт.

Механизм привода (SOHC и DOHC)

Ключевую роль в активации клапанов играет распредвал вместе с механизмом привода ГРМ. Количество распредвалов и архитектура привода определяются типом двигателя. На распредвале расположены кулачки, которые, вращаясь, действуют на толкатели (в современных моделях — на гидрокомпенсаторы), вызывая тем самым открытие клапанов.

Распредвалы монтируются в головке блока и приводятся в движение от коленвала через цепь, ремень или шестерни. Цепной привод признан самым надежным благодаря своей долговечности и проверенной эффективности. Скорость вращения распредвала в два раза меньше скорости коленвала, что обеспечивает их синхронизированную работу. Существует несколько вариантов расположения валов: одновальная система (SOHC) и двухвальная система (DOHC). Для корректной работы распредвала достаточно наличия двух клапанов, в то время как четырехклапанные и V-образные двигатели требуют использования более одного распредвала.

Обычной проблемой является появление шума в клапанном механизме, заметного как на холодном, так и на горячем двигателе. Такой стук чаще всего связан с неподобающим зазором между клапанами, что требует их тщательной регулировки. Прочие причины неполадок включают использование масла с чрезмерной вязкостью и загрязнение компенсаторов. Износ компонентов, таких как направляющие втулки, пружины или толкатели, также является типичной проблемой.

Регулировка теплового зазора

Настройка теплового зазора клапанов производится на холодном двигателе с применением металлических щупов разной толщины. Корректная регулировка этого зазора критически важна для стабильной работы системы. При повышенных температурах детали двигателя расширяются, что может привести к сбоям в работе клапанов. Зазор регулируется через подбор шайб подходящей толщины, в то время как в двигателях с гидрокомпенсаторами эта функция выполняется автоматически.

В механизмах с коромыслами предусмотрена возможность ручной настройки через регулировочные винты, а в системах с шайбами или толкателями требуется замена компонентов на элементы нужной толщины.

Эффективная работа клапанного механизма необходима для функционирования любого двигателя. Следует внимательно следить за состоянием этой системы и при обнаружении первых признаков неполадок незамедлительно обращаться в сервисный центр для проведения диагностики и последующего ремонта.

Клапаны двигателя от «ФорсункиПро»

Компания «ФорсункиПро», зарекомендовавшая себя на рынке запчастей, предлагает высококачественные клапаны двигателя, отвечающие всем стандартам надёжности и долговечности. Благодаря богатому опыту и профессионализму нашей команды, мы гарантируем не только качество, но и широкий ассортимент оригинальных комплектующих от мировых лидеров в области производства топливных систем.

Наша компания активно развивает партнёрские отношения с производителями, что позволяет нам обеспечивать клиентов оригинальными запчастями по оптимальным ценам, минуя посредников. Наша экспертная команда всегда готова оказать квалифицированную помощь в подборе необходимых компонентов, доступная круглосуточно.

Выбор клапанов двигателя от «ФорсункиПро» — это ваш шаг к уверенности в надёжности и эффективности работы вашего автомобиля. Обратитесь к нам, и наши специалисты помогут вам подобрать идеально подходящие запчасти для вашей техники.