Menu

Какой клапан больше впускной или выпускной: Страница не найдена — Автомобильные двигатели

Содержание

Почему диаметр впускных клапанов больше диаметра выпускных

Если вы разрабатываете головку блока цилиндров для получения максимальной мощности, то не будет никаким сюрпризом, что основной целью является максимальный поток. Это, кроме всего прочего, требует использования клапанов большего размера, которые могут быть физически установлены в камеры сгорания. Это требует решения, как лучше всего разделить имеющееся пространство между впускными и выпускными клапанами. Другими словами, что лучше: большой впускной и маленький выпускной клапан, оба клапана одинакового размера или большой выпускной и маленький впускной клапан? Прежде всего, можно подумать, что большой выпускной клапан — это тот путь, которым нужно идти; ведь отработанные газы, без сомнения, занимают больший объем, чем газы, втянутые в цилиндр через впускную систему. Однако, когда мы касаемся мощности, действует другое «железное» правило: легче опустошить цилиндр, чем наполнить его.
Годы экспериментов показали, что оптимальный размер выпускного клапана должен составлять примерно около 75% от впускного или, если точнее, поток через него должен составлять примерно 75% потока через впускной клапан. Это правило применяется только тогда, когда диаметры комбинируемых клапанов равны общему имеющемуся пространству в камере, т.е. клапаны почти касаются друг друга, как часто бывает в гоночных двигателях. Если используются клапаны с размерами, меньшими, чем максимальные, а мощность не является основной целью, то баланс между потоками впускного и выпускного каналов не так критичен.

Самое простое правило, которому нужно следовать: если основным требованием является мощность, то следуйте нормальному соотношению 0,75:1. Это правило можно изменить в тех случаях, когда двигатель оснащен системой турбонаддува или впрыска закиси азота. Для этих систем требуется обеспечение большего потока выхлопных газов и может успешно использоваться соотношение диаметров выпускного и впускного клапанов, составляющее 0,9:1 (поток выхлопных газов составляет 90% от потока впускаемой смеси) или даже больше.

К сожалению, установка увеличенных выпускных клапанов имеет «ловушку», которая обычно не связана с увеличением размеров впускных клапанов. Водяная рубашка внутри головки блока цилиндров расположена рядом с седлами выпускных клапанов. Это помогает поддерживать клапаны и седла холодными, но часто препятствует установке клапанов максимального размера. Вдобавок, тонкие отливки и большое количество тепла (побочный продукт высокой мощности) могут привести к образованию трещин в седлах, и это обычно укорачивает срок службы головки блока.

Замечание. Когда главной целью конструктора является экономия, а не мощность, размер выпускного клапана может быть увеличен до соотношения 0,75:1 даже при увеличении диаметра впускного клапана. Когда поток выпускного канала увеличивается, то пробег и срок службы двигателя будут улучшены. Однако здесь есть предел, как и во всем. Выпускные клапаны, размер которых превышает 90 — 95% от размера впускного клапана, дают очень маленькую дополнительную топливную экономию, и так как они используют пространство, обычно отдаваемое впускным клапанам, то потенциал по мощности будет уменьшен.

Теги: #Статьи #Корч #Почетные_Корчстроители

Может ли выпускной клапан быть слишком большим? В самом деле, это может быть сделано, если не будут предприняты определенные шаги для разработки других аспектов двигателя в соответствии с размером клапана. Основным отрицательным эффектом больших выпускных клапанов является период перекрытия в конце хода выхлопа, когда выпускной клапан закрывается, и отверстие для впуска. Хотя оба клапана открыты одновременно, могут возникнуть некоторые довольно неприятные вещи. Свежий входной заряд может проскочить прямо к открытому выпускному клапану и спуститься вниз по выхлопному порту, что приведет к высоким уровням выбросов углеводородов и плохому заполнению цилиндра. Также выхлопные газы могут возвращать поток при низкой частоте вращения двигателя и возвращаться в выхлопную трубу и в цилиндр, что приводит к загрязнению свежего входного заряда. Для борьбы с этими эффектами вы можете уменьшить продолжительность кулачка, но это отрицательно скажется на мощности высоких оборотов. В качестве альтернативы вы можете увеличить угол центральной оси кулачка (LCA), чтобы выхлопной кулачок закрывался раньше, а впускное отверстие открывается позже. Это уменьшает «треугольник перекрытия клапана», но опять же может быть не так, как вы хотите, при более высоких оборотах. Из этого можно сделать вывод, что большие выпускные клапаны могут оказать небольшое неблагоприятное воздействие на низконагруженные или стандартные двигатели с короткой длительностью, но постепенно ухудшают воздействие на более высоконадежные двигатели. Фактически это приводит нас к неизбежному выводу, что чем выше мы настраиваем двигатель, тем меньше может понадобиться выпускной клапан. Это летит перед лицом всего, что большинство людей верит в настройку, где больше всегда лучше.

Если вы планируете увеличить мощность двигателя за счет замены впускных и выпускных клапанов, то в первую очередь нужно узнать какой из них должен быть больше.

В этой статье мы расскажем, какой клапан больше впускной или выпускной, чтобы вы в дальнейшем могли знать нужные ли детали стоят в двигателе.

Зачем нужны клапаны

Перед тем как узнать рекомендуемое соотношение клапанов мы расскажем, зачем они вообще нужны. Итак, впускной и выпускной клапан играют важную роль в работе системы сгорания. Впускной клапан подает топливо в камеру сгорания, а выпускной позволяет выходить газам, которые образовались после сгорания топлива.

Какой клапан должен быть больше

Каждый из клапанов важен и на первый взгляд различия в размерах совсем не играют роли, но это ошибка, ведь даже от нескольких миллиметров зависит мощность двигателя. По словам профессиональных исследователей, впускной клапан должен быть больше выпускного, и в соотношении составлять 1:0,75. Такое соотношение объясняется тем, что выпускному клапану куда легче выпустить легкие газы, и поэтому и больший размер необязателен. Соотношение 1:0,9 подходит лишь тем автомобилям, которые используют закись азота или турбо надув, а таких, как правило, можно посчитать по пальцам.

Вывод

Теперь вы знаете, какой клапан больше впускной или выпускной. Также от рекомендуемого соотношения впускного и выпускного клапана зависит экономия топлива. Даже от небольшого увеличения выпускного клапана зависит снижение мощности и увеличения расхода топлива, поэтому отнестись нужно к этому серьезно. Удачи!

Впускной и выпускной клапан: описание, характеристика

Главное отличие впускного клапана от выпускного — диаметр тарелки: у впускного она больше. Почему? Потому что всасывание воздуха из атмосферы в цилиндр под действием разрежения происходит с меньшей скоростью, чем выталкивание его из цилиндра поршнем.

Все просто: количество воздуха (или топливовоздушной смеси) — одинаковое, а скорость — разная. Соответственно, там, где скорость ниже, отверстие шире, а закрывающая его тарелка — больше в диаметре.

Все это справедливо для тех клапанных механизмов, где впускных и выпускных клапанов — равное количество — по одному или по два. Впрочем, есть моторы с нечетным количеством клапанов: два впускных + один выпускной или три впускных + два выпускных. Тут все наоборот: диаметр тарелок выпускных клапанов будет больше, чем у впускных, ибо производитель компенсировал низкую скорость всасывания добавлением одного «лишнего» отверстия, а не увеличением диаметра. Подробнее о соотношении клапанов и цилиндров можно прочитать в соответствующей статье.

Второе важное отличие в конструкции клапанов — их рабочая температура. Впускные клапаны работают при 350-500 градусах, а вот выпускным тяжелее — раскаленные отработавшие газы нагревают их до 700-900 градусов. Поэтому, соответственно, выпускные клапаны часто делают более жаропрочными.

Головки (или тарелки) впускного и выпускного клапанов могут быть как одинакового диаметра, так и разного. (на автомобилях устаревших марок с малым перекрытием клапанов) -моё прим. Обычно головку впускного клапана делают большего диаметра для улучшения наполнения цилиндра. Например, размеры клапанов двигателя автомобиля ГАЗ-53А: диаметр головки впускного клапана 47 мм, а выпускного 36 мм. В дизеле КамАЗ-740 диаметр тарелки впускного клапана 51 мм, а выпускного 46 мм. Впускной большой выпускной маленький.

Выпускной клапан двигателя

Выпускной клапан — элемент ГРМ, при открытии которого происходит удаление (выпуск) отработавших газов из камеры сгорания двигателя. Выпуск газов происходит тогда, когда поршень в цилиндре двигателя направляется от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ). В процессе работы двигателя выпускные клапаны подвергаются значительным термическим нагрузкам, так как постоянно контактируют с раскаленными отработавшими газами. Головка клапана при работе ДВС может разогреваться в пределах 600-800 градусов.

После окончания такта впуска и сжатия главным требованием в момент возгорания топлива в камере сгорания является максимальная герметичность. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Когда поршень принял на себя энергию расширяющихся газов после возгорания топливно-воздушной смеси, из камеры сгорания необходимо удалить эти отработавшие газы. Герметизация камеры на данном этапе уже не нужна. За удаление выхлопных газов в конструкции газораспределительного механизма отвечает выпускной тарельчатый клапан, который размещен в головке блока цилиндров (ГБЦ).

На такте впуска создается разряжение, а на такте выпуска в рабочей камере сгорания двигателя образуется повышенное давление. После сгорания смеси топлива и воздуха отработавшие газы покидают камеру сгорания через открывающийся в нужный момент выпускной клапан. Сила давления позволяет газам с легкостью выйти из рабочей камеры. Этим объясняется меньший размер тарелки выпускного клапана сравнительно с тарелкой впускного клапана. На такте впуска разрежение по своей силе меньше давления на выпуске. Выхлопные газы практически выталкиваются наружу через открытый выпускной клапан.

Эффективная герметизация камеры сгорания стала возможна благодаря использованию тарельчатых клапанов в конструкции ГРМ современных ДВС. Устройство клапана простое, элемент имеет тарелку и стержень. Фаска плавно переходит в стержень, что делает клапан достаточно прочным. Коническая форма перехода заметно снижает сопротивление выхлопных газов при выходе из камеры, а также дополнительно улучшает герметизацию.

Открытие выпускного клапана происходит благодаря полученному усилию от кулачка распределительного вала. Стержень (шток) клапана находится в направляющей втулке клапана, которая запрессована в ГБЦ. Кулачок распредвала нажимает прямо на шток клапана или на рокера, от которого усилие передается на стержень. В ГБЦ также размещено седло клапана. Седло клапана представляет собой углубление, которое по своей форме соответствует верхней части тарелки клапана. Тарелка клапана и седло клапана с филигранной точностью прижимаются друг к другу. Данное решение позволяет обеспечить максимальную герметичность в тот момент, когда закрыты впускной и выпускной клапаны. Главной задачей становится исключить прорыв газов из камеры сгорания.

На верхней части стержня клапана выполнена специальная выточка. Указанная выточка является местом установки «сухаря». Данный «сухарь» представляет собой коническое кольцо, которое разрезано на две равных части. Решение необходимо для крепления тарелки пружины клапана. Если открытие клапана осуществляется за счет «толчка» от кулачка распредвала, то закрытие клапана реализовано посредством усилия пружины клапана. Указанная пружина закрывает клапан, плотно прижимая тарелку к седлу. Дополнительно имеется механизм, который осуществляет проворачивание клапана. Это необходимо для равномерного износа клапана и очистки клапана от нагара.

Выпускной клапан работает в крайне сложных условиях. Отработавшие газы вызывают сильную коррозию выпускных клапанов. Если топливо сгорает в камере не полностью, тогда это может привести к прогару клапана. Регулировка клапанного механизма является важной процедурой в процессе эксплуатации ДВС. Раннее закрытие выпускного клапана может привести к быстрому его прогару.

В процессе эксплуатации любого ДВС тарелка клапана и седло покрываются нагаром. Избежать нагара на клапанах практически не представляется возможным. Наличие нагара вызывает постоянный перегрев выпускного клапана. Рано или поздно опорная поверхность клапана начинает выгорать, что приводит к потере герметичности в камере сгорания. Результатом становится прогрессирующая потеря мощности ДВС, затрудненный пуск и т.д.

Появившиеся от перегрева микротрещины на тарелке клапана постепенно увеличиваются, так как раскаленные газы под давлением начинают прорываться наружу из камеры сгорания. Головка клапана в таких условиях деформируется и далее разрушается. Выход клапана из строя фактически означает полную потерю цилиндром двигателя своей функциональности. После замены обязательно требуется притирка клапана к седлу для максимально точного прилегания. Игнорирование процедуры или некачественное выполнение притирки клапанов приведет к быстрому выходу нового клапана из строя.

Вполне очевидно, что перегрев является серьезной проблемой выпускных клапанов. Для изготовления выпускного клапана используется особая хромоникельмолибденовая сталь. Основой является никель, который повышает устойчивость выпускного клапана к механическому разрушению. Сталь для изготовления клапанов отличается высокой жаропрочностью.

Следующим шагом по снижению термонагруженности выпускного клапана становится его конструкция, которая отличается от устройства впускных клапанов.

Стержень выпускного клапана полый, полость заполнена металлическим натрием. Натрий расплавляется и перетекает внутри стержня клапана, что позволяет улучшить теплообмен и равномерно распределить нагрев.

Выпускной клапан также может иметь дополнительную защиту, которая способна значительно продлить срок службы элемента. Единственным недостатком можно считать конечное удорожание производства детали.

Среди наиболее распространенных способов защиты отмечены:

  • лазерное легирование;
  • метод плазменно-порошковой наплавки;
  • наплавка токами высокой частоты;

Плазменно-порошковая наплавка считается одним из наиболее экономически и практически оправданных решений. Для такой наплавки используют различные металлические порошки, в основе которых лежит кобальт или никель. Технологии нанесения покрытия разные, но главной задачей каждого из указанных способов становится наплавление тонкого слоя защиты на поверхность клапана для повышения износостойкости, устойчивости к появлению коррозионных процессов и механическому разрушению.

Как отличить впускной и выпускной каналы по размерам, почему они различаются?

Что бросается в глаза — это неточная стыковка отверстий каналов коллекторов и ГБЦ. Любые «ступеньки» в канале рождают паразитные завихрения, заметно тормозящие поток, поэтому от них необходимо избавиться. Убираем нестыковки, одновременно доработав прокладки под коллектора (дабы пресловутых ступенек не создавали и они). Настоятельно рекомендую перед удалением нестыковок каналов сделать следущее — посадить коллектора на штифты. Причиной тому служит крепёж коллекторов на отечественных автомобилях, допускающий некоторое смещение плоскостей коллекторов и ГБЦ друг относительно друга. Чем это грозит, предельно ясно — немного сместив коллектора при крепеже после удаления нестыковок, мы самостоятельно убиваем плоды своей же работы. Штифтов достаточно по два на коллектор — по краям. Ищем место на ГБЦ и коллекторе, где можно безопасно всверлиться. В ГБЦ прочно сажаем металлический штифт, на который легко, но без особых люфтов должен надеваться коллектор — вуаля, точное позиционирование коллекторов относительно ГБЦ нам гарантировано. Не забудьте только сделать несколько дополнительных отверстий в прокладке. Отмечу так же, что если диаметр канала впускного коллектора меньше диаметра канала ГБЦ на 1-1,5 мм при нормальной соосности каналов, то это не создаст измеримого сопротивления прохождению потока, поэтому филигранной подводкой диаметров каналов в этом случае можно принебречь. На выпуске аналогично, только наоборот — выпускной канал в ГБЦ может быть несколько меньше канала в выпускном коллекторе. Более того, т.к. называемые «обратные ступеньки» на выпуске используют для борьбы с некоторыми негативными явлениями настроенной выпускной системы, но сейчас разговор не об этом.

Перечислите преимущества и недостатки нижнего расположения клапанов

Нижнее расположение клапанов применялось только в карбюраторных и газовых двигателях. При этом высота головки цилиндров и всего двигателя уменьшается, а привод распределительного вала и клапанов упрощается, но ограничивается возможность повышения степени сжатия (до 7,5) и ухудшаются технико-экономические показатели двигателя.

Нижние клапаны размещают с одной стороны блока цилиндров в один ряд и обычно чередуют так же, как и верхние клапаны при расположении их в один ряд.

Почему невозможно применение нижнего расположения клапанов в дизелях?

В дизелях возможно только верхнее расположение клапанов, так как относительно малый объем камеры сгорания, получающийся при высоких значениях степени сжатия, не позволяет разместить клапаны сбоку цилиндра. В бензиновых двигателях возможно как верхнее, так и нижнее расположение клапанов.

Какая основная причина обусловливает верхнее расположение распредилительного вала?

В современных высокооборотных двигателях легковых автомобилей ВАЗ «распределительный вал установлен на головке блока цилиндров, что упрощает кинематическую связь между кулачками и клапанами. Такое расположение распределительного вала называется верхним, оно позволяет упростить блок цилиндров и уменьшить шум при работе механизма газораспределения. При верхнем расположении распределительный вал приводится цепью или зубчатым ремнем.

Как регулируется тепловой зазор при непосредственном приводе клапанов от распределительного вала?

Тепловые зазоры между кулачками и рычагами впускных и выпускных клапанов должны быть равны:

– 0,15 мм – на холодном двигателе;

– 0,20 мм – на прогретом двигателе.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

— Снять крышку головки блока цилиндров с прокладкой.

— Вращая коленчатый вал (специальным ключом) по часовой стрелке, совместить установочную метку (1) на звездочке распределительного вала с установочным приливом (2) на корпусе подшипников распределительного вала. При этом поршень четвертого цилиндра находится в ВМТ в конце такта сжатия и оба клапана закрыты.

— Отрегулировать зазоры между рычагами и кулачками распределительного вала у выпускного клапана четвертого цилиндра (восьмой кулачок) и впускного клапана третьего цилиндра (шестой кулачок).

— Для этого необходимо ослабить контргайку (3) регулировочного болта и, вращая регулировочный болт (2), проверить требуемый зазор плоским щупом (1), вставленным между кулачком и рычагом.

— Удерживая в этом положении ключом регулировочный болт, затянуть контргайку и вновь проверить зазор. Щуп должен перемещаться в зазоре с легким защемлением.

— Проворачивая коленчатый вал на 1/2 оборота, отрегулировать зазоры в определенной последовательности.

— Установить крышку на место.

Перечислите преимущества наклонного расположения клапанов по отношению к оси цилиндра

В случае верхнего расположения клапанов коэффициент наполнения может быть на 5—7% больше, чем при нижнем расположении клапанов. Это достигается с помощью увеличения числа клапанов или расположения их под углом к оси цилиндра.

Почему в двигателях с ременным приводом распределительного вала в поршнях предусматриваются специальные углубления?

Коленчатый вал, который приводит в движение поршни компрессора, соединен с якорем электродвигателя не напрямую, а посредством клиноременной передачи (ременные или рапидные компрессоры). В представленных поршневых компрессорах электродвигатель через ременную передачу приводит в действие поршень, способный совершать обратно-поступательные движения внутри цилиндра. Этот поршень через впускной клапан засасывает в цилиндр воздух и сжимает его до такого давления, которое способно передавить и открыть выпускной клапан. В зависимости от упругости пружины выпускного клапана воздух с тем или иным давлением из цилиндра нагнетается в специальную емкость (ресивер), к которой через систему вентилей и манометров при помощи гибкой трубки (шланга) и подключается потребитель сжатого воздуха. В двухступенчатых компрессорах вторая ступень сжатия воздуха происходит так же как первая и на выходе давление воздуха достигает 1.25МПа.

Компрессор оснащен автоматическим клапаном давления. Когда давление в ресивере достигает уровня выше установленного, клапан давления отключает автоматически компрессор. Если давление упало до 0.2-0.3 МПа, клапан давления включает компрессор. Это позволяет сохранять в ресивере давление, в соответствии с установленнымипараметрами.

С какой скоростью вращается распределительный вал двух и –четырехтактного двигателя по отношению к коленчатому валу?

ТНВД точно так же как и коленчатый вал, для синхронности и сохранения фазы впрыска , ну а распределительный вал в 2 раза медленнее.

С какой целью применяется неравномерное чередование впускных и выпускных каналов в головке цилиндров?

Для получения наибольшей мощности необходимо как можно лучше заполнять цилиндры горючей смесью и очищать их от продуктов сгорания. С этой целью впускной клапан открывается до прихода поршня в в. м. т. в конце такта выпуска, т. е. с опережением в пределах 10 … 31° поворота коленчатого вала, а закрывается после поршня в н. м. т. в начале такта сжатия, т. е. с запаздыванием в 46 … 83°.

Продолжительность открытия впускного клапана составляет 236 … 294° поворота коленчатого вала, что значительно увеличивает количество поступаемой в цилиндры горючей смеси или воздуха. Поступление смеси или воздуха до прихода поршня в в. м. т. в конце такта выпуска и после н. м. т. начала такта сжатия происходит за счет инерционного напора во впускном трубопроводе из-за часто повторяющихся тактов в цилиндрах.

Выпускной клапан открывается за 50 … 67° до прихода поршня в н. м. т. в конце такта горение — расширение и закрывается после прихода поршня в в. м. т. такта выпуска на 10 … 47°. Продолжительность открытия выпускного клапана составляет 240 … 294° поворота коленчатого вала. Выпускной клапан открывается раньше, так как давление в конце такта расширения невелико и оно используется для очистки цилиндров от продуктов сгорания.

После прохождения поршнем в. м. т. отработавшие газы будут продолжать выходить по инерции.

Впускной клапан двигателя

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.

Точность посадки впускного клапана обеспечена благодаря использованию направляющей втулки. В указанную втулку вставляется стержень клапана, а сама втулка называется направляющей клапана. Направляющие клапанов запрессованы в корпус ГБЦ, а также дополнительно зафиксированы посредством стопорного кольца.

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 рокера (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. Загибание клапанов чаще всего происходит по причине обрыва ремня ГРМ. Не менее часто гнет клапана и при неправильно выставленных метках в процессе замены приводного ремня ГРМ. 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.

Экспресс-доставка во все города России!

  • Цена:
    Цену уточняйте

Техника, которая используется в коммерческих и промышленных целях, должна отвечать повышенным требованиям к качеству и функциональности. Такие агрегаты отличаются устойчивостью к интенсивным нагрузкам и непрерывной работе в сложных условиях. Подобные характеристики эксплуатации, конечно, отрицательно сказываются на степени износа комплектующих, и крайне важно своевременно проводить диагностику и ремонт систем и узлов машин, будь то грузовик, единица спецтехники, автобус или другое оборудование.

Ключевой аспект результативного ремонта – опытные мастера и качественные запчасти. Если Вы хотите обеспечить своей технике долговечную и безотказную работу, обращайтесь в . Наша команда поможет не только найти и заказать любые запчасти для двигателя Камминз или иные комплектующие для оборудования, но и оперативно устранит повреждения и неисправности мотора.

Профессионализм и богатый опыт работы,

Использование и продажа оригинальных запчастей с гарантией до 12 месяцев,

Индивидуальный подход к каждому заказчику,

Выгодные цены и специальные условия сотрудничества для оптовиков.

Свяжитесь с нашим менеджером по указанным на сайте телефонам (звонок бесплатный по всей России) или напишите нам на сайте. Мы принимаем заказы от клиентов из любых регионов России и обеспечиваем оперативную доставку с помощью проверенных транспортных компаний. Прозрачность нашей работы и отменное качество продукции приятно удивят Вас – обращайтесь и позаботьтесь о работе Вашего технопарка!

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.

Почему обязательно нужно регулировать?

Есть всего две причины. Это их «зажатие», когда тепловой зазор пропадает между кулачком распредвала и толкателем. И наоборот увеличение зазора. И тот и другой случай не несут ничего хорошего. Я постараюсь более подробно рассказать все на пальцах

Почему зажимает клапана?

Нужно о очень часто происходит у тех, кто ездит на газу (газомоторном топливе). Самая широкая часть клапана называется тарелка (у нее есть фаска по краям), именно она находится в камере сгорания одной стороной, другой она прижимается к «седлу» в головке блока (это часть куда заходит клапан, таким образом, герметизируя камеру сгорания).

От больших пробегов начинают изнашиваться «седло», а также фаска на «тарелке». Таким образом «шток» двигается наверх, прижимая «толкатель» к «кулачку» практически вплотную. Именно поэтому может происходить «зажим».

ЭТО ОЧЕНЬ ПЛОХО! Почему? Да все просто – тепловое расширение никто ни куда не делось. Значит, в «зажатом» случае, когда шток будет разогреваться (происходит удлинение), то тарелка будет чуть выходить из седла:

  • Падает компрессия, соответственно падает мощность
  • Нарушается контакт с головкой блока (с седлом) – нет нормального отвода тепла от клапана – головке
  • При воспламенении, часть горящей смеси может проходить мимо клапана сразу в выпускной коллектор, оплавляя либо разрушая «тарелку» и ее фаску

Ну и второстепенная причина, эта смесь может негативно воздействовать на катализатор.

Нужно помнить что «впускные элементы» охлаждаются вновь поступающей топливной смесью!

А вот отвод тепла «выпускных» зависит от того, как он плотно прижимается к «седлу»!

Увеличение зазора

Бывает и другая ситуация. Она характерна для моторов, работающих на бензине. Наоборот увеличение «теплового зазора». Почему такое происходит и почему это плохо?

Со временем плоскость толкателя, как и поверхность кулачков рапределительного вала изнашиваются – что приводит к увеличению зазора. Если его вовремя не отрегулировать, то он еще более увеличивается от ударных нагрузок. Мотор начинает работать шумно, даже на «горячую».

Уменьшается мощность двигателя из-за нарушений фаз газораспределения. Если сказать «простым языком» впускные клапана открываются чуть позже, что не позволяет нормально наполнить камеру сгорания, «выпускные» также открываются позже, что не дает нормально отойти отработанным газам.

Сейчас видео версия статьи, смотрим.

А на этом я заканчиваю, думаю, мои материалы были вам полезны. ИСКРЕННЕ ВАШ АВТОБЛОГГЕР

75,00

Похожие новости

8 или 16 клапанов, что лучше? И в чем собственно разница. Подроб.

Турбированный или атмосферный двигатель. Что лучше и надежнее, т.

Крутящий момент и мощность двигателя. Что важнее? Пару слов про .

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.

В действие впускной клапан приводится рычагом (рокером) от кулачка распределительного вала, или, в большинстве современных двигателей непосредственно давлением кулачка. Пружина обеспечивает постоянный контакт стержня впускного клапана с концом рокера или с кулачком.

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.

ДРУГИЕ ВОЗМОЖНЫЕ СТУКИ В ГРМ

Что делать, если стучат клапана даже после правильно выполненной регулировки? В таком случае необходимо проверить состояние толкателей, распределительного вала. Для этого снимается распредвал и проверяется:

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.

Верхнее положение вала

Как регулировать зазоры клапанов ваз-2114 8 клапанов

В зависимости от конструкции силового агрегата, вал может быть расположен, либо вверху над блоком, либо внутри него. Рассмотрим сначала первый случай.

Благодаря верхнему положению вала другие детали взаимосвязаны с цилиндрами или толкателями.

В описанной системе, распредвал, находящийся в двигателе наверху, работает благодаря приводу, имеющему зубчатые зацепы. Также видно, что кулачки и устройство толкателей, находящихся прямо над двумя затворами, связаны между собой.

Давление толкателя, оказываемое на кулачок, побуждает деталь, на которой держится клапан, ослабить пружинку. Далее, когда вал вращается, пружина делает ход и становится на свое место, тогда происходит закрытие клапана.

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.

Пропускная способность и технические потери

Собственно задача ГРМ, и в частности клапанов одна – максимально быстро подводить воздушно топливную смесь и также максимально быстро ее отводить из блока цилиндров. Я думаю это понятно, и никаких сложностей не вызывает.

Так думали и многие инженеры, на первых моторах клапана были достаточно большими, они закрывали большие проходы в головки блока цилиндров (которые шли на впускной и выпускной коллектора). Нужно отметить, что четырехтактные моторы были именно с 8 клапанами, это является как бы классической схемой.

Но большой клапан имеет большую инерцию и при высоких оборотах увеличивались механические потери. Ведь кулачку распределительного вала, нужно было толкать этот тяжелый механизм.

Затем их начали уменьшать. Да, потери снизились, но и пропускная способность также уменьшилась.

Как выйти из положения?

Начали увеличивать количество, то есть делать их миниатюрными, но больше. Так появились варианты с 12 – 16 – 20 и даже с 24 клапанами. НО опять же выжили только два, основных типа — это 8 и 16, то есть 2 и 4 клапана на цилиндр (если брать 4 цилиндровый мотор).

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.

Впускные и выпускные клапаны автомобильных двигателей имеют тарельчатую форму. Клапан открывается под действием клапанного механизма, управляемого эксцентриковым кулачком. Работа кулачка синхронизирована с положением поршня и периодом вращения коленчатого вала.

В связи с этим они изготавливаются из более стойких материалов, чем впускные клапаны, и соответственно стоят дороже.

Направляющая втулка клапана расположена соосно с седлом клапана, так чтобы между рабочей фаской клапана и седлом обеспечивался герметичный газонепроницаемый контакт. Рабочая фаска клапана и седло скошены под углом 30° или 45°. Это номинальные значения угла фаски. Фактические значения могут на один-два градуса отличаться от номинальных. Клапаны и седла клапанов, используемые в большинстве двигателей, имеют номинальный угол фаски, равный 45°. Клапан прижимается к седлу под действием пружины. Пружина удерживается на стержне клапана (некоторые автомеханики называют его штоком клапана) опорной тарелкой пружины, которая, в свою очередь, контрится на стержне клапана замком (сухариками). Для демонтажа клапана необходимо сжать пружину и снять сухарики. После этого можно снять пружину, манжету, и вынуть клапан из головки.

Всесторонние испытания показали, что между различными геометрическими параметрами клапанов существуют оптимальные соотношения. В двигателях с цилиндрами внутренним диаметром от 3 до 8 дюймов (от 80 до 200 мм) для впускного клапана оптимальным будет диаметр головки, составляющий приблизительно 45% внутреннего диаметра цилиндра. Оптимальный диаметр головки выпускного клапана составляет примерно 38% внутреннего диаметра цилиндра. Впускной клапан должен быть больше по размеру, чем выпускной, чтобы пропускать ту же массу газа. Больший по размеру впускной клапан управляет низкоскоростным потоком разреженного газа. В то же время выпускной клапан управляет высокоскоростным потоком сжатого газа. С таким потоком в состоянии справиться клапан меньшего размера. Вследствие этого диаметр головки выпускного клапана составляет примерно 85% диаметра головки впускного клапана. Для нормального функционирования диаметр головки клапана должен составлять приблизительно 115% диаметра клапанного окна. Клапан должен быть достаточно большим, чтобы перекрывать окно. Высота подъема клапана над седлом составляет примерно 25% диаметра головки.

Конструкции клапанов автомобиля

Головки клапанов авто (автомеханики часто называют их тарелками) могут иметь различную конструкцию, они могут быть как жесткими, так и эластичными. Жесткая головка обладает высокой прочностью, сохраняет форму и обладает высокой теплопроводностью. Она также отличается более высокой износоустойчивостью. Эластичная головка, в свою очередь, способна приспосабливаться к форме седла. Поэтому эластичный клапан надежно запечатывает окно, но перегревается, а изгибы при посадке в седло, когда клапан адаптируется к его форме, могут привести к его разрушению. В конструкции клапанов широко используется головка, над лицевой поверхностью которой выступает небольшая шляпка. Такой клапан обладает достаточно небольшим весом, высокой прочностью и теплопередачей, и чуть более высокой ценой. Эластичные головки чаще встречаются у впускных клапанов, а жесткие — у выпускных.

Попадание холодного воздуха на горячие выпускные клапаны сразу после остановки двигателя может привести к серьезным повреждениям клапанов. В двигателях, оснащенных выпускными коллекторными головками и/или прямоточными глушителями, холодному воздуху открыт прямой доступ к выпускным клапанам. Резкое охлаждение может вызвать коробление и/или образование трещин в клапане. В холодную ветреную погоду, когда ветер вдувает холодный наружный воздух прямо в систему выпуска отработавших газов, такие условия — не редкость. Противоточные глушители с длинными выхлопными трубами и каталитическим нейтрализатором отработавших газов снижают опасность возникновения такой ситуации.

Материалы из которых изготавливаются клапаны

Сплавы, материалы из которых изготавливаются выпускные клапаны автомобиля, состоят главным образом из хрома, обеспечивающего высокую жаростойкость, с небольшими добавками никеля, марганца и азотных соединений. Если требуется придать клапану особые характеристики, то он подвергается термообработке. Если конструкция клапана из однородного материала не может обеспечить необходимую прочность и жаростойкость, то его изготавливают сварным — из двух различных материалов. После обработки место соединения частей клапана невозможно различить. Головки клапанов изготавливаются из специальных сплавов, обладающих жаростойкостью, прочностью, коррозионной стойкостью, стойкостью к воздействию окиси свинца и высокой твердостью. Головки привариваются к стержням, изготовленным из материалов, обладающих высокой износостойкостью. В клапанах, предназначенных для работы в особо тяжелых условиях, на рабочую фаску головки и верхушку стержня впускного клапана автомобиля направляются твердосплавные материалы типа стеллита. Стеллит представляет собой сплав никеля, хрома и вольфрама и является немагнитным материалом. В тех случаях, когда необходимо повысить коррозионную стойкость, клапан алитируется. Алитирование рабочей фаски снижает ее износ при использовании неэтилированного бензина. На поверхности клапана формируется пленка окиси алюминия, предотвращающая приваривание стальной фаски клапана к чугунному седлу.

Способы защиты от перегрева

Чтобы противостоять эрозии от перегрева выпускные клапаны изготавливаются из жаростойкой стали (хромникельвольфраммолибденовая сталь).

При замене разрушенного клапана притирка к седлу — абсолютно обязательна. Если клапан не притереть, его придется менять снова, и очень скоро

Основа сплава, из которого производятся выпускные клапана — никель. Этот металл повышает сопротивляемость клапана к механическому износу. Поскольку выпускной клапан подвергается большей термической нагрузке, чем впускной, он имеет другую структуру. Стержень выпускного клапана делается полым. Внутренняя полость заполняется металлическим натрием. Это необходимо для улучшения теплообмена.

Современные технологии дают возможность дополнительно защитить выпускные клапаны от агрессивного воздействия.

Самый универсальный способ — плазменно-порошковая наплавка. Кроме этого, существуют методы лазерного легирования и наплавки токами высокой частоты. Эти методы защиты увеличивают стоимость детали, но существенно продлевают срок ее службы.

Источник

Клапаны с полым стержнем и деформацией седла

В некоторых типах особо мощных двигателей используются выпускные клапаны с полым стержнем, заполненным металлическим натрием. Натрий при нагреве клапана до рабочей температуры расплавляется, превращаясь в жидкость. Этот расплав плещется в канале стержня и отводит тепло от головки клапана в стержень. Далее тепло передается через направляющую втулку клапана и поглощается системой охлаждения. Монолитная конструкция впускного и выпускного клапана при правильном выборе материалов обеспечивает, как правило, хорошие эксплуатационные характеристики автомобильных двигателей.

Клапан прижимается к седлу рабочей фаской, герметично закрывая камеру сгорания. Седло обычно формируется как элемент конструкции в отливке чугунной головки блока цилиндров — такое седло называется встроенным седлом. Седла обычно подвергаются индукционной закалке, чтобы можно было использовать неэтилированный бензин. Это обеспечивает замедление износа седел в процессе эксплуатации двигателя. В процессе износа седла клапан все глубже садится в него — утапливается. В тех случаях, когда коррозионная стойкость и износостойкость должны быть особенно высокими, всегда используются вставные седла. В алюминиевых головках седла и направляющие втулки клапанов — только вставные. Необходимо отметить, что в алюминиевых головках рабочая температура седел выпускных клапанов на 180°Ф (100°С) ниже, чем в чугунных. Вставные седла используются в качестве спасительной меры при восстановлении сильно поврежденных встроенных седел клапанов.

Деформация седла является основной причиной преждевременного выхода из строя клапанов. Деформация седла клапана может быть обратимой — как результат воздействия высокой температуры и давления, или необратимой — как результат действия внутренних механических напряжений. Механическое напряжение — это сила, действующая на тело, которая стремится изменить его форму.

Как работает клапанный механизм

Клапаны постоянно подвергаются воздействию высоких температур и давлений. Это требует особого внимания к конструкции и материалам этих деталей. Особенно это касается выпускной группы, так как через нее выходят горячие газы. Тарелка выпускного клапана на бензиновых двигателях может нагреваться до 800˚C — 900˚C, а на дизельных 500˚C — 700C. Нагрузка на тарелку впускного клапана в несколько раз меньше, но достигает 300˚С, что тоже немало.

Поэтому при их производстве используются жаропрочные металлические сплавы с легирующими добавками. Кроме того, выпускные клапаны обычно имеют полый стержень с натриевым наполнителем. Это необходимо для лучшей терморегуляции и охлаждения тарелки. Натрий внутри стержня плавится, течет и забирает часть тепла от пластины и передает его стержню. Таким образом можно избежать перегрева детали.

Во время работы на седле может образовываться нагар. Чтобы этого не произошло, используются конструкции для поворота клапана. Седло представляет собой кольцо из высокопрочного стального сплава, которое запрессовывается непосредственно в головку блока цилиндров для более плотного контакта.

Кроме того, для правильной работы механизма необходимо соблюдать регламентированный тепловой зазор. Высокие температуры вызывают расширение деталей, что может привести к неправильной работе клапана. Регулировка зазора между кулачками распредвала и толкателями осуществляется подбором специальных металлических шайб определенной толщины или самих толкателей (стаканов). Если в двигателе используются гидрокомпенсаторы, тогда зазор регулируется автоматически.

Очень большой тепловой зазор препятствует полному открытию клапана, и поэтому цилиндры будут менее эффективно заполняться свежей смесью. Небольшой зазор (или его отсутствие) не позволит клапанам закрыться до конца, что приведет к прогару клапана и снижению компрессии двигателя.

Впускные и выпускные клапаны

Для работы четырехтактного ДВС требуется как минимум по два клапана на цилиндр — впускной и выпускной. В настоящее время применяются клапаны тарельчатого типа со стержнем. Для улучшения наполнения цилиндра горючей смесью диаметр тарелки впускного клапана делается больше, чем у выпускного. Седла клапанов изготовленные из чугуна или стали, запрессовываются в головку блока цилиндров. При работе двигателя клапаны подвергаются значительным механическим и тепловым нагрузкам, поэтому для их изготовления применяются специальные сплавы. Иногда для улучшения охлаждения клапанов высокофорсированных двигателей применяют клапаны с полым стержнем

, который заполняется
натрием
. Натрий при рабочих температурах плавится и в расплавленном виде перетекает внутри клапана, перенося тепло от более нагретой тарелки клапана к стержню. Для лучшей очистки рабочей фаски от нагара и равномерной теплопередачи иногда применяются различные механизмы для вращения клапана. ГРМ могут быть
нижнеклапанными
и
верхнеклапанными
, но в современных двигателях используются только верхнеклапанные ГРМ, когда клапаны располагаются в головке цилиндров. Клапан удерживается в закрытом состоянии с помощью пружины, а открывается при нажатии на стержень клапана. Клапанные пружины должны иметь определенную жесткость для гарантированного закрытия клапана при работе, но жесткость пружины не должна быть чрезмерной, чтобы не увеличивать ударной нагрузки на седло клапана. Иногда для уменьшения возможности резонансных колебаний используются пружины уменьшенной жесткости, но на один клапан устанавливается по две пружины.

При использовании двух пружин они должны быть навиты в разные стороны, чтобы не произошло заклинивания клапана в случае поломки одной из пружин и попадания ее витка между витками другой пружины. Для снижения потерь на трение в ГРМ сейчас широко применяются ролики, размещаемые на рычагах и толкателях привода клапанов.

Рис. Замена трения скольжения трением качения путем применения в клапанном механизме роликов дает возможность уменьшить потери на привод клапанов

При открытии (опускании) впускного клапана через кольцевой проход между тарелкой клапана и седлом проходит топливно-воздушная смесь (или воздух) и заполняет цилиндр. Чем больше будет площадь проходного сечения, тем полнее заполнится цилиндр, а следовательно, и выходные показатели этого цилиндра при рабочем ходе будут выше. Для лучшей очистки цилиндров от продуктов сгорания желательно также увеличить диаметр тарелки выпускного клапана. Размеры тарелок клапанов ограничены размером камеры сгорания, выполненной в головке цилиндров. Лучшее наполнение цилиндров и их очистка обеспечиваются при использовании большего, чем два, числа клапанов на один цилиндр. Встречаются трехклапанные (два впускных и один выпуск ной) системы и пятиклапанные (три впускных и два выпускных) системы.

Рис. Четырехклапанная камера сгорания. Применение газораспределительного механизма с четырьмя клапанами на цилиндр в дизельном двигателе

Впервые четыре клапана на цилиндр были использованы еще 1912 г. на двигателе автомобиля Peugeot Gran Prix. Широкое использование такой схемы на серийных легковых автомобилях началось только в 1970-е гг. Сейчас ГРМ с четырьмя клапанами на цилиндр стали практически стандартными для двигателей европейских и японских легковых автомобилей. Некоторые из двигателей Mercedes имеют по три клапана на цилиндр, два впускных и один выпускной, с двумя свечами зажигания (по одной с каждой стороны от выпускного клапана). Двигатели некоторых автомобилей группы Volksvagen-Audi и ряд японских двигателей используют пять клапанов на цилиндр (три впускных и два выпускных), но при таком числе клапанов значительно усложняется их привод.

Рис. Трехклапанный ГРМ. Компания DaimlerChrysler утверждает, что ГРМ с двумя впускными, одним выпускным и двумя свечами зажигания обеспечивает снижение вредных веществ в отработавших газах

Выпускной клапан – элемент ГРМ, при открытии которого происходит удаление (выпуск) отработавших газов из камеры сгорания двигателя.

Выпуск газов происходит тогда, когда поршень в цилиндре двигателя направляется от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ). В процессе работы двигателя выпускные клапаны подвергаются значительным термическим нагрузкам, так как постоянно контактируют с раскаленными отработавшими газами. Головка клапана при работе ДВС может разогреваться в пределах 600-800 градусов.

После окончания такта впуска и сжатия главным требованием в момент возгорания топлива в камере сгорания является максимальная герметичность. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Когда поршень принял на себя энергию расширяющихся газов после возгорания топливно-воздушной смеси, из камеры сгорания необходимо удалить эти отработавшие газы. Герметизация камеры на данном этапе уже не нужна. За удаление выхлопных газов в конструкции газораспределительного механизма отвечает выпускной тарельчатый клапан, который размещен в головке блока цилиндров (ГБЦ).

На такте впуска создается разряжение, а на такте выпуска в рабочей камере сгорания двигателя образуется повышенное давление. После сгорания смеси топлива и воздуха отработавшие газы покидают камеру сгорания через открывающийся в нужный момент выпускной клапан. Сила давления позволяет газам с легкостью выйти из рабочей камеры. Этим объясняется меньший размер тарелки выпускного клапана сравнительно с тарелкой впускного клапана. На такте впуска разрежение по своей силе меньше давления на выпуске. Выхлопные газы практически выталкиваются наружу через открытый выпускной клапан.

Эффективная герметизация камеры сгорания стала возможна благодаря использованию тарельчатых клапанов в конструкции ГРМ современных ДВС. Устройство клапана простое, элемент имеет тарелку и стержень. Фаска плавно переходит в стержень, что делает клапан достаточно прочным. Коническая форма перехода заметно снижает сопротивление выхлопных газов при выходе из камеры, а также дополнительно улучшает герметизацию.

Открытие выпускного клапана происходит благодаря полученному усилию от кулачка распределительного вала. Стержень (шток) клапана находится в направляющей втулке клапана, которая запрессована в ГБЦ. Кулачок распредвала нажимает прямо на шток клапана или на рокер, от которого усилие передается на стержень. В ГБЦ также размещено седло клапана. Седло клапана представляет собой углубление, которое по своей форме соответствует верхней части тарелки клапана. Тарелка клапана и седло клапана с филигранной точностью прижимаются друг к другу. Данное решение позволяет обеспечить максимальную герметичность в тот момент, когда закрыты впускной и выпускной клапаны. Главной задачей становится исключить прорыв газов из камеры сгорания.

На верхней части стержня клапана выполнена специальная выточка. Указанная выточка является местом установки «сухаря». Данный «сухарь» представляет собой коническое кольцо, которое разрезано на две равных части. Решение необходимо для крепления тарелки пружины клапана. Если открытие клапана осуществляется за счет «толчка» от кулачка распредвала, то закрытие клапана реализовано посредством усилия пружины клапана. Указанная пружина закрывает клапан, плотно прижимая тарелку к седлу. Дополнительно имеется механизм, который осуществляет проворачивание клапана. Это необходимо для равномерного износа клапана и очистки клапана от нагара.

Впускной и выпускной клапан — отличия

Главное отличие впускного клапана от выпускного – диаметр тарелки: у впускного она больше. Почему? Потому что всасывание воздуха из атмосферы в цилиндр под действием разрежения происходит с меньшей скоростью, чем выталкивание его из цилиндра поршнем.

Все просто: количество воздуха (или топливовоздушной смеси) – одинаковое, а скорость – разная. Соответственно, там, где скорость ниже, отверстие шире, а закрывающая его тарелка – больше в диаметре.

Все это справедливо для тех клапанных механизмов, где впускных и выпускных клапанов – равное количество – по одному или по два. Впрочем, есть моторы с нечетным количеством клапанов: два впускных + один выпускной или три впускных + два выпускных. Тут все наоборот: диаметр тарелок выпускных клапанов будет больше, чем у впускных, ибо производитель компенсировал низкую скорость всасывания добавлением одного «лишнего» отверстия, а не увеличением диаметра. Подробнее о соотношении клапанов и цилиндров можно прочитать в соответствующей статье.

Второе важное отличие в конструкции клапанов – их рабочая температура. Впускные клапаны работают при 350-500 градусах, а вот выпускным тяжелее – раскаленные отработавшие газы нагревают их до 700-900 градусов. Поэтому, соответственно, выпускные клапаны часто делают более жаропрочными.

KnowCar — понятная энциклопедия по устройству автомобилей, где сложное описано простым языком, с иллюстрациями и видео, а статьи рассортированы по разделам. Энциклопедия в процессе наполнения. Если есть вопросы или предложения, свяжитесь с командой. Все контактные данные — внизу сайта.

Впускные и выпускные клапаны: размер имеет значение — DRIVE2

Если вы разрабатываете головку блока цилиндров для получения максимальной мощности, то не будет никаким сюрпризом, что основной целью является максимальный поток. Это, кроме всего прочего, требует использования клапанов большего размера, которые могут быть физически установлены в камеры сгорания. Это требует решения, как лучше всего разделить имеющееся пространство между впускными и выпускными клапанами. Другими словами, что лучше: большой впускной и маленький выпускной клапан, оба клапана одинакового размера или большой выпускной и маленький впускной клапан? Прежде всего, можно подумать, что большой выпускной клапан — это тот путь, которым нужно идти; ведь отработанные газы, без сомнения, занимают больший объем, чем газы, втянутые в цилиндр через впускную систему. Однако, когда мы касаемся мощности, действует другое «железное» правило: легче опустошить цилиндр, чем наполнить его.Годы экспериментов показали, что оптимальный размер выпускного клапана должен составлять примерно около 75% от впускного или, если точнее, поток через него должен составлять примерно 75% потока через впускной клапан. Это правило применяется только тогда, когда диаметры комбинируемых клапанов равны общему имеющемуся пространству в камере, т.е. клапаны почти касаются друг друга, как часто бывает в гоночных двигателях. Если используются клапаны с размерами, меньшими, чем максимальные, а мощность не является основной целью, то баланс между потоками впускного и выпускного каналов не так критичен.

Самое простое правило, которому нужно следовать: если основным требованием является мощность, то следуйте нормальному соотношению 0,75:1. Это правило можно изменить в тех случаях, когда двигатель оснащен системой турбонаддува или впрыска закиси азота. Для этих систем требуется обеспечение большего потока выхлопных газов и может успешно использоваться соотношение диаметров выпускного и впускного клапанов, составляющее 0,9:1 (поток выхлопных газов составляет 90% от потока впускаемой смеси) или даже больше.

Как отличить впускной и выпускной каналы по размерам, почему они различаются?

Что бросается в глаза — это неточная стыковка отверстий каналов коллекторов и ГБЦ. Любые «ступеньки» в канале рождают паразитные завихрения, заметно тормозящие поток, поэтому от них необходимо избавиться. Убираем нестыковки, одновременно доработав прокладки под коллектора (дабы пресловутых ступенек не создавали и они). Настоятельно рекомендую перед удалением нестыковок каналов сделать следущее — посадить коллектора на штифты. Причиной тому служит крепёж коллекторов на отечественных автомобилях, допускающий некоторое смещение плоскостей коллекторов и ГБЦ друг относительно друга. Чем это грозит, предельно ясно — немного сместив коллектора при крепеже после удаления нестыковок, мы самостоятельно убиваем плоды своей же работы. Штифтов достаточно по два на коллектор — по краям. Ищем место на ГБЦ и коллекторе, где можно безопасно всверлиться. В ГБЦ прочно сажаем металлический штифт, на который легко, но без особых люфтов должен надеваться коллектор — вуаля, точное позиционирование коллекторов относительно ГБЦ нам гарантировано. Не забудьте только сделать несколько дополнительных отверстий в прокладке. Отмечу так же, что если диаметр канала впускного коллектора меньше диаметра канала ГБЦ на 1-1,5 мм при нормальной соосности каналов, то это не создаст измеримого сопротивления прохождению потока, поэтому филигранной подводкой диаметров каналов в этом случае можно принебречь. На выпуске аналогично, только наоборот — выпускной канал в ГБЦ может быть несколько меньше канала в выпускном коллекторе. Более того, т.к. называемые «обратные ступеньки» на выпуске используют для борьбы с некоторыми негативными явлениями настроенной выпускной системы, но сейчас разговор не об этом.

Перечислите преимущества и недостатки нижнего расположения клапанов

Нижнее расположение клапанов применялось только в карбюраторных и газовых двигателях. При этом высота головки цилиндров и всего двигателя уменьшается, а привод распределительного вала и клапанов упрощается, но ограничивается возможность повышения степени сжатия (до 7,5) и ухудшаются технико-экономические показатели двигателя.

Нижние клапаны размещают с одной стороны блока цилиндров в один ряд и обычно чередуют так же, как и верхние клапаны при расположении их в один ряд.

Почему невозможно применение нижнего расположения клапанов в дизелях?

В дизелях возможно только верхнее расположение клапанов, так как относительно малый объем камеры сгорания, получающийся при высоких значениях степени сжатия, не позволяет разместить клапаны сбоку цилиндра. В бензиновых двигателях возможно как верхнее, так и нижнее расположение клапанов.

Какая основная причина обусловливает верхнее расположение распредилительного вала?

В современных высокооборотных двигателях легковых автомобилей ВАЗ «распределительный вал установлен на головке блока цилиндров, что упрощает кинематическую связь между кулачками и клапанами. Такое расположение распределительного вала называется верхним, оно позволяет упростить блок цилиндров и уменьшить шум при работе механизма газораспределения. При верхнем расположении распределительный вал приводится цепью или зубчатым ремнем.

Как регулируется тепловой зазор при непосредственном приводе клапанов от распределительного вала?

Тепловые зазоры между кулачками и рычагами впускных и выпускных клапанов должны быть равны:

– 0,15 мм – на холодном двигателе;

– 0,20 мм – на прогретом двигателе.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

— Снять крышку головки блока цилиндров с прокладкой.

— Вращая коленчатый вал (специальным ключом) по часовой стрелке, совместить установочную метку (1) на звездочке распределительного вала с установочным приливом (2) на корпусе подшипников распределительного вала. При этом поршень четвертого цилиндра находится в ВМТ в конце такта сжатия и оба клапана закрыты.

— Отрегулировать зазоры между рычагами и кулачками распределительного вала у выпускного клапана четвертого цилиндра (восьмой кулачок) и впускного клапана третьего цилиндра (шестой кулачок).

— Для этого необходимо ослабить контргайку (3) регулировочного болта и, вращая регулировочный болт (2), проверить требуемый зазор плоским щупом (1), вставленным между кулачком и рычагом.

— Удерживая в этом положении ключом регулировочный болт, затянуть контргайку и вновь проверить зазор. Щуп должен перемещаться в зазоре с легким защемлением.

— Проворачивая коленчатый вал на 1/2 оборота, отрегулировать зазоры в определенной последовательности.

— Установить крышку на место.

Перечислите преимущества наклонного расположения клапанов по отношению к оси цилиндра

В случае верхнего расположения клапанов коэффициент наполнения может быть на 5—7% больше, чем при нижнем расположении клапанов. Это достигается с помощью увеличения числа клапанов или расположения их под углом к оси цилиндра.

Почему в двигателях с ременным приводом распределительного вала в поршнях предусматриваются специальные углубления?

Коленчатый вал, который приводит в движение поршни компрессора, соединен с якорем электродвигателя не напрямую, а посредством клиноременной передачи (ременные или рапидные компрессоры). В представленных поршневых компрессорах электродвигатель через ременную передачу приводит в действие поршень, способный совершать обратно-поступательные движения внутри цилиндра. Этот поршень через впускной клапан засасывает в цилиндр воздух и сжимает его до такого давления, которое способно передавить и открыть выпускной клапан. В зависимости от упругости пружины выпускного клапана воздух с тем или иным давлением из цилиндра нагнетается в специальную емкость (ресивер), к которой через систему вентилей и манометров при помощи гибкой трубки (шланга) и подключается потребитель сжатого воздуха. В двухступенчатых компрессорах вторая ступень сжатия воздуха происходит так же как первая и на выходе давление воздуха достигает 1.25МПа.

Компрессор оснащен автоматическим клапаном давления. Когда давление в ресивере достигает уровня выше установленного, клапан давления отключает автоматически компрессор. Если давление упало до 0.2-0.3 МПа, клапан давления включает компрессор. Это позволяет сохранять в ресивере давление, в соответствии с установленнымипараметрами.

С какой скоростью вращается распределительный вал двух и –четырехтактного двигателя по отношению к коленчатому валу?

ТНВД точно так же как и коленчатый вал, для синхронности и сохранения фазы впрыска , ну а распределительный вал в 2 раза медленнее.

С какой целью применяется неравномерное чередование впускных и выпускных каналов в головке цилиндров?

Для получения наибольшей мощности необходимо как можно лучше заполнять цилиндры горючей смесью и очищать их от продуктов сгорания. С этой целью впускной клапан открывается до прихода поршня в в. м. т. в конце такта выпуска, т. е. с опережением в пределах 10 … 31° поворота коленчатого вала, а закрывается после поршня в н. м. т. в начале такта сжатия, т. е. с запаздыванием в 46 … 83°.

Продолжительность открытия впускного клапана составляет 236 … 294° поворота коленчатого вала, что значительно увеличивает количество поступаемой в цилиндры горючей смеси или воздуха. Поступление смеси или воздуха до прихода поршня в в. м. т. в конце такта выпуска и после н. м. т. начала такта сжатия происходит за счет инерционного напора во впускном трубопроводе из-за часто повторяющихся тактов в цилиндрах.

Выпускной клапан открывается за 50 … 67° до прихода поршня в н. м. т. в конце такта горение — расширение и закрывается после прихода поршня в в. м. т. такта выпуска на 10 … 47°. Продолжительность открытия выпускного клапана составляет 240 … 294° поворота коленчатого вала. Выпускной клапан открывается раньше, так как давление в конце такта расширения невелико и оно используется для очистки цилиндров от продуктов сгорания.

После прохождения поршнем в. м. т. отработавшие газы будут продолжать выходить по инерции.

Впускные и выпускные клапаны автомобиля, конструкция и материалы

Впускные и выпускные клапаны автомобильных двигателей имеют тарельчатую форму. Клапан открывается под действием клапанного механизма, управляемого эксцентриковым кулачком. Работа кулачка синхронизирована с положением поршня и периодом вращения коленчатого вала.

В связи с этим они изготавливаются из более стойких материалов, чем впускные клапаны, и соответственно стоят дороже.

Направляющая втулка клапана расположена соосно с седлом клапана, так чтобы между рабочей фаской клапана и седлом обеспечивался герметичный газонепроницаемый контакт. Рабочая фаска клапана и седло скошены под углом 30° или 45°. Это номинальные значения угла фаски. Фактические значения могут на один-два градуса отличаться от номинальных. Клапаны и седла клапанов, используемые в большинстве двигателей, имеют номинальный угол фаски, равный 45°. Клапан прижимается к седлу под действием пружины. Пружина удерживается на стержне клапана (некоторые автомеханики называют его штоком клапана) опорной тарелкой пружины, которая, в свою очередь, контрится на стержне клапана замком (сухариками). Для демонтажа клапана необходимо сжать пружину и снять сухарики. После этого можно снять пружину, манжету, и вынуть клапан из головки.

Всесторонние испытания показали, что между различными геометрическими параметрами клапанов существуют оптимальные соотношения. В двигателях с цилиндрами внутренним диаметром от 3 до 8 дюймов (от 80 до 200 мм) для впускного клапана оптимальным будет диаметр головки, составляющий приблизительно 45% внутреннего диаметра цилиндра. Оптимальный диаметр головки выпускного клапана составляет примерно 38% внутреннего диаметра цилиндра. Впускной клапан должен быть больше по размеру, чем выпускной, чтобы пропускать ту же массу газа. Больший по размеру впускной клапан управляет низкоскоростным потоком разреженного газа. В то же время выпускной клапан управляет высокоскоростным потоком сжатого газа. С таким потоком в состоянии справиться клапан меньшего размера. Вследствие этого диаметр головки выпускного клапана составляет примерно 85% диаметра головки впускного клапана. Для нормального функционирования диаметр головки клапана должен составлять приблизительно 115% диаметра клапанного окна. Клапан должен быть достаточно большим, чтобы перекрывать окно. Высота подъема клапана над седлом составляет примерно 25% диаметра головки.

Конструкции клапанов автомобиля

Головки клапанов авто (автомеханики часто называют их тарелками) могут иметь различную конструкцию, они могут быть как жесткими так и эластичными. Жесткая головка обладает высокой прочностью, сохраняет форму и обладает высокой теплопроводностью. Она также отличается более высокой износоустойчивостью. Эластичная головка, в свою очередь, способна приспосабливаться к форме седла. Поэтому эластичный клапан надежно запечатывает окно, но перегревается, а изгибы при посадке в седло, когда клапан адаптируется к его форме, могут привести к его разрушению. В конструкции клапанов широко используется головка, над лицевой поверхностью которой выступает небольшая шляпка. Такой клапан обладает достаточно небольшим весом, высокой прочностью и теплопередачей и чуть более высокой ценой. Эластичные головки чаще встречаются у впускных клапанов, а жесткие — у выпускных.

Попадание холодного воздуха на горячие выпускные клапаны сразу после остановки двигателя может привести к серьезным повреждениям клапанов. В двигателях оснащенных выпускными коллекторными головками и/или прямоточными глушителями, холодному воздуху открыт прямой доступ к выпускным клапанам. Резкое охлаждение может вызвать коробление и/или образование трещин в клапане. В холодную ветреную погоду, когда ветер вдувает холодный наружный воздух прямо в систему выпуска отработавших газов, такие условия — не редкость. Противоточные глушители с длинными выхлопными трубами и каталитическим нейтрализатором отработавших газов снижают опасность возникновения такой ситуации.

Материалы из которых изготавливаются клапаны

Сплавы, материалы из которых изготавливаются выпускные клапаны автомобиля, состоят главным образом из хрома, обеспечивающего высокую жаростойкость, с небольшими добавками никеля, марганца и азотных соединений. Если требуется придать клапану особые характеристики, то он подвергается термообработке. Если конструкция клапана из однородного материала не может обеспечить необходимую прочность и жаростойкость, то его изготавливают сварным — из двух различных материалов. После обработки место соединения частей клапана невозможно различить. Головки клапанов изготавливаются из специальных сплавов, обладающих жаростойкостью, прочностью, коррозионной стойкостью, стойкостью к воздействию окиси свинца и высокой твердостью. Головки привариваются к стержням, изготовленным из материалов, обладающих высокой износостойкостью. В клапанах, предназначенных для работы в особо тяжелых условиях, на рабочую фаску головки и верхушку стержня впускного клапана автомобиля направляются твердосплавные материалы типа стеллита. Стеллит представляет собой сплав никеля, хрома и вольфрама и является немагнитным материалом. В тех случаях, когда необходимо повысить коррозионную стойкость, клапан алитируется. Алитирование рабочей фаски снижает ее износ при использовании неэтилированного бензина. На поверхности клапана формируется пленка окиси алюминия, предотвращающая приваривание стальной фаски клапана к чугунному седлу.

Клапаны с полым стержнем и деформацией седла

В некоторых типах особо мощных двигателей используются выпускные клапаны с полым стержнем, заполненным металлическим натрием. Натрий при нагреве клапана до рабочей температуры расплавляется, превращаясь в жидкость. Этот расплав плещется в канале стержня и отводит тепло от головки клапана в стержень. Далее тепло передается через направляющую втулку клапана и поглощается системой охлаждения. Монолитная конструкция впускного и выпускного клапана при правильном выборе материалов обеспечивает, как правило, хорошие эксплуатационные характеристики автомобильных двигателей.

Клапан прижимается к седлу рабочей фаской, герметично закрывая камеру сгорания. Седло обычно формируется как элемент конструкции в отливке чугунной головки блока цилиндров — такое седло называется встроенным седлом. Седла обычно подвергаются индукционной закалке, чтобы можно было использовать неэтилированный бензин. Это обеспечивает замедление износа седел в процессе эксплуатации двигателя. В процессе износа седла клапан все глубже садится в него — утапливается. В тех случаях, когда коррозионная стойкость и износостойкость должны быть особенно высокими, всегда используются вставные седла. В алюминиевых головках седла и направляющие втулки клапанов — только вставные. Необходимо отметить, что в алюминиевых головках рабочая температура седел выпускных клапанов на 180°Ф (100°С) ниже, чем в чугунных. Вставные седла используются в качестве спасительной меры при восстановлении сильно поврежденных встроенных седел клапанов.

Выпускной клапан

Выпускной клапан – элемент ГРМ, при открытии которого происходит удаление (выпуск) отработавших газов из камеры сгорания двигателя.

Выпуск газов происходит тогда, когда поршень в цилиндре двигателя направляется от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ). В процессе работы двигателя выпускные клапаны подвергаются значительным термическим нагрузкам, так как постоянно контактируют с раскаленными отработавшими газами. Головка клапана при работе ДВС может разогреваться в пределах 600-800 градусов.

После окончания такта впуска и сжатия главным требованием в момент возгорания топлива в камере сгорания является максимальная герметичность. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Когда поршень принял на себя энергию расширяющихся газов после возгорания топливно-воздушной смеси, из камеры сгорания необходимо удалить эти отработавшие газы. Герметизация камеры на данном этапе уже не нужна. За удаление выхлопных газов в конструкции газораспределительного механизма отвечает выпускной тарельчатый клапан, который размещен в головке блока цилиндров (ГБЦ).

На такте впуска создается разряжение, а на такте выпуска в рабочей камере сгорания двигателя образуется повышенное давление. После сгорания смеси топлива и воздуха отработавшие газы покидают камеру сгорания через открывающийся в нужный момент выпускной клапан. Сила давления позволяет газам с легкостью выйти из рабочей камеры. Этим объясняется меньший размер тарелки выпускного клапана сравнительно с тарелкой впускного клапана. На такте впуска разрежение по своей силе меньше давления на выпуске. Выхлопные газы практически выталкиваются наружу через открытый выпускной клапан.

Эффективная герметизация камеры сгорания стала возможна благодаря использованию тарельчатых клапанов в конструкции ГРМ современных ДВС. Устройство клапана простое, элемент имеет тарелку и стержень. Фаска плавно переходит в стержень, что делает клапан достаточно прочным. Коническая форма перехода заметно снижает сопротивление выхлопных газов при выходе из камеры, а также дополнительно улучшает герметизацию.

Открытие выпускного клапана происходит благодаря полученному усилию от кулачка распределительного вала. Стержень (шток) клапана находится в направляющей втулке клапана, которая запрессована в ГБЦ. Кулачок распредвала нажимает прямо на шток клапана или на рокер, от которого усилие передается на стержень. В ГБЦ также размещено седло клапана. Седло клапана представляет собой углубление, которое по своей форме соответствует верхней части тарелки клапана. Тарелка клапана и седло клапана с филигранной точностью прижимаются друг к другу. Данное решение позволяет обеспечить максимальную герметичность в тот момент, когда закрыты впускной и выпускной клапаны. Главной задачей становится исключить прорыв газов из камеры сгорания.

На верхней части стержня клапана выполнена специальная выточка. Указанная выточка является местом установки «сухаря». Данный «сухарь» представляет собой коническое кольцо, которое разрезано на две равных части. Решение необходимо для крепления тарелки пружины клапана. Если открытие клапана осуществляется за счет «толчка» от кулачка распредвала, то закрытие клапана реализовано посредством усилия пружины клапана. Указанная пружина закрывает клапан, плотно прижимая тарелку к седлу. Дополнительно имеется механизм, который осуществляет проворачивание клапана. Это необходимо для равномерного износа клапана и очистки клапана от нагара.

Выпускной клапан работает в крайне сложных условиях. Отработавшие газы вызывают сильную коррозию выпускных клапанов. Если топливо сгорает в камере не полностью, тогда это может привести к прогару клапана. Регулировка клапанного механизма является важной процедурой в процессе эксплуатации ДВС. Раннее закрытие выпускного клапана может привести к быстрому его прогару.

В процессе эксплуатации любого ДВС тарелка клапана и седло покрываются нагаром. Избежать нагара на клапанах практически не представляется возможным. Наличие нагара вызывает постоянный перегрев выпускного клапана. Рано или поздно опорная поверхность клапана начинает выгорать, что приводит к потере герметичности в камере сгорания. Результатом становится прогрессирующая потеря мощности ДВС, затрудненный пуск и т.д.

Появившиеся от перегрева микротрещины на тарелке клапана постепенно увеличиваются, так как раскаленные газы под давлением начинают прорываться наружу из камеры сгорания. Головка клапана в таких условиях деформируется и далее разрушается. Выход клапана из строя фактически означает полную потерю цилиндром двигателя своей функциональности. После замены обязательно требуется притирка клапана к седлу для максимально точного прилегания. Игнорирование процедуры или некачественное выполнение притирки клапанов приведет к быстрому выходу нового клапана из строя.

Вполне очевидно, что перегрев является серьезной проблемой выпускных клапанов. Для изготовления выпускного клапана используется особая хромоникельмолибденовая сталь. Основой является никель, который повышает устойчивость выпускного клапана к механическому разрушению. Сталь для изготовления клапанов отличается высокой жаропрочностью.

Следующим шагом по снижению термонагруженности выпускного клапана становится его конструкция, которая отличается от устройства впускных клапанов.

Стержень выпускного клапана полый, полость заполнена металлическим натрием. Натрий расплавляется и перетекает внутри стержня клапана, что позволяет улучшить теплообмен и равномерно распределить нагрев.

Выпускной клапан также может иметь дополнительную защиту, которая способна значительно продлить срок службы элемента. Единственным недостатком можно считать конечное удорожание производства детали.

Среди наиболее распространенных способов защиты отмечены:

  • лазерное легирование;
  • метод плазменно-порошковой наплавки;
  • наплавка токами высокой частоты;

Плазменно-порошковая наплавка считается одним из наиболее экономически и практически оправданных решений. Для такой наплавки используют различные металлические порошки, в основе которых лежит кобальт или никель. Технологии нанесения покрытия разные, но главной задачей каждого из указанных способов становится наплавление тонкого слоя защиты на поверхность клапана для повышения износостойкости, устойчивости к появлению коррозионных процессов и механическому разрушению.

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.


Точность посадки впускного клапана обеспечена благодаря использованию направляющей втулки. В указанную втулку вставляется стержень клапана, а сама втулка называется направляющей клапана. Направляющие клапанов запрессованы в корпус ГБЦ, а также дополнительно зафиксированы посредством стопорного кольца.

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. Загибание клапанов чаще всего происходит по причине обрыва ремня ГРМ. Не менее часто гнет клапана и при неправильно выставленных метках в процессе замены приводного ремня ГРМ. 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.

Лучший ответ: Что больше впускной или выпускной клапан?

Главное отличие впускного клапана от выпускного — диаметр тарелки: у впускного она больше.

Как отличить впускной и выпускной клапан?

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.

Где впускной клапан?

Впускной клапан обычно размещается в головке цилиндров, а выпускнойв блоке цилиндров двигателя. При этом проходное отверстие клапана значительно увеличивается, что позволяет форсировать двигатель, но значительно усложняется привод клапанов.

Что такое впускной и выпускной клапан?

Впускной клапан подает топливо в камеру сгорания, а выпускной позволяет выходить газам, которые образовались после сгорания топлива.

Как открывается впускной клапан?

Впускной клапан открывается с опережением в конце такта выпуска, когда поршень не доходит до ВМТ у разных двигателей в пределах 12—30°, а закрывается с запаздыванием в начале такта сжатия, когда поршень отойдет от НМТ на 40—70°.

Почему впускной клапан больше чем выпускной?

Главное отличие впускного клапана от выпускного — диаметр тарелки: у впускного она больше. Почему? Потому что всасывание воздуха из атмосферы в цилиндр под действием разрежения происходит с меньшей скоростью, чем выталкивание его из цилиндра поршнем.

Что такое выпускной клапан?

Клапан выпускной, — металлический клапан, начальная точка системы выпуска. Благодаря работе выпускного клапана, сгоревшая воздушно-топливная смесь, в виде отработанных газов, покидает камеру сгорания. Открытие и закрытие выпускного клапана регулируется распределительным валом.

Куда вставляются клапана?

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).

Как работает заливной клапан унитаза?

Принцип работы заливного клапана основывается на действии поплавка, который, при заполнении бачка водой, поднимается и через штангу приводит в движение клапан. … В случае неисправности впускного клапана верхушка оказывается ниже уровня воды, и тогда лишняя жидкость попадает в трубку и сливается в унитаз.

Почему на клапане устанавливают две пружины?

Если сделать одну пружину с усилием, равным усилию существующих двух, ее габариты будут огромны. Поэтому подбирают две. И второе, для безопасности — при поломке одной, вторая удержит клапан от падения в цилиндр. Обе одновременно никогда не ломаются.

Как работает выпускной клапан?

Принцип работы выпускного клапана

Выпускной клапан открывается от усилия кулачка распределительного вала. Возвратно-поступательные движения шток клапан совершает во втулке, запрессованной в головку блока цилиндров. В головке же находится и седло клапана.

Чем отличается впускной коллектор от выпускного?

Коллектор – это часть впускного или выпускного тракта систем автомобиля. Обычно «впускной» служит для подвода и смешения топливной смеси до цилиндров двигателя, а вот «выпускной» наоборот отводит уже сгоревшие газы в катализатор, и после в глушитель.

Для чего нужен зазор между стержнем клапана и коромыслом?

Для предотвращения этих явлений кинематическую цепь привода клапана при его закрытом состоянии размыкают, т. е- устанавливают зазоры — между торцом клапана и деталью привода, воздействующей на клапан (коромыслом или толкателем).

Как открывается клапан?

Клапаны открываются и закрываются в результате воздействия кулачков распределительного вала на толкатели, штанги толкателей и клапанные рычаги («коромысла»). … После того как кулачок проходит толкатель, клапанная пружина воздействует на клапан, и далее на клапанный рычаг, штангу толкателя и толкатель.

Как работает клапан в двигателе?

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.

Как открываются и закрываются клапаны?

Клапаны направляют ток крови в сердце. Когда предсердия сокращаются, трехстворчатый и митральный клапаны открываются и позволяют крови заполнять желудочки. В момент сокращения желудочков митральный и трикуспидальный клапаны закрываются, а клапан легочной артерии и аортальный – под давлением крови открываются.

Впускной выпускной клапан — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Впускной выпускной клапан

Cтраница 1


Впускные и выпускные клапаны в двигателях внутреннего сгорания управляемые.  [2]

Впускные и выпускные клапаны изготовлены из стали ЭСХ-8 и термически обработаны.  [3]

Впускные и выпускные клапаны

проверяют на прочность и герметичность давлением, превышающим на 50 % номинальное рабочее в течение 5 мин. Утечки воздуха при этом не допускаются. Собранную пневмосистему испытывают на герметичность и проверяют работоспособность всех входящих в нее сборочных единиц. При испытании пневмо-системы утечки воздуха не допускаются.  [4]

Впускные и выпускные клапаны конструктивно мало отличаются.  [5]

Впускные и выпускные клапаны открываются в определенный момент в зависимости от положения кривошипа коленчатого вала дизеля. Механизм, открывающий клапаны, состоит из распределительного вала и привода клапанов.  [7]

Впускные и выпускные клапаны закрываются и открываются клапанным механизмом, состоящим из толкателей и рычагов. Толкатели получают возвратно-поступательное движение от кулачков распределительного вала. Чугунные направляющие толкателей смонтированы в расточках блока над распределительными валами. В проушинах толкателей на пальцах с бронзовыми плавающими втулками закреплены ролики. Толкатель привода клапанов внутри имеет шаровую поверхность для упора нижней головки штанги. Штанги изготовлены из труб, в них с двух сторон запрессованы головки, шаровые поверхности которых цементированы и закалены.  [9]

Впускные и выпускные клапаны обычно отличаются размерами головок и изготовляются из различных сталей.  [11]

Впускные и выпускные клапаны обычно располагаются в рабочей крышке вертикально. Такое расположение обеспечивает наименьший износ направляющей втулки шпинделя. Клапаны открываются внутрь цилиндра, чем достигается плотное прилегание клапана к седлу при высоких давлениях. При малых давлениях и разрежении в цилиндре прилегание клапапа обеспечивается пружиной.  [12]

Впускные и выпускные клапаны дизеля должны открываться и закрываться в строго определенной последовательности и в установленные моменты. Последовательность открытия и закрытия клапанов цилиндров обеспечивается соответствующим расположением кулачков распределительного вала.  [13]

Привод впускных и выпускных клапанов большей частью производится эксцентриком; выпуск и здесь производится принудительно. Дабы захватывающая защелка плавно садилась на рычаг клапана, а иногда и для того, чтобы осуществить большие наполнения, — впускные эксцентрики заклиниваются, большей частью с запаздыванием, так, что получается небольшой избыточный подъем; наивысшее положение работающего края защелки превышает рычаг клапана, находящийся в покое и в момент закрытия, лишь настолько, что защелка безусловно западает. Захватывание происходит благодаря собственному весу или давлению пружины. Тогда подъем клапанов при непосредственном эксцентриковом приводе для больших наполнений становится несообразно велик, что побуждает обратиться к применению кулаков. К преимуществам распределений с расцеплением следует отнести быстрое закрытие до самого седла и малую перестановочную силу регулятора.  [14]

Головки впускных и выпускных клапанов имеют неодинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают большим, чем диаметр выпускного. В связи с тем, что клапаны во время работы двигателя неодинаково нагреваются ( выпускной клапан, омываемый горячими отработавшими газами, нагревается больше), изготавливаются они из разного материала: впускные клапаны — из хромистой, выпускные — из сильхромовой жароупорной стали.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Клапан двигателя

Клапан – деталь газораспределительного механизма. Клапанный механизм (механизм привода клапанов) является составной частью газораспределительного механизма (ГРМ).

ГРМ бывает нижнеклапаннымм и верхнеклапаннымм. Современные силовые агрегаты повсеместно имеют верхнее расположение клапанов.

Клапан реализует прямую подачу в цилиндры определенной порции топливно-воздушной смеси или только воздуха, а также осуществляет выпуск отработавших газов. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания для нормальной работы требуется не менее двух клапанов на один цилиндр.

Клапаны бывают двух видов, что зависит от их прямой функции:

  • впускной клапан;
  • выпускной клапан;

Сегодня на современные моторы устанавливаются клапаны тарельчатого типа, которые имеют стержень. Устройство клапана включает в себя так называемую тарелку клапана. Наиболее распространенная конструкция ДВС получила клапаны, которые находятся в головке блока цилиндров (ГБЦ). То место, где клапан контактирует с ГБЦ, получило название седло клапана. Седло клапана ДВС стальное или чугунное, запрессовано в головку блока цилиндров.

Максимально качественное наполнение цилиндра двигателя топливно-воздушной смесью или воздухом  требует того, чтобы диаметр тарелки впускного клапана был больше, чем у выпускного клапана. Впускные и выпускные клапаны имеют определенные отличия по этой причине. Впускной клапан зачастую получает больший диаметр своей тарелки. Это сделано для того, чтобы улучшить  наполнение цилиндров топливно-воздушной смесью или только воздухом.

Что касается выпускного клапана, в увеличении диаметра его тарелки необходимость также присутствует. Это необходимо для лучшей очистки цилиндров от продуктов сгорания. Отметим, что размер тарелки впускного и выпускного клапанов ограничен размерами самой камеры сгорания, которая изготовлена в ГБЦ. Качественное наполнение цилиндров и очистка реализуются не путем увеличения диаметра тарелки одного клапана, а путем установки большего количества клапанов на один цилиндр.

Клапаны ДВС в процессе работы мотора испытывают серьезные механические и тепловые нагрузки. По этой причине их изготавливают из особых жаростойких и износостойких металлических сплавов. Кромка тарелки клапана может быть усиленной, иногда сама тарелка усиливается при помощи керамического напыления. Что касается стержня, то для впускного клапана предусмотрен цельнометаллический стержень. Выпускной клапан имеет полый стержень, дополнительно получает натриевое наполнение для улучшения охлаждения тарелки клапана.

Повышенное внимание уделяется вопросу охлаждения именно выпускных клапанов, особенно для производительных силовых агрегатов. Выпускные клапана подвержены тепловой нагрузке намного больше впускных. Как уже было сказано, клапаны в таких моторах имеют полый стержень, который внутри наполнен натрием. Такое решение является эффективным способом охлаждения. Указанный натрий при выходе мотора на рабочую температуру плавится внутри полого стержня клапана, а затем в расплавленном виде течет. Так осуществляется перенос избытков тепла от разогретой тарелки клапана к его стержню.

Место прилегания тарелки клапана к блоку называется фаской. Для того чтобы фаска не страдала от скопления нагара, а также было реализовано равномерное распределение тепла, в конструкции клапанного механизма используются решения для вращения (проворачивания) клапана в процессе работы ДВС.

Современное устройство наиболее распространенного двигателя предполагает схему с четырьмя клапанами, что означает наличие двух впускных и двух выпускных клапанов на каждый отдельный цилиндр. В момент открытия (клапан опускается) впускного клапана образуется кольцевой проход. Через этот проход между тарелкой клапана и седлом клапана в цилиндр попадает топливно-воздушная смесь или только воздух. От площади проходного сечения будет зависеть эффективность наполнения цилиндра, что далее влияет на показатели производительности при рабочем ходе поршня.

Могут также встречаться двухклапанные, трехклапанные и пятиклапанные схемы устройства ГРМ. В первом случае используется только один впускной и один выпускной клапан на цилиндр. Для трехклапанных схем характерно наличие двух впускных и одного выпускного клапана. Схема на пять клапанов означает, что стоят три впускных и два выпускных клапана. Количество клапанов на цилиндр зависит от общего размера камеры сгорания конкретного двигателя, реализации привода клапанов, степени форсировки мотора, а также ряда других факторов.

Открытие клапана реализовано при помощи нажатия на  клапанный стержень. За открытие отвечает привод клапана. Указанный привод обеспечивает передачу усилия от распределительного вала (распредвала). В современных двигателях используются две базовые схемы привода клапанов: привод посредством гидравлических толкателей клапана и реализация привода при помощи роликовых рычагов.

Закрытие клапана в процессе работы ДВС осуществляется при помощи специальной пружины определенной жесткости. Жесткость такой пружины должна быть ограниченной, чтобы не создавать больших ударных нагрузок на седла клапанов. Сила воздействия пружины заставляет тарелку клапана герметично перекрывать впускной или выпускной канал. Пружина клапана крепится на стержне посредством тарелки клапанной пружины и сухарей. Во время работы мотора, особенно под нагрузкой, могут возникать резонансные колебания на клапанах. Для устранения этого нюанса могут быть установлены сразу две клапанные пружины с разнонаправленными витками.

Жесткость таких пружин меньше по сравнению с решениями, которые получили только по одной пружиной. Использование двух пружин подразумевает то, что они навиты в разные стороны. Это сделано для предотвращения заклинивания клапана в результате поломки одной пружины. Так инженеры исключили риск попадания витков одной пружины клапана между витками другой. Для уменьшения трения клапанный механизм конструктивно имеет вышеупомянутые ролики (роликовый рычаг), которые находятся на толкателях и рычагах привода клапанов.

Читайте также

Клапаны, устройство и назначение клапана

Кла́пан — это устройство, предназначенное для открытия, закрытия, а также регулирования потока горючей смеси, которая попадает в цилиндры двигателя и выпуска отработавших газов.

Для нормальной работы четырехтактного двигателя требуется, как минимум, по два клапана на каждый цилиндр — впускной клапан и выпускной клапан. В данный момент широкое распространение получили клапаны тарельчатого типа со стержнем. Для качественного наполнения цилиндра горючей смесью диаметр тарелки впускного клапана делается немного больше, чем у выпускного.

 

Из чего изготавливают клапана

Седла клапанов изготавливаются из чугуна или стали, затем запрессовываются в головку блока цилиндров. Клапаны во время работы двигателя подвержены значительным механическим и тепловым нагрузкам, поэтому необходимо подбирать специальный сплав для изготовления детали.

Клапана для высокофорсированных двигателей должны хорошо охлаждаться, поэтому в них применяют клапаны с полым стержнем, с наполнением натрия внутри. При достижении рабочей температуры натрий плавится и начинает перетекать от тарелки клапана, к стержню равномерно распределяя тепло. Для равномерности теплопередачи и уменьшения нагара на фасках клапана применяют механизмы вращения клапана.

 

Виды ГРМ


Существуют следующие виды газораспределительных механизмов: нижнеклапанный ГРМ и верхнеклапанный ГРМ. Сегодня, на современных автомобилях, используются только верхнеклапанные ГРМ, когда клапаны располагаются в головке цилиндров.

Клапан удерживается в закрытом состоянии с помощью клапанной пружины, а открывается при нажатии на стержень клапана. Клапанные пружины должны иметь определенную жесткость (оптимальную, чтобы не увеличивать ударную нагрузку на седло клапана) для гарантированного закрытия клапана во время работы.

Чтобы снизить потери на трение в ГРМ применяют ролики, которые установлены на рычагах и толкателях привода клапанов. Применение роликов в клапанном механизме заменяет трение скольжения, на трение качение, что значительно уменьшает потери на привод клапанов.

При открытии впускного клапана проходит топливно-воздушная смесь (или воздух) наполняя цилиндр двигателя. Чем больше площадь проходного сечения, тем полнее заполнится цилиндр, что приводит к повышению выходных показателей цилиндра при рабочем ходе. Для улучшения очистки цилиндров от продуктов сгорания увеличивают диаметр тарелки выпускного клапана. Правда, размеры тарелок клапанов ограничены размером камеры сгорания, выполненной в головке цилиндров. Многое также зависит от регулировки клапанов. 

Применение четырех клапанов на цилиндр началось еще в 1912 г. на двигателе автомобиля PeugeotGranPrix. Широкое использование такой схемы в серийном производстве легковых автомобилях началось только в конце 1970-х гг. Сегодня ГРМ с четырьмя клапанами на цилиндр стали практически стандартными для двигателей европейских и японских легковых автомобилей.

Mercedes выпускает двигатели, которые имеют по три клапана на цилиндр, два впускных и один выпускной, с двумя свечами зажигания (по одной с каждой стороны от выпускного клапана).

Существует практика использования даже 5 клапанов на цилиндр (3 впускных и 2 выпускных). Такой технологией практикует автомобильная группа Volksvagen-Audi, но при этом значительно усложняется привод клапанного механизма.

Повышают ли производительность клапаны большего размера?

Улучшит ли установка клапанов большего диаметра работу головки блока цилиндров?

Ответ: Это зависит от типа головки блока цилиндров. Как правило, если головка блока цилиндров предназначена для уличного применения, более крупные клапаны не улучшат поток воздуха. Часто зубцы, большие клапаны фактически уменьшают поток воздуха.

Давайте посмотрим на головы Chevy 305 в качестве хорошего примера:

Нормальный размер клапана в головке «Performance» 305 равен 1.84″ х 1,50″.

Думая, что «чем больше, тем лучше», многие устанавливают впускные клапаны 1,90″ или 1,94″ на головки 305. Что ж, дело в том, что большие впускные клапаны в головке 305 будут мешать общему потоку воздуха в головке, особенно при подъеме 0,450 дюйма. Потеря потока воздуха ниже подъема 0,450″ особенно вредна, если у вас есть правило подъема клапана.

Вот пример «Тратить деньги, чтобы идти медленнее»

Много лет назад у меня был разговор с человеком, представляющим компанию, которая продавала комплектные головки Chevy 305, в основном на E-Bay.Они установили 1,94-дюймовые впускные клапаны на все свои 305 головки. Я спросил, знают ли они, что установка 1,94-дюймовых клапанов в головке 305 уменьшает поток воздуха. Его ответ был примерно таким: «Ну, да, я знаю, что меньший клапан на самом деле работает лучше. Но комплект головок с 1,84-дюймовыми клапанами покупать никто не будет; они все хотят 1,94″, вот что мы им даем». Мы называем это «тратить деньги, чтобы двигаться медленнее». Это классический случай, когда больше не значит лучше. Часто чем больше, тем медленнее.

 

Данные о воздушном потоке на 305 головках.

Тестовая головка: «450 литейный номер головы Chevy 305 с «UnderCover Porting».

Головка 601–305 с клапанами 1,84 x 1,50

 

Данные о воздушном потоке на 305 головках.

Тестовая головка: «450 литейный номер головы Chevy 305 с «UnderCover Porting».

Воздушный поток с клапаном 1,84 дюйма. Ферреа № F5060.

.200         126

.300         173

.400         206

.500         212

.600         213

После того, как головка была испытана потоком с 1.84-дюймовый клапан, мы обработали седло клапана для установки клапана на 1900 дюймов. Если все вы посмотрите на высокие значения расхода, вы подумаете, что больший клапан был улучшением. Тем не менее, небольшое улучшение при подъеме 0,500″ и 0,600″ было более чем компенсировано значительным снижением ниже этой точки.

Air Flow с 1900-дюймовым клапаном Ferrea #F5072.

.200         124     -3

.300         170     -3

.400         198     -8

.500         214     +2

.600         215     +2

Тест не угадывай.

 

Быстрый ответ: какой клапан больше: впускной или выпускной

Всасываемый воздух всасывается вакуумом, а выхлопной газ выталкивается наружу, чтобы вытолкнуть выхлопной газ. Поэтому выхлоп проще, чем впуск. Таким образом, впускной клапан, как правило, проектируется больше, чем выпускной клапан, чтобы уменьшить сложность всасывания и увеличить количество всасываемого воздуха.

Впускной клапан обычно меньше выпускного?

Картер — это верхняя часть блока цилиндров, где расположены клапаны.Впускной клапан обычно меньше выпускного клапана.

Какой клапан самый большой?

Самый большой клапан в мире — Blackhall Engineering. При весе 117 тонн и величественной высоте 40 футов задвижка Blackhall с металлическим седлом и параллельными торцами с нулевой утечкой рассчитана на 100 лет.

Почему выпускной клапан имеет больший зазор, чем впускной клапан?

Впускной клапан имеет почти постоянный поток холодного воздуха.Выпускной клапан имеет почти постоянный поток очень горячего воздуха. Поэтому выпускной клапан будет расширяться больше, чем впускной клапан, и ему потребуется больший зазор, поскольку он будет находиться при более высокой рабочей температуре.

Как определить впускной и выпускной клапаны?

Впускные клапаны впускают воздух, а выпускные клапаны выпускают воздух. Они имеют форму тонкого штока, ведущего к более плоской поверхности, а впускные клапаны часто больше выпускных. Каждый клапан предназначен для перемещения только вверх и вниз, а не из стороны в сторону.

В чем разница между впускным и выпускным клапаном?

Существует два типа клапанов двигателя; впускной и выпускной клапаны. Впускные клапаны, естественно, впускают воздух, а выпускные выпускают выхлопной воздух. После того, как поршень пройдет такт сжатия и выстрела, выпускной клапан откроется и выпустит выхлоп. Затем он сразу же закрывается.

Как охлаждается впускной клапан?

Поступающая топливно-воздушная смесь имеет тенденцию охлаждать впускной клапан во время работы.Теплота сжатия слишком быстро воспламенит топливно-воздушную смесь.

Большие клапаны обеспечивают большую мощность?

Ответ: Зависит от типа ГБЦ. Как правило, если головка блока цилиндров предназначена для уличного применения, более крупные клапаны не улучшат поток воздуха. Часто зубцы, большие клапаны фактически уменьшают поток воздуха.

Увеличивают ли большие клапаны мощность?

Более легкий клапан означает, что двигатель может вращаться выше, нагнетать больше воздуха и производить больше лошадиных сил.Более легкий клапан также означает меньшую нагрузку на пружины клапана, фиксаторы, коромысла, толкатели, толкатели и кулачки кулачка. Впускные клапаны обычно тяжелее выпускных клапанов из-за большего диаметра головки.

Чем больше клапанов, тем лучше?

Чем больше клапанов, тем лучше поток воздуха и эффективнее двигатель. Меньшие клапаны легче, а это означает, что двигатель может вращаться выше, создавать больше мощности и в целом смотреть свысока на двухклапанные двигатели мира с чувством удовлетворения от многоклапанного.

Почему выпускные отверстия меньше впускных?

Через выпускное отверстие двигателя обычно требуется только 80-90 процентов потока от впускного отверстия. По этой же причине выпускные клапаны меньше впускных — рутинная работа по удалению отработавших газов из камеры сгорания доставляет меньше хлопот, чем нагнетание в камеру прохладной влажной воздушно-топливной смеси.

Какой зазор толкателя впускного и выпускного клапана?

Таким образом, зазор толкателя регулярно измеряется и регулируется на основе данных производителя, чтобы обеспечить правильную работу впускных и выпускных клапанов.Обычно зазор составляет от 0,2 мм до 0,6 мм в зависимости от впускных и выпускных клапанов и производителей двигателей.

Почему выпускной клапан имеет больший зазор толкателя?

> Он предназначен для обеспечения некоторого механического расширения и удлинения штока клапана и толкателей по мере прогрева двигателя. Этот зазор также называют зазором клапана. >Зазор толкателя берется для обеспечения надежного закрытия клапана и теплового расширения клапана.

Пружины впускного и выпускного клапанов одинаковые?

Головка блока цилиндров имеет клапанные пружины того же размера. В некоторых случаях пружины клапанов на впускных и выпускных клапанах различны, и пружина выпускного клапана больше, чем пружина впускного клапана.

Какой клапан является выпускным клапаном?

Выпускной клапан находится в головке блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Когда топливно-воздушная смесь воспламеняется в цилиндре, отработавшие газы выбрасываются из двигателя через этот клапан.В типичном двигателе внутреннего сгорания выпускной клапан больше впускного.

В чем разница между впуском и выпуском?

Воздухозаборник описывает вентилятор, втягивающий воздух снаружи в помещение. Вытяжка воздуха описывает вентилятор, выталкивающий воздух из помещения наружу. Воздухообмен означает, что одна лопасть вентилятора втягивает воздух в помещение, а другая одновременно выталкивает воздух наружу.

Что такое впускной клапан в автомобиле?

Клапан в головке блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, открывающийся в нужный момент цикла для обеспечения всасывания топливно-воздушной смеси в цилиндр.

Почему впускные и выпускные клапаны имеют разные размеры?

Всасываемый воздух всасывается вакуумом, а выхлопные газы выталкиваются наружу, чтобы вытолкнуть выхлопные газы. Поэтому выхлоп проще, чем впуск. Таким образом, впускной клапан, как правило, проектируется больше, чем выпускной клапан, чтобы уменьшить сложность всасывания и увеличить количество всасываемого воздуха.

Почему впускные клапаны нагреваются не так сильно, как выпускные?

Впускной клапан не нагревается так сильно, как выпускной, по двум причинам: он закрыт, когда выбрасываются выхлопные газы, поэтому горячие газы не обтекают его.во-вторых, холодный всасываемый заряд обтекает его на такте впуска, что помогает его охладить.

Что закрывает впускной и выпускной клапаны?

Сразу после того, как поршень достигает нижнего положения в цилиндре (известного как нижняя мертвая точка), впускной клапан закрывается. Как только поршень достигает верхней части цилиндра в цикле выпуска, выпускной клапан начинает закрываться, а впускной клапан начинает открываться, начиная процесс заново.

Что большие клапаны делают с двигателем?

По сути, увеличение размеров клапанов и другие модификации, улучшающие воздушный поток, такие как портирование и полировка портов, увеличат поток воздуха, увеличив количество воздуха, доступного для двигателя для любого данного распределительного вала, что приведет к более высокому объемному КПД = БОЛЬШЕ лошадиных сил! !.

Стоят ли титановые клапаны?

«Титан — отличный материал для клапанов благодаря соотношению прочности и веса, а также способности материала выдерживать высокие температуры сгорания», — говорит менеджер по продукции Wiseco Дэйв Сулеки.

Может ли головка блока цилиндров быть слишком большой?

«Суперразмер» может быть некоторым преувеличением, но известно, что покупатели головок цилиндров выбирают слишком большие клапаны. Это может привести к тому, что головки цилиндров не будут соответствовать потребностям двигателя или самому двигателю! 15 декабря 2015 г.

Впускной и выпускной поток — Liquid Dynamics

Впускной и выпускной поток — Liquid Dynamics

Впускной и выпускной поток — Liquid Dynamics и другие формулы

Введение

Производительность клапана играет важную роль в общей выработке энергии. двигателя. Если клапаны слишком малы, поток воздуха будет ограничен, и крутящий момент двигателя уменьшится. Поток воздуха через впускное отверстие и выпускные отверстия двигателя неустойчивы, из-за периодического открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов.

Применяются несколько типов клапанов: тарельчатый, поворотный, дисковый. и рукав. Наиболее распространенным клапаном является тарельчатый клапан. Тарельчатый клапан стоит недорого и обладает хорошими герметизирующими свойствами, что делает его таким популярным выбор. Следующая оценка предполагает, что тарельчатые клапаны используются для обоих впускные и выпускные порты.


Геометрические свойства

Рис. 1. Схема клапана и порта клапана

Обычно впускное отверстие имеет круглую форму и составляет около 44–48 % размера диаметр цилиндра не больше, чем необходимо для получения желаемой мощности.

Еще одним геометрическим параметром клапана является подъем. Когда значение чуть выше сиденья считается низким подъемом. При малом подъеме впуск поток остается прикрепленным к седлу клапана, принимая форму пристенной струи. В промежуточного подъема поток начинает отделяться от головки клапана в внутренний край седла клапана. Наконец, при большой подъемной силе поток отделяется от внутреннюю кромку седла клапана, принимая форму свободной струи.


Впускной поток

Рис. 2.Схема впуска

Из-за постоянного открытия и закрытия клапанов поперечное сечение площадь, через которую проходит поток, изменяется. Эта область упоминается как эффективная площадь. Эта область определяется как:

Ae = Ac (q) Cd(q)

  • Где:

    Ac = площадь занавеса

    Cd = коэффициент расхода

Область завесы, Ac, может быть определена несколькими способами.Простое определение площади занавеса:

Ac = 3,14159*Dv Lv

  • Где:

    Dv = диаметр клапана

    Ур = Лифт

Подъемная сила и коэффициент нагнетания зависят от угла поворота коленчатого вала. Коэффициент расхода определяется экспериментально.Этот коэффициент учитывают реальные эффекты газового потока. Коэффициент расхода уменьшается немного с подъемной силой, поскольку струя заполняет меньшую площадь эталонной завесы при переходе от присоединенной струи к отделенной свободной струе. Представитель значение коэффициента расхода Cd = 0,6.

Подъемная сила и Cd определяются экспериментально. Если лифт и Cd профили известны, эффективная площадь может быть найдена как функция угла поворота кривошипа. Следующий апплет, апплет эффективной площади потребления, определяет эффективную площадь, как определено


Поток выхлопных газов

Процесс выхлопа разбит на две части: продувка выхлопа и такта выпуска.Продувка выхлопных газов моделируется как постоянный объем процесс, а такт выпуска моделируется как процесс постоянного давления. Когда выпускной клапан открывается, давление в цилиндре обычно достаточно высокое. так что на клапане возникает звуковой поток, и продувка происходит очень быстро.


Фазы газораспределения

Открытие и закрытие выпускного и впускного клапана перекрывают друг друга. На следующем рисунке показано перекрытие двух клапанов.

Рис. 3.Синхронизация впускного и выпускного клапанов

Впускной клапан начинает открываться перед верхней мертвой точкой, так что иметь большую эффективную площадь Ae в начале индукции. Выпускной клапан начинает открываться перед нижней мертвой точкой, чтобы дать продуктам сгорания пора бежать

Скорость двигателя определяет, насколько рано открывается выпускной клапан. При низких оборотах клапан открывается раньше, а при высоких оборотах клапан открывается поздно.


Настройка впуска и выпуска

При правильном выборе длины впускного и выпускного трубопровода производительность двигателей внутреннего сгорания может быть увеличена.Впуск и выпуск открытие и закрытие клапана создает процесс сжимаемого потока, в котором давление волны текут вперед и назад через систему впуска и выпуска. Соответствующий длина трубы может быть оценена путем решения уравнений течения сжимаемой жидкости. В качестве альтернативы был разработан ряд эвристических уравнений длины трубы.

Волна давления создается при открытии впускного или выпускного клапана. Волна распространяется по жидкости в трубе со скоростью звука c.Когда эта волна встречает изменение площади поперечного сечения, такое как конец трубы, от конца трубы отразится волна противоположного знака. трубка. Основываясь на времени, которое требуется этой волне, чтобы вернуться обратно к клапану, можно определить длину трубы.


Впускной клапан

Например, при открытии впускного клапана вверх по потоку направляется волна разрежения от клапана. Когда эта волна сталкивается с изменением области, такой как водозабор В коллекторе генерируется волна сжатия, которая направляется вниз по течению обратно в впускной клапан.Эта волна сжатия увеличивает локальную плотность входного отверстия. поток, процесс, называемый «эффектом тарана».

Экспериментально было установлено, что значительное увеличение объемного эффективность достигается, когда отраженная волна сжатия возвращается, когда поршень находится под углом 90°. В этот момент скорость поршня максимальна. Сопоставление времени возврата волны с характеристикой время поршня, можно найти необходимую длину трубы.

Скорость волны определяется как:

скорость = расстояние/время

Расстояние равно удвоенной длине трубы, 2 л.Время находится из скорость двигателя.

Решение для длины трубы L дает результат:

Член с — это скорость звука. Это зависит от температуры T (в градусах Кельвина) набегающего потока, постоянная идеального газа воздуха R, и коэффициент удельной теплоемкости k. Скорость звука определяется следующим уравнение:


Выпускной клапан

Когда выпускной клапан открывается, волна сжатия направляется вниз по потоку и отражается назад в виде волны разрежения при открытии выхлопной системы встречается.Опытным путем установлено, что оптимальное положение поршня, когда волна возвращается, составляет 120°. В этом положении оставшиеся выхлопные газы могут удаляться из камеры сгорания. Требуемая длина Затем можно определить выхлопную трубу.


Требования к питанию автомобиля

Сколько энергии нужно, чтобы разогнаться до 60 миль в час? 80 миль в час? Вес автомобиля и его скорость — все это факторы, влияющие на количество требуемой мощности. силовой баланс автомобиля показан на рис. 4.

Рис. 4. Баланс сил

Силы, действующие на автомобиль, вызваны внутренним сопротивлением, сопротивлением шин и сопротивлением воздуха. Равнодействующая этих сил, общая сила сопротивления, FD, может быть оценена следующим уравнением:

  • cR = коэффициент сопротивления качению

    cD = коэффициент аэродинамического сопротивления

    м = масса автомобиля [кг]

    A = площадь передней поверхности [м2]

    г = 9.8 м/с

    r = плотность, 1,2 кг/м3 @STP

Коэффициенты сопротивления качению и лобового сопротивления определяются из эксперимент. Типичное значение коэффициента сопротивления качению равно 0,015. Коэффициент лобового сопротивления у автомобилей разный, обычно используется значение 0,3.

Требуемая выходная мощность может быть определена по заданной силе сопротивления. выше и скорость автомобиля.

П = ФДВ

Зная массу автомобиля и площадь его лобовой поверхности, можно построить участок нарисовано, показывающее требования к мощности для диапазона скоростей.

Также представляет интерес мощность, необходимая для разгона до заданной скорости. Для большего ускорения требуется больше мощности..

Основное определение силы ускорения (без учета сопротивления!) предоставлено:  

Ж = ма

Предполагая, что сила, необходимая для ускорения транспортного средства от 0 до 60 миль в час можно определить из приведенного выше уравнения, тогда необходимая мощность разогнаться до заданной скорости:

P = мВ

  • Где:

    м = масса автомобиля

  • а = ускорение = DV/DT

    DV = 60 — 0 = 60 миль в час = 26.82 м/с

    V = конечная скорость, 60 миль в час


Подарить Слава БОГУ

Компьютеры MC Chatter Наборы аксессуаров Политика двигателей VietnamVets The Cycle Магазин Главная Кристиан Файлы

Объяснение материалов, опций и терминов

Со всем специализированным жаргоном и бесчисленными доступными функциями заказ головок цилиндров может быть сложным процессом.Вот некоторая информация о головках цилиндров, чтобы упростить процесс.

Помните те игры с бумажным лабиринтом, в которые вы играли в детстве, когда вы маневрировали дорожкой карандаша через 87 различных проходов, чтобы добраться до конечного пункта назначения? Выбор головки блока цилиндров может показаться таким. Даже после сужения вариантов остается лабиринт вариантов, стилей и вариантов выбора.

В отличие от карбюраторов или свечей зажигания, головки цилиндров сильно зависят от двигателя. В этой статье будут описаны все основные детали головки блока цилиндров, термины и то, какие из них имеют решающее значение для вашей сборки.

Алюминий против железа

При выборе материала решающим фактором будет ваш бюджет. Железные головки обычно дешевле из-за более низкой стоимости материалов, но алюминиевые головки более доступны, чем когда-либо, и легко доступны. Когда дело доходит до производительности, алюминиевые головки отводят больше тепла из камеры сгорания благодаря своим повышенным токопроводящим свойствам. Это позволяет двигателям работать с большей степенью сжатия без риска детонации.

Такие компании, как Dart, предлагают как чугунные, так и алюминиевые отливки для многих семейств двигателей, включая мало- и крупноблочные Chevy и малогабаритные Ford.На рынке есть несколько очень дорогих головок заготовок, изготовленных на станке с ЧПУ, но это обсуждение будет сосредоточено на литых головках, поскольку они используются в 99% сборок двигателей.

Выпускные отверстия на многих высокопроизводительных головках послепродажного обслуживания приподняты, чтобы улучшить поток через выпускные отверстия. Хотя рисунок фланца такой же, его можно поднять на целых 0,500 дюйма, что может повлиять на установку стандартной жатки шасси.

Конфигурации впускного отверстия

На заводе многие двигатели имеют порты разного стиля, например прямоугольные и овальные на Chevy с большим блоком или прямоугольные и соборные порты на LS.Важно заказать правильный стиль, чтобы головки стыковались с впускным коллектором.

В дополнение к форме порта также необходимо учитывать его расположение. Например, многие головки вторичного рынка поднимают впускные или выпускные отверстия для улучшения потока. Есть также много примеров головок, в которых порты смещены вбок. Это особенно распространено в приложениях, где два внутренних выпускных отверстия сиамизированы. Головки «расширенных портов», как их часто называют, раздвигают эти два порта, что позволяет увеличить их площадь, а также помогает им лучше охлаждаться.

Объем впускного отверстия

Во многих описаниях головок цилиндров указывается объем, обычно выражаемый в кубических сантиметрах (см3). Это отражает общий объем порта и не является прямым индикатором потока через порт. Большие порты IE не обязательно означают, что головка автоматически пропускает больше воздуха и вырабатывает больше энергии, чем порт меньшего размера.

Например, мягкий дорожный двигатель с большим блоком, такой как 454, часто может выиграть от меньшего впускного отверстия, которое увеличивает скорость впуска, особенно при работе с карбюраторным или дроссельным впуском.Использование головки блока цилиндров с немного более консервативным объемом порта, чем у больших мальчиков, часто может привести к более высоким значениям крутящего момента для уличных двигателей, что улучшит приемистость. Тем не менее, в специализированном гоночном двигателе, работающем на высоких оборотах, более крупный бегун может принести огромные дивиденды в выработке мощности.

Разброс томов портов может быть огромным для каждой архитектуры движка. Например, Dart предлагает малоблочные головки Chevy с объемами впускных отверстий в вариантах 165cc, 180cc, 200cc, 215cc, 227cc, 230cc и 245cc.

Портирование с ЧПУ массирует впускное и выпускное отверстия, чтобы выявить лучшее в литом порту, и его легко идентифицировать по рифленой обработанной поверхности, оставленной режущим инструментом. Это головка блока цилиндров Dart 215cc Pro 1 LS. Камера также обработана.

Портирование ЧПУ

Вы также можете увидеть варианты портирования ЧПУ. Это относится к процессу обработки, применяемому к стандартной литой головке с использованием станка с числовым программным управлением (ЧПУ). Литье головки блока цилиндров включает заливку расплавленного металла либо в форму для литья в песчаные формы, либо в постоянную форму для формирования головки.Этот процесс, хотя и эффективен, не совсем точен. Преимущество портирования с ЧПУ заключается в том, что машина точно формирует камеру сгорания или бегунок, сводя к минимуму отклонения отливки и улучшая поток.

В большинстве алюминиевых головок вторичного рынка используется свеча зажигания с резьбой 0,750 дюйма и седлом с прокладкой. Для справки, он похож на штекер в стиле Autolite 3924. Но всегда проверяйте у производителя головки блока цилиндров рекомендации по свечам зажигания.

Клапан угловой

Угол клапана — это еще один термин, с которым вы можете столкнуться при описании головки блока цилиндров.Это относится к углу клапана относительно платформы блока. Например, в малоблочном Chevy используется заводской угол клапана 23 градуса, но головки вторичного рынка не ограничены этим углом. Dart предлагает различные углы наклона клапанов с 18-, 16-, 15- и даже 9-градусными головками, предназначенными для чисто спортивных двигателей.

Изменение угла наклона клапана помогает улучшить обдув головки блока цилиндров. При откидывании штока клапана, когда клапан открывается, открывается больше порта, и в цилиндр может проходить больше воздуха.Важно отметить, что для головки блока цилиндров с нестандартным углом клапана потребуются поршни с соответствующими клапанными перепусками и, во многих случаях, компоненты клапанного механизма вторичного рынка, такие как коромысла на валу.

Клапаны большего размера обычно пропускают больше воздуха, но клапаны большего размера могут вызвать проблемы с зазором, поэтому убедитесь, что клапаны проходят через отверстие цилиндра и соответствуют разгрузке клапана поршня. Размер этого впускного клапана с малым блоком составляет 2,080 дюйма.

Размер клапана

Размер клапана — еще один фактор.Вообще говоря, более крупные клапаны обеспечивают улучшение потока, но важно помнить, что двигатели с малым диаметром могут не подходить для клапанов с постоянно увеличивающимся диаметром. Например, большие 2,15-дюймовые впускные клапаны LS3, используемые в головках с прямоугольными портами, не смогут заменить стандартное отверстие LS1 3,898 дюйма, поэтому небольшое знание совместимости клапанов предотвратит дорогостоящие ошибки.

Наряду с размером клапана существует менее известная характеристика, называемая расстоянием между клапанами. Большинство головок вторичного рынка изготавливаются с заводской ориентацией клапанов в камере.Однако некоторые головки меняют ориентацию, чтобы использовать более крупные клапаны. Вы можете увидеть отсылку к переключению передач 60/40 на некоторых головках Chevy с малым блоком. Это относится к перемещению выпускного клапана к стенке цилиндра с перемещением впускного клапана в том же направлении, чтобы приспособиться к клапанам большего размера и/или предотвратить запирание впускного клапана стенкой цилиндра. Это требует соответствующего перемещения предохранительных клапанов поршневых клапанов, так что это еще одна деталь, которую необходимо тщательно продумать, особенно если эти головки установлены на существующем двигателе.

Размер камеры сгорания является критическим параметром при выборе головки блока цилиндров. Перед выбором размера камеры важно убедиться, что вы знаете, какая степень сжатия вам нужна. Камеры с большими блоками, подобные этой, бывают разных размеров, поэтому лучше всего знать все детали вашей комбинации, чтобы выбрать правильный объем камеры. Большинство алюминиевых головок Dart big-block поставляются с камерами на 121 куб. см, но овальный порт на 275 куб. См предлагает вариант на 110 куб.

Размер камеры сгорания

Размер камеры сгорания также является важной характеристикой, поскольку он является основным фактором, наряду с конфигурацией днища поршня, в определении степени сжатия двигателя.Например, алюминиевая головка Dart 215cc предлагается с размерами камеры 64cc и 72cc. Если мы применим оба размера камеры к маленькому блоку объемом 350 куб. см с плоским верхом и клапанами сброса давления 6 куб. См, степень сжатия для головки объемом 64 куб. См будет 10,2: 1, в то время как большая камера объемом 72 куб. См снижает компрессию до 9,4: 1. Это показывает важность соответствия остальных компонентов двигателя выбранным вами головкам.

Что такое Port Flow

Компании, занимающиеся головками цилиндров, также часто включают номера потоков портов.Машины, называемые расходомерами, обеспечивают измерение CFM (кубических футов в минуту) для заданного напора при различном подъеме клапана. Это число является репрезентативным показателем того, как данный напор будет работать с двигателем, моделируя, сколько воздуха он может пропустить.

Например, 24-градусная головка Iron Eagle с прямоугольным портом и объемом 308 куб. см. с большим блоком может подавать 325 куб. футов в минуту воздуха при подъеме клапана 0,500 дюйма на стороне впуска. Упрощенный подход к оценке имеет тенденцию оценивать головку блока цилиндров исключительно на основе значений пикового подъема клапана.Однако более опытные производители двигателей также изучат значения расхода в среднем диапазоне между 0,300 и 0,500 дюйма подъема клапана. Для уличных двигателей эти цифры могут быть полезны только по той причине, что клапан дважды попадет в эти точки на кривой подъема, а пик произойдет только один раз. Также важно обращать пристальное внимание на показатели потока выхлопного отверстия.

В сборе или без?

Большинство высокопроизводительных уличных головок продаются в полностью собранном виде, поэтому важно знать, совместима ли головка блока цилиндров с распределительным валом двигателя.Гидравлические роликовые кулачки быстро становятся нормой даже для легких уличных двигателей, поэтому будьте осторожны при выборе головки, оснащенной клапанными пружинами, которые могут работать с более агрессивными характеристиками гидравлических роликов. Кулачки с гидравлическими роликами создают больший подъем клапана, чем кулачки с плоским толкателем, и поэтому требуют более агрессивных пружин клапана. Пружины могут иметь одинарную или двойную конфигурацию и рассчитаны на заданный подъем клапана. Идея состоит в том, чтобы приобрести набор головок, которые более чем способны принять подъем клапана, который вы планируете запустить.

Большинство (но не все) высокопроизводительных головок послепродажного обслуживания поставляются с двойными клапанными пружинами большего диаметра. Это снимок головы LS с более жесткой пружиной в виде улья.

Максимальный подъем клапана

Большинство производителей головок цилиндров указывают максимальный подъем клапана головки. Головка Dart LS с квадратным портом 280 куб.см и прямоугольным портом Gen III может принять подъем клапана до 0,650 дюйма при оснащении комплектом двойных клапанных пружин. Обратите внимание, что этот напор предлагает потенциал потока до 0.Подъем клапана составляет 700 дюймов, но пакет пружин ограничивает максимальный подъем на уровне 0,650 дюйма. Ограничения подъема клапана часто связаны с зазором между фиксатором и уплотнением, при этом нижняя часть фиксатора должна оставлять зазор около 0,050 дюйма между нижней частью фиксатора пружины клапана и верхней частью уплотнения направляющей клапана. Другим ограничителем максимального подъема клапана является то, что известно как привязка катушки. Это точка, в которой пружина клапана полностью сжата. Как правило, лучше всего поддерживать зазор 0,050 дюйма до заедания катушки, чтобы избежать повреждения клапанного механизма.

Диаметр пружины клапана

Еще одна важная характеристика головки блока цилиндров, которую часто упускают из виду, — это диаметр пружины клапана. Поскольку распределительные валы становятся все более агрессивными, это делает пружины клапанов большего диаметра более привлекательными, чем когда-либо. Двигатели, такие как Chevy с большим блоком, имеют много места для пружин большего размера, но другие двигатели, такие как двигатели Chevy с малым блоком, двигатели Ford с малым блоком и LS, требуют больших пружин, но место для этих компонентов несколько меньше.Первоначальный диаметр пружины Chevy с малым блоком использовал довольно консервативный диаметр 1,25 дюйма, но большинство производительных головок теперь предлагают пружины диаметром 1,437 дюйма или даже 1,550 дюйма в качестве опции для агрессивных двигателей с цельнолитыми роликами.

На этом разрезе головки блока цилиндров Chevy показан угол клапана, измеренный от истинной вертикали. Стандартный угол малого блока составляет 23 градуса, но по мере того, как угол приближается к истинной вертикали, поток через порт улучшается. Вот почему в головках оригинального производства LS используется угол клапана 15 градусов.

Длина клапана

Длина клапана — еще один возможный вариант. Как правило, головки с большими портами и большим потенциалом мощности часто включают клапаны, которые на 0,100 дюйма длиннее стандартных. Эти более длинные клапаны используются для размещения более высоких пружин клапана, которые обеспечивают больший подъем, который соответствует способности порта пропускать воздух при все более высоком подъеме клапана. Эти более длинные клапаны также потребуют более длинного толкателя для обеспечения правильной работы клапанного механизма.

Хотя основное внимание уделяется головкам цилиндров со стороны впуска, также важно знать об изменениях со стороны выпускного отверстия головки.Многие головки блока цилиндров вторичного рынка имеют приподнятые выпускные отверстия, где вертикальное положение выпускных отверстий было перемещено вверх для улучшения потока через отверстия, особенно при более высоком подъеме клапанов.

Выбор головки блока цилиндров — одно из самых важных решений, которые вы принимаете, когда дело доходит до создания высокопроизводительного двигателя. Головка цилиндра подходящего размера даже для двигателя с умеренными характеристиками может значительно улучшить как мощность, так и управляемость, поэтому убедитесь, что все эти мелкие детали учтены, прежде чем принимать решение.Ваш двигатель будет рад, что вы сделали.

Закрытие выпускного клапана — обзор

6.4.1 Работа бензиновых двигателей с самовоспламенением

Выходная мощность бензинового двигателя с самовоспламенением в основном определяется количеством горючей смеси, находящейся в цилиндре. При искровом зажигании фронт предварительно перемешанного пламени проходит через почти стехиометрическую несгоревшую топливно-воздушную смесь. Отход от стехиометрической смеси будет тормозить распространение пламени и быстро гасить фронт пламени.Поскольку нагрузка на двигатель снижается, для удовлетворения потребности в мощности требуется меньше топлива. Для поддержания топливно-воздушной смеси на уровне, близком к стехиометрическому соотношению воздух/топливо, при текущей работе бензинового двигателя поток воздуха дросселируется. Таким образом, открытие дроссельной заслонки напрямую связано с выходной мощностью бензинового двигателя.

В случае самовоспламенения с улавливанием остаточных газов выходная мощность двигателя напрямую регулируется фазами газораспределения. Рисунок 6.13(a) показаны контуры среднего эффективного давления в тормозной системе (BMEP) в зависимости от EVC (закрытие выпускного клапана) и IVo (открытие впускного клапана) при 1500 об/мин и λ  = 1,0 в четырехцилиндровом четырехтактном бензиновом двигателе ( Li и др., 2001; Чжао и др., 2002). Двигатель был оснащен парой распределительных валов с низким подъемом и двумя независимыми устройствами VCT, которые позволяли изменять фазы газораспределения впускных и выпускных клапанов на угол поворота коленчатого вала 40 °. Как показано на рис. 6.13, когда EVC задерживается от 115 СА до ВМТ до 75 СА до ВМТ, мощность двигателя увеличивается с 1.от 45 бар BMEP до 3,65 бар BMEP. Это можно понять, обратившись к графикам на рис. 6.14 и 6.15. На рис. 6.14 видно, что по мере того, как выпускной клапан закрывается раньше, доля остаточного газа увеличивается. На рисунке 6.15 показано, что существует линейная корреляция между остаточной долей и производительностью двигателя, не зависящая от частоты вращения двигателя. Чем выше остаточная фракция, тем ниже становится крутящий момент. Поскольку двигатель работал на WoT при самовоспламенении, масса в цилиндре была более или менее одинаковой, а менялась только концентрация смеси.Чем больше остатков было захвачено, тем меньше воздушно-топливной смеси мог вдохнуть двигатель и, следовательно, мог быть создан меньший крутящий момент. Таким образом, изменение остаточной фракции путем регулировки фаз газораспределения является эффективным средством управления нагрузкой двигателя во время операции сгорания CAI, что приводит к бездроссельной работе двигателя и, следовательно, к снижению насосных потерь.

6.13. Контуры тормоза означают эффективное давление (бар).

6.14. Контуры концентрации остаточного газа.

6.15. Соотношение между значениями BMEP и процентом захваченного остаточного газа.

На рисунке 6.11 также показано, что для каждой частоты вращения двигателя существуют верхний и нижний пределы выходных данных BMEP и IMEP. Верхний предел был следствием ограничений процесса газообмена, накладываемых специальными распределительными валами. Нижний предел выходного крутящего момента был ограничен пропусками зажигания. Диапазон выходного крутящего момента зависел от частоты вращения двигателя. При более низких оборотах двигателя улучшалась дыхательная способность двигателя и, следовательно, можно было получить более высокий максимальный выходной крутящий момент.По мере увеличения частоты вращения двигателя максимальный свежий заряд, который мог принять двигатель, уменьшался, поскольку для процесса газообмена через клапаны с низким подъемом оставалось меньше времени, что приводило к снижению максимального выходного крутящего момента.

Установлено, что помимо управления мощностью двигателя, фазы газораспределения влияют на расход топлива двигателем и выбросы выхлопных газов. Как показано на рисунках 6.16 и 6.17, при одном и том же значении BMEP, равном 3,4 бар, как расход топлива, так и выбросы углеводородов увеличиваются с запаздыванием впускного отверстия, поскольку эффективная степень сжатия снижается и сгорание становится менее полным.Кроме того, измерения давления в цилиндрах и последующий анализ выделения тепла показывают, что процессы самовоспламенения и выделения тепла также зависят от фаз газораспределения. Как показано на рис. 6.18, самовоспламенение происходит раньше всего при промежуточных значениях EVC и IVo, что соответствует среднему диапазону области самовоспламенения. Это связано с тем, что при том же времени EVC или точке нагрузки замедленный IVo снижает эффективную степень сжатия, обеспечивая более низкую температуру сжатия и замедленное самовоспламенение.Более раннее открытие впускного клапана вызывает больший обратный поток горячих остаточных газов во впускной канал сразу после открытия впускного клапана из-за более высокого давления в цилиндре, чем во впускном канале. Эта часть остаточного газа будет отдавать тепло во впускное отверстие, и газовая смесь в цилиндре начнет процесс сжатия при более низкой температуре заряда, что приведет к замедленному самовоспламенению. Для той же настройки IVO на рис. 6.18 изменение момента сгорания с синхронизацией EVC связано с изменением мощности двигателя.По мере увеличения EVC концентрация остаточного газа увеличивается при сниженной нагрузке. Горение происходит с более разбавленной смесью и, следовательно, с более низкой температурой горения и дымовых газов. Таким образом, захваченный остаточный газ из предыдущего цикла будет иметь более низкую температуру, что замедлит процесс самовоспламенения. С другой стороны, увеличение нагрузки с запаздывающим EVC приводит к более высокой температуре остаточного газа, но количество остаточного газа будет уменьшено. За пределами определенной нагрузки и настройки EVC общая тепловая энергия остаточного газа, которая пропорциональна его температуре и массе, начнет падать, когда влияние массы станет доминирующим.Это приведет к задержке самовоспламенения в верхней области нагрузки операций CAI. Таким образом, начало сгорания задерживается или даже могут возникнуть пропуски зажигания, поскольку синхронизация EVC изменяется для получения либо более высокой выходной мощности, либо более низкого крутящего момента.

6.16. Контуры удельного расхода топлива тормозами (г/кВтч).

6.17. Контуры удельных выбросов углеводородов при торможении (г/кВтч).

6.18. Контур положения 10% массовой доли сожженного.

Приведенное выше обсуждение демонстрирует, что синхронизацию EVC можно использовать для быстрого управления нагрузкой.Синхронизация IVO должна быть соответствующим образом отрегулирована для достижения оптимального сгорания, снижения расхода топлива и снижения выбросов выхлопных газов при использовании метода улавливания остаточных газов.

Комплекты больших клапанов — впускные клапаны большего размера.

«Резкий подсос воздуха».

Основной задачей головок является смешивание топлива и воздуха и подача его в камеру сгорания.

Любая турбулентность или сопротивление могут ограничить поток воздуха в двигатель, лишив вас мощности.

Итак, эта статья TorqueCars будет посвящена впускным клапанам (в центре изображения поперечного сечения).

Целью тюнинга головки является максимальное количество воздуха и топлива, попадающих в двигатель, и улучшение состава смеси.

У нас есть еще одна статья о портировании и полировке , поэтому мы сосредоточимся на работе клапанов и толкателей.

Впускные каналы
Впускные каналы в большинстве автомобилей расположены под углом 70-90 градусов к камере сгорания, что требует поворота воздуха при входе в камеру сгорания.По практическим причинам впускные каналы не могут располагаться вертикально в двигателе, так как вам придется согласовывать распределительные валы и другие компоненты двигателя.

Чем более пологая кривая, тем выше скорость потока. Таким образом, работа по портированию изменяет размеры и угол потока воздуха через головку в двигатель.

Изношенный распределительный вал может уменьшить подъем клапанов, поэтому всегда проверяйте кулачок на предмет износа.

Расширение каналов, ведущих в головку, также поможет увеличить скорость потока.Как и в случае с выхлопной конструкцией, вам нужно избегать ступеней и резких поворотов. Если вам нужно уменьшить диаметр канала, это должно быть сделано в виде постепенного конуса. Удалите любые заусенцы или металлические швы и максимально отшлифуйте головку.

Клапаны похожи на маленькие трубы, которые открываются, чтобы впускать воздух в двигатель и выходить из него. Продолжительность открытия этих клапанов зависит от распределительного вала, но толкатели решают, насколько широко открываются клапаны. Если клапаны открываются слишком сильно, они могут врезаться в поршень, что, очевидно, нехорошо.Если клапаны подпрыгивают, вы потеряете мощность или пострадаете от повреждения двигателя.

Для увеличения потока воздуха в двигатель с большими впускными отверстиями также потребуются клапаны большего размера. Нет смысла нагнетать больше воздуха в двигатель, если есть ограничение по размеру клапана.

Клапаны должны быть правильно установлены и плотно прилегать к поверхности внутри двигателя, когда они закрыты, иначе вы потеряете мощность. В этом поможет паста для седла клапана.

С помощью сверла и старого клапана с абразивной пастой отшлифуйте седло клапана, чтобы оно стало герметичным, когда клапаны закрываются.Старые двигатели обычно выигрывают от переустановки клапанов, особенно если компрессия падает во всех цилиндрах. В этот момент владелец начнет присматриваться к комплектам для переоборудования больших клапанов.

Вместо клапанов большего размера многие производители увеличили количество клапанов. Сейчас мы видим большинство двигателей с 16 клапанами, которые теоретически направляют почти в два раза больше воздуха, чем 8-клапанные двигатели. Группа VAG даже выпустила двигатель с 20 клапанами, который имеет увеличенный выпускной клапан (из-за теплового расширения из двигателя выходит больше воздуха!)

Размер клапана, который вы выбираете, ограничен объемом пространства у основания головки.Вы не можете перекрывать клапаны, и клапаны не могут открываться, если они царапают стенку цилиндра. Некоторые производители используют клапаны в форме арахиса, что позволяет устанавливать их ближе друг к другу.

Клапаны будут открываться и закрываться с большой скоростью, особенно в мощном двигателе, поэтому необходимо уделять внимание пружинам и фиксаторам, которые могут изнашиваться с угрожающей скоростью. Пружины бывают разных классов и позволяют в некоторой степени контролировать скорость открытия и закрытия клапанов. Прослушивание верхней части двигателя даст вам представление о состоянии клапанов и толкателей.

Часто вместо установки на двигатель больших клапанов у вас может быть возможность установить 16-клапанную головку на 8-клапанный двигатель того же производителя. Но вам нужно проявлять осторожность.

Возьмем в качестве примера головку Rover 1.8 VVC, которая технически подходит к блоку 1.4 при условии, что двигатель 1.4 расточен, чтобы клапаны не касались стенки гильзы.

Некоторые головки взаимозаменяемы, если двигатели имеют одинаковую конструкцию блока, например, головки VW golf 8v и 16v, для этого требуется немногим больше, чем несколько настроек времени/электрических настроек.

Ключ в том, чтобы провести собственное исследование, может показаться, что оно подходит, но на пути может быть целый ряд препятствий.

Проверьте кулачки на износ, потому что некоторые кулачки для автоспорта сделаны из более мягкого материала и быстро изнашиваются. Проведите ногтем под углом 90 градусов по кулачку, чтобы проверить поверхность на предмет износа. Поверхность должна быть гладкой и не проваливаться в центре. Изношенный кулачок резко уменьшит степень открытия клапана.

ПОЖАЛУЙСТА, ПОМОГИТЕ: МНЕ НУЖНЫ ВАШИ ПОЖЕРТВОВАНИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ РАСХОДОВ НА РАБОТУ ЭТОГО САЙТА И ПОДДЕРЖАНИЕ ЕГО РАБОТЫ.Я не беру с вас плату за доступ к этому веб-сайту, и это экономит большинству читателей TorqueCars 100 долларов каждый год — но мы НЕКОММЕРЧЕСКИЕ и даже не покрываем наши расходы. Чтобы мы продолжали работать, ПОЖАЛУЙСТА, Пожертвуйте здесь

Эта статья была написана мной, основателем Waynne Smith TorqueCars, и я ценю ваши отзывы и предложения. Эта запись была подано в разделе Модификации двигателя, впуск и выпуск, тюнинг. Вы можете оставить отзыв ниже или присоединиться к нашему форуму, чтобы подробно обсудить эту статью и модификацию автомобиля с нашими участниками.

Если вам понравилась эта страница , поделитесь ею с друзьями, разместите ссылку на нее на своем любимом форуме или используйте параметры закладок, чтобы сохранить ее в своем профиле в социальных сетях.

Обратная связь — Что вы думаете?

Пожалуйста, используйте наш форум , если вы хотите задать вопрос о настройке , и обратите внимание, что мы не продаем запчасти или услуги, мы просто интернет-журнал.

Помогите нам стать лучше, оставьте предложение или совет

Пожалуйста, посмотрите это видео на нашем новом канале YouTube.

Больше — не всегда лучше: Ferrea обсуждает размер мультиклапана

Что касается размеров клапана, здравый смысл подсказывает нам, что чем больше клапан, тем больший объем воздуха может пройти через порт. Однако, когда дело доходит до многоклапанных головок цилиндров, существует не только гораздо больше соображений, чем просто размер клапана, простая предпосылка «больше значит больше» в некоторых случаях начала доказывать свою несостоятельность.

Зик Уррутиа, директор по маркетингу Ferrea Racing Components, недавно принял участие в вебинаре с Люком Уилсоном, владельцем 4 Piston Racing, организованном Epartrade.com, чтобы обсудить вопрос о размерах клапанов — особенно в многоклапанных головках цилиндров — в наше время. «Сначала мы много внимания уделяли многоклапанной технологии, потому что предвидели ее приближение, — говорит Уррутиа.

«Рынок в основном превратился в двухклапанную технологию против четырехклапанной. Многие люди приняли четырехклапанную технологию как из-за повышения производительности, так и из-за повышения надежности. Ford проделал исключительную работу со своей технологией клапанов, в то время как GM только начинает ее осваивать, но Ford действительно захватил этот сегмент многоклапанных двигателей V8.Если посмотреть на характеристики потока головки блока цилиндров и на то, насколько хорошо работает динамика, четырехклапанник просто потрясающий. Я думаю, что четырехклапанная технология улучшит любую систему, к которой она применяется, даже гибридную».

Не только область спортивных компактных автомобилей, Ford использует четырехклапанную конструкцию на своих двигателях V8 с начала 1990-х годов. Нельзя отрицать, что нынешний четырехклапанный V8 Ford, Coyote, является абсолютной электростанцией.

Когда больше не значит лучше

Хотя на первый взгляд это может усилить идею «чем больше, тем лучше», на самом деле все намного сложнее.Потому что большее количество клапанов занимает больше места в головке блока цилиндров. Чтобы дать клапанам необходимое пространство в головке блока цилиндров, необходимо идти на компромиссы. «Когда мы смотрим на головку с четырьмя клапанами, мы смотрим на ограничения, с которыми мы сталкиваемся, а именно на водяные рубашки и угол наклона клапана», — объясняет Уилсон.

«Обычно мы наблюдаем сильно отличающиеся углы клапанов от головок цилиндров, разработанных для гонок. Ради упаковки OEM мог бы пойти с углом клапана 25 градусов.Мы имеем дело с двигателем малого диаметра, и вы можете иметь клапаны, работающие так близко друг к другу, что они уже почти врезаются друг в друга, что делает увеличение размера клапана чрезвычайно сложным».

Помимо соображений размера в той же плоскости существования, динамическое расположение и зазоры более крупного клапана вступают в игру, когда вы пытаетесь изменить что-то, что упаковано в коробку в течение дюйма от его срока службы. «Иногда нам приходится взвешивать 10 или 12 кубических футов в минуту, которые мы получим от дополнительного миллиметра размера клапана, чтобы не потерять нашу идеальную осевую линию распределительного вала и не изменить фазы газораспределения, чтобы физически подогнать более крупный клапан в системе», — Уилсон. говорит.

Один из ключевых моментов, который постоянно затрагивали и Уррутия, и Уилсон, заключается в том, что размер клапана, каким бы он ни был, должен соответствовать остальной части системы. Наличие большего клапана просто ради большего клапана не всегда дает положительные результаты. «Нам нужно подобрать размер сиденья, горловины и порта, чтобы они могли физически поместиться в голове. В менее развитых, более стандартных головках цилиндров обычно в порту можно найти больше, используя клапан стандартного размера, а не просто устанавливая в него клапаны большего размера», — говорит Уилсон.

Форма порта и конструкция горловины играют огромную роль в обеспечении мощности. Их оптимизация может быть более плодотворной, чем увеличение размера клапанов в многоклапанной головке блока цилиндров.

Меньше больше?

Когда вы начинаете смотреть на систему в целом, а не на отдельные компоненты, вы начинаете понимать, что больше не всегда лучше. Чтобы проиллюстрировать тот факт, что клапан сам по себе является лишь частью более крупной экосистемы, Urrutia предлагает головки цилиндров Pro Stock.«Несмотря на то, что это не многоклапанная система, Pro Stock видел, как головки цилиндров переходят на выпускной клапан меньшего размера и впускной клапан большего размера. Традиционно они старались вытащить каждый дюйм из портов и клапанов на этих двигателях. Теперь мы перешли, скажем, с 1,900-дюймового выпускного клапана на 1,820, 1,830 и 1,840 дюйма, и команды получают больше мощности», — объясняет Уррутиа.

«То же самое справедливо и для четырехклапанной технологии. Например, мы использовали большие клапаны на двигателе 2JZ; как правило, увеличенный размер на 2 мм как на впускных, так и на выпускных клапанах.В современном мире мы возвращаемся к стандартному размеру и получаем ту же или большую мощность с клапанами меньшего размера».

Уилсон соглашается, что иногда бывает слишком много. «На безнаддувной комбинации мы могли бы легко получить клапан настолько большой, что он почти упирается в стенку отверстия. Затем нам нужно выяснить, настолько ли этот клапан закрыт, что действительно причиняет нам боль», — говорит Уилсон. «Если это турбодвигатель, в этот момент фазы газораспределения становятся более важными, чем размер клапана.В этом случае мы должны позволить турбонагнетателю делать свою работу и отдать предпочтение фазам газораспределения, а не последним нескольким CFM клапана увеличенного размера».

Таким образом, с течением времени и технологий становится ясно, что, помимо многоклапанных механизмов, обеспечивающих большую эффективность, чем более традиционные двухклапанные механизмы, лучше развитые порт, горловина и седло могут приносить больше энергии, чем одни только более крупные клапаны, будь то двухклапанная или многоклапанная схема.

Несмотря на то, что они более сложны и содержат в два раза больше деталей, чем обычная двухклапанная головка блока цилиндров, Urrutia считает, что многоклапанная головка блока цилиндров может принести пользу во всем, к чему она применяется.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.