Клапан в двигателе: Страница не найдена — Автомобильные двигатели

МОТОРНЫЙ КЛАПАН | Yenmak Engine Parts

МОТОРНЫЙ КЛАПАН

Клапан регулирует потоки рабочего тела, поступающего и выходящего из цилиндра, благодаря пружине вертикально поднимаясь и опускаясь. Клапан в двигателях внутреннего сгорания регулирует прохождение газа или жидкого топлива в трубопроводных системах. Регулирует топливовоздушную смесь в двигателях или только заборвоздуха в двигатель. Клапаны, используемые в автомобилях, управляют впуском и выпуском топлива и воздуха двигателя с помощью их коммутирующих движений. Топливовоздушная смесь поступает в цилиндр двигателя когда впускной клапан открыт.Выхлопные газы, образующиеся после того, как топливовоздушная смесь выгорает, удаляются из двигателя когда открыт выпускной клапан. Когда оба клапана закрыты, обеспечивается герметичность цилиндра и происходит горение в камере.

Газ, образующийся после этого сгорания, выходит через выпускной клапан.

Клапаны являются деталями, подверженными высокой термической и механической нагрузке, а также коррозийным воздействиям. Механическая нагрузка возникает вследствие прогиба головки клапана под максимальным давлением цикла и посадки при закрывании (ударная нагрузка).

Благодаря соответствующей конструкции, например, толщине и форме головки клапана, а также выбору подходящего материала эти нагрузки сводятся к допустимому уровню. Кроме того, выпускной клапан во время открывания дополнительно нагревается за счет проходящих вокруг него горячих выхлопных газов. Когда клапаны открыты, выпускной клапан также подвергается воздействию тепла с выхлопными газами во время выпуска.

Охлаждение клапанов осуществляется, прежде всего, путем отвода тепла через кольцо седла клапана в головку блока цилиндров. Меньшая часть тепла отводится через направляющую клапана к головке блока цилиндров. Впускные клапаны достигают температуры примерно от 300 °C до 550 °C, выпускные клапаны могут нагреваться до 1.000 °C.

Рабочая Среда

Из-за высоких температур в рабочей среде, где работают клапаны, наблюдается их удлинение. Чтобы устранить эту проблему, клапаны размещаются на двигателе с определенной настройкой. Хотя этот параметр варьируется для каждого двигателя, его логика одинакова. При размещении клапана в двигателе остается определенный зазор относительно двигателя.

признаки, причины и что делать

Клапана двигателя работают в тяжелом режиме в области сильного давления и высокой температуры и поэтому изготавливаются из достаточно прочных материалов. Однако, не редки случаи, когда происходит прогорание тарелки клапана, обычно это клапан выпускной группы, работающий в особо жестких условиях.

Вызвано это тем, что при выпуске раскаленные отработанные газы с высокой скоростью и давлением проходят между тарелкой клапана и седлом, агрессивно воздействуя на обе детали.

Прогоревший клапан УАЗ Патриот 2.7 бензин

Признаки:

• Двигатель троит, особенно на холостом ходу;

• Снижение мощности мотора;

• Увеличение расхода топлива.

Причины

Малая величина клапанного теплового зазора, либо полное его отсутствие ведут к пережатию клапанов и сгоранию тарелки клапана. Зазор может уменьшиться в процессе эксплуатации авто, при неправильной регулировке клапанов, а также при неисправности гидрокомпенсаторов.

Подгорание кромки тарелки клапана может быть вызвано и износом стержней клапанов и отверстия в направляющих втулках. Это ведет к тому, что клапан имеет некоторый люфт в направляющей и поэтому не полностью садится в седло.

Схема клапана, тарелки и седла.

По состоянию тыльной стороны кулачка распределительного вала можно с большой долей вероятности сделать вывод, что был малый клапанный зазор, либо он вообще полностью отсутствовал.

Определяется это таким образом. Когда между коромыслом, рокером или толкателем (в зависимости от конструкции двигателя) есть необходимый зазор, то тыльная часть кулачка распределительного вала не касается сопряженной детали. Так как нет прямого контакта, то тыльная часть кулака имеет темноватый оттенок, тогда как рабочая часть всегда блестящая, так как постоянно работает на прямой контакт.

Когда же зазор мал или отсутствует, то тыльная часть кулачка распределительного вала также работает в контакте с рокером и тоже имеет блестящий вид. Это подтвердит вероятность того, что клапан прогорел от пережатия клапанных зазоров при регулировке, либо уменьшился по мере эксплуатации, когда длительное время не проводилась проверка состояния клапанных зазоров.

При полном прилегании тарелки клапана к седлу, он отдает часть своей температуры седлу, частично при этом охлаждаясь. Когда же клапан не может сесть полностью в седло, он практически не охлаждается, что ведет в итоге к его перегреву и прогару кромки тарелки.

Прогар клапана и износ седел клапанов особенно выражен в двигателях, работающих на газе. Это вызвано тем, что при использовании газа повышается температура сгорания на 60-80 градусов, относительно бензиновой смеси.

Просевшее седло клапана

Так при работе на бензине клапанные тарелки нагреваются до температуры порядка 900 градусов, а седла до 300-350 градусов. Само по себе такое повышение температуры в целом не опасно для двигателя, если не производится регулировка по обеднению газовой смеси. При работе на бедной смеси температура сгорания вырастает на 200-250 градусов, что неминуемо приведет в последствии к сгоранию тарелок выпускных клапанов и седел.

Помимо механических причин, вызывающих сгорание клапанов, нужно отметить и использование бензина, значение октана которого ниже, чем рекомендует производитель конкретной марки автомобиля. Это вызвано тем, что чем ниже октановое число бензина, тем выше скорость его горения и тем выше вероятность детонации при работе мотора.

Так при нормальном состоянии мотора, фронт распространения пламени смеси распространяется с 10-20 м/сек, а при использовании бензина с низким октановым числом скорость смеси начинает гореть уже 1500-2500 м/сек, что практически в 100 раз выше, чем при нормальном горении.

В итоге, многократно возрастает температура деталей двигателя, что приводит к прогоранию, клапанов, седел, поршней. Поэтому не стоит проверять прочность своего мотора, путем экономии на более дешевом сорте бензина с низким октановым числом.

Проблема с прогоранием клапанов может быть вызвана и постоянным эксплуатированием автомобиля на предельных возможностях. Это все же не спортивный автомобиль со специально подготовленным мотором, а обычный авто с серийным двигателем, для городской и загородной езды.

Проверка

Двигатель может троить по нескольким причинам, это:

• Неработающая свеча;

• Трещина в крышке трамблера;

• Неисправный высоковольтный провод, свечной наконечник;

• Пробита прокладка головки блока;

• Подгоревший клапан.

Для проверки неработающего цилиндра нужно поочередно снимать свечные наконечники со свечей. При исправном цилиндре работа двигателя сразу изменится, при снятии с неисправного цилиндра работа мотора останется без изменений.

Снимаем бронепровод

Далее нужно проверить компрессию в цилиндрах и убедиться, что причина кроется в поршневой группе или же именно в клапане, а не элементах зажигания. В проблемном цилиндре компрессия будет либо очень низкой, относительно остальных цилиндров, либо будет отсутствовать полностью.

Проверка компрессии

Для того, чтобы исключить проблему с поршневой, в цилиндр, где малая величина компрессии, заливается немного моторного масла и вновь проверяется компрессия. Масло уплотняет пространство между поршнем и зеркалом цилиндра и если проблема с поршневой, то величина компрессии сразу увеличится. Если же давление не поднялось, то проблема с клапанами.

Помимо этого, подтвердить, что проблема именно с клапаном подскажет тот факт, что свеча зажигания неисправного цилиндра будет сухой, в районе электродов. Когда же низкое давление в цилиндре по причине поршневой, то все свеча будет в моторном масле.

Что делать?

Сгоревший клапан необходимо заменить, учитывая при этом определенные условия. Так, если ранее уже производились работы по ремонту головки блока, а именно выполнялась замена направляющих, клапанов, либо притирка имеющихся клапанов, то нужно учитывать, что седла уже просажены. То есть тарелка клапана глубоко утапливается в седло.

Вставляем новый клапан

По этой причине торец стержня клапана выше допустимого подходит к кулачку распределительного вала, что не дает возможности его регулировки (нет зазора). В подобных случаях требуется замена седел клапанов, либо снятие торцевой части стержня клапана, чтобы компенсировать его глубокую посадку в седло.

Если эти работы по какой-либо причине невозможны, то выполняется замена головки блока.

В заключение

Для того, чтобы не попадать в ситуации с прогаром клапанов, рекомендуем периодически производить проверку их тепловых зазоров, дополнительно с проверкой компрессии, что может своевременно подсказать о неисправности в клапанах, путем снижения давления в одном или нескольких цилиндрах.

Косвенно о том, что требуется ремонт головки блока подскажет тот факт, что быстро выходят из строя недавно установленные сальники клапанов. Это происходит по причине того, что изношены направляющие или стержня клапанов. Стержень по причине люфта постоянно давит на одну кромку сальника, быстро выводя его из строя. При этом клапана уже не могут полностью садиться в седла и возможен прогар клапана.

как точно узнать, причины и признаки прогара

Содержание статьи

Прогар клапана – естественное последствие неправильного горения топливовоздушной смеси в цилиндре либо нарушения теплового зазора. Давайте рассмотрим, почему может прогореть клапан на дизельном или бензиновом двигателе и уделим внимание проблеме регулировки теплового зазора и детонационного сгорания.

Признаки прогара клапана

В случае прогорания в цилиндре на такте сжатия не развивается достаточное давление, так как часть топливно — воздушной смеси (ТПВС) просачивается через клапан. Поэтому сгорание в таком цилиндре происходит неправильно либо отсутствует полностью, что естественным образом отображается на работе двигателя. 

Симптомы прогара клапана:

• неравномерный холостой ход. При этом характер работы будет зависеть от площади отверстия, образовавшегося между фаской клапана и седлом ГБЦ. Это может быть как легкая вибрация и небольшое подергивание при перегазовке, так и троение, при котором один из цилиндров полностью не работает;
• потеря мощности;
• характерное бубонение во впускном тракте. Возникает, если на автомобиле прогорел впускной клапан;
• увеличение расхода топлива;
• трудный запуск.

В автомобилях с функцией самодиагностики на приборной панели загорится сигнальная лампа Check Engine. Считав диагностическим прибором неисправности, вы, скорее всего, увидите ошибки по пропускам зажигания, бедной/богатой смеси. Первый тип ошибки регистрируется вследствие неравномерности вращения коленчатого вала, возникающей при неисправности в каком-либо из цилиндров. Второй связан с неправильным горением в неработающем цилиндре, вследствие чего часть ТПВС летит в выхлопной тракт, сбивая с толку кислородный датчик (лямбда-зонд).

После выявления кода неисправности по конкретному цилиндру можно смело выкручивать свечу для замера компрессии. Если же ошибок нет, придется прибегнуть к более искусным методам диагностики.

Как определить неработающий цилиндр?

Суть простейшей проверки сводится к последовательному отключению цилиндров. Имитируя неисправность, мы наблюдаем за изменениями в работе двигателя. После отключения котла, в котором прогорел клапан, изменения в работе будут минимальные. Какими способами это лучше всего сделать?

1. Снимите со свечи высоковольтный провод. В это время катушка будет переживать повышенные нагрузки, поэтому длительность такого стресс-теста не должна превышать 2-3 секунды. Во избежание риска удара током через растрескавшийся ВВП делать подобную проверку нужно в прорезиненных перчатках либо с помощью плоскогубцев с пластиковыми/резиновыми ручками.
2. Физически отключите фишку форсунки. При наличии специализированного диагностического оборудования сделать это можно программно, подключившись к автомобилю через разъем OBD-II.

Видео: Почему горят клапана

Проверка компрессии

Определив неработающий цилиндр, мы должны проверить цилиндр на герметичность. Для этого есть несколько способов:

• измерение компрессии в двигателе. Для этих целей подойдет даже самый дешевый компрессометр с подходящей шкалой измерения. Главное, чтобы в наличии был переходник с подходящей резьбой. Не доверяя точности прибору, ориентируйтесь не столько на показанную цифру, сколько на разницу между цилиндрами. Компрессия при прогаре клапана снижается на 3-6 Атм. в сравнении с соседними горшками;

Во время прокрутки двигателя стартером дроссельная заслонка должна быть полностью открыта, подача топлива во все цилиндры отключена, а аккумулятор полностью заряжен.

• проверка цилиндра на герметичность с помощью тестера. Прибор представляет собой редуктор, через который в цилиндры подается сжатый воздух. Установленный рядом манометр измеряет фактическое давление после редуктора, переводя потерю воздуха в процентную оценку негерметичности;
• измерение относительной компрессии. Своими руками такой тест не провести, но у автодиагноста с осциллографом проверка займет не более 15 минут. Измерить относительную компрессию можно по току стартера либо с помощью скрипта CSS Андрея Шульгина.

Прогорел клапан или проблемы с поршневой?

Прогоревший клапан – далеко не единственная причина снижения компрессии в цилиндре. Поэтому следующие шаги помогут нам понять, прогорел клапан либо это проблемы с поршневой системой.

Самый примитивный тест – залить в «подсевший» цилиндр несколько кубиков моторного масла, после чего повторить замер. Если компрессия возросла, значит, причина не в прогоревшем клапане, а в цилиндро — поршневой группе (ЦПГ).

Вытащите щуп и посмотрите на количество газов, вырывающееся из отверстия. Если двигатель сильно сапунит, причина в поршневой. Если же система вентиляции картерных газов справляется со своей задачей, прогорело седло клапана или же сам клапан. В более продвинутом варианте диагностики специальным прибором измеряется объем картерных газов.

Чтобы определить прогар клапана, а не поршня, осмотрите цилиндр с помощью эндоскопа. Заглянув внутрь двигателя, вы увидите прогоревший клапан. Если поршень остановился вверху и нет возможности развернуть камеру, чтобы посмотреть вверх, слегка покрутите мотор стартером либо ключом за шкив коленчатого вала.

Почему выпускные клапаны горят чаще?

На бензиновых двигателях с впрыском в коллектор впускные клапаны омываются бензином и воздухом, что значительно снижает их температуру. Поэтому чаще всего прогорают именно выпускные клапаны. Проблемы с впускными случаются из-за неправильной регулировки зазора, вследствие чего тарелка неплотно прижимается к седлу. Из-за этого ухудшается теплоотвод, что и становится причиной неисправности.

Процесс горения смеси исправного двигателя

Чтобы лучше понять причины прогара клапанов, необходимо знать основы процессов газообмена в двигателе и их последовательность.

1. Такт впуска. Впускные клапаны открыты, поршень движется вниз, создавая зону разряжения. Со впускного тракта в этот момент всасывается смесь топлива с воздухом (бензиновые моторы с распределительным впрыском во впуск или с моноинжектором) либо чистый воздушный заряд (ДВС цикла Дизеля и бензиновые моторы с прямым впрыском).
2. Такт сжатия. Поршень начинает движение вверх, впускные и выпускные клапана закрываются. Смесь сжимается, температура в камере сгорания повышается.
3. Рабочий такт. За несколько градусов до высшей мертвой точки (ВМТ) цилиндра смесь поджигается искрой (бензиновые ДВС) либо самовоспламеняется от контакта с разогретым воздухом (дизельные). Под действием силы расширяющихся газов поршень устремляется вниз. Возвратно-поступательное движение поршня через шатунно-кривошипный механизм передается во вращательное движение коленчатого вала.
4. Такт выпуска. Выпускные клапаны открываются. Движущийся к ВМТ поршень выталкивает отработавшие газы в выпускной тракт.

Фазы перекрытия клапанов и инерционное наполнение упущены намерено, так как существенно не влияют на рассмотрение вопроса прогара клапанов.

Основные причины прогара клапанов

1. Детонация

Детонация – процесс неправильного горения ТПВС, при котором возникает ударная волна, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью. Детонационное сгорание – одна из главных причин прогара поршней и клапанов. 

Причины детонации:

• несоответствие октанового числа бензина и степени сжатия. Скорость горения низкооктанового топлива выше, а температура самовоспламенения ниже. Поэтому смесь детонирует еще до момента подачи искры;
• низкокачественный бензин. В попытках повысить октановое число бензина с помощью присадок недобросовестные АЗС иногда путают пропорции. При этом возможна ситуация, когда заявленное октановое число как ниже, так и выше фактического. Во втором случае присадки замедляют скорость горения смеси, из-за чего повышается термохимическая нагрузка на выпускные клапаны;
• слишком низкое калильное число свечей зажигания. Смесь самовоспламеняется от раскаленных частей свечи;
• бедная смесь. Из-за переизбытка окислителя (кислорода) в конце такта сжатия вблизи раскаленных участков камеры сгорания начинаются предпламенные реакции, перерастающие в детонационное сгорание. Причина бедной смеси может быть в подсосе воздуха, забитых форсунках, нехватке давления топлива.

2. Нарушение теплового зазора

Если тепловой зазор в клапанном приводе слишком мал, клапан неплотно прилегает к седлу, из-за чего нарушается отвод тепла. Из-за постоянного перегрева в головке клапана появляются трещины, а наиболее теплонагруженные частицы и вовсе откалываются.

Неправильная регулировка выпускных клапанов также может стать одной из причин детонации, так как при высокой температуре появляется риск предпламенных реакций.

3. Влияние позднего и раннего зажигания

При несвоевременном начале горения ТПВС клапана переживают повышенные термохимические нагрузки. Так, при раннем зажигании смесь поджигается раньше расчетного времени приближения поршня к ВМТ. Поэтому пик давления в цилиндре нарастает ранее идеальных 10-15º после ВМТ. Поршень, клапаны и стенки камеры сгорания при этом переживают чрезмерные термические и ударные нагрузки.

Слишком позднее зажигание приводит к тому, что смесь еще активно догорает, когда выпускные клапаны начинают открываться. Опять-таки повышенные термические нагрузки приводят к прогару выпускных клапанов.

Прогар клапана на дизельном моторе

Признаки прогара клапана на дизеле схожи с бензиновым двигателем. Но среди причин лидирует неисправность форсунок. Из-за переливающих форсунок повышается температура в камере сгорания, увеличивается время горения смеси.

Понятие детонации в дизельном двигателе отсутствует. Но при раннем впрыске возникает не менее опасное жесткое сгорание, когда давление в камере сгорания развивается раньше расчетного. Стенки камеры сгорания в такие моменты переживают повышенные ударные и тепловые нагрузки.

Как проверить, не заедает ли клапан двигателя автомобиля?

Каждый двигатель имеет впускной и выпускной клапаны. Клапаны открываются, чтобы дать возможность поступить топливу и выпустить отработанные газы. Они закрываются по завершении цикла. Стержень клапана расположен в длинных трубчатых направляющих, вдоль которых он движется. Распределительный кулачковый вал поднимает и опускает клапан каждый раз, либо клапан автомобиля снабжен коромыслом клапана, рессорами, подъемником и штоком толкателя клапана для упрощения процесса.

Иногда случается, что один из клапанов двигателя заедает в открытом или закрытом положении, вызывая этим перебои в работе двигателя. Заедание клапана может серьезно сказаться на работе двигателя и значительно сократить срок его службы. Чтобы предотвратить поломку двигателя, следует незамедлительно провести диагностику на наличие повреждений.

* Проверьте, горит ли контрольный сигнал двигателя, расположенный на приборной панели, который должен загораться при нормальной работе и во время движения автомобиля. Если сигнальная лампа горит у индикатора выхлопов, это может означать, что проблема непосредственно в слишком холодном двигателе. Датчик количества кислорода в выхлопных газах может передавать неправильные данные о пропорциях воздушно-топливной смеси в систему выпуска отработанных газов.

* Проверьте, нет ли перебоев в работе двигателя сразу после его запуска. Холодный мотор будет усиливать заедание клапана, поскольку стержень клапана и трубчатые направляющие в охлажденном состоянии имеют минимальный зазор. После разогрева двигателя также могут быть перебои в работе и кратковременные остановки.

* Следите, не горит ли на приборной панели индикатор перегрева двигателя. Заклинивший выпускной клапан в закрытом положении создает повышенную температуру у цилиндров. Послушайте, нет ли звенящих или дребезжащих призвуков в шуме двигателя вместе с ранним зажиганием (после сжигания дополнительного топлива). Горячие участки на конусе цилиндра и днище поршня могут служить причиной подобных шумов.

* Проверьте, не идет ли какой-нибудь необычный запах из-под капота автомобиля рядом с каталитическим конвертером. Запах протухших яиц или сильный серный указывает на сатурированный каталитический конвертер, который не может сжечь насыщенную топливную смесь. Впускной клапан, заклинивший в открытом положении, пропускает слишком много плохо сгоревшего топлива через систему выпуска отработанных газов.

* Откройте крышку головки цилиндра двигателя. Найдите подходящий паз и резко дерните крышку с усилием. Если у вас четырехцилиндровый или рядный шестицилиндровый двигатель, откройте крышку одинарного клапана. Отсоедините все провода. С чьей-либо помощью переверните двигатель. Проверьте, насколько подвижны все пружины клапана и головка цилиндра. Каждая пружина в отдельности должна двигаться вверх и вниз с регулярным ритмом. Если какая-то пружина не двигается, болтается или двигается с трудом, это указывает на заедающий клапан.

* С помощью инструмента для монтажа контактов отсоедините проводку свечей зажигания от каждого цилиндра. Запомните расположение перемычек. Выкрутите свечи зажигания с помощью ключа из гнезд. Проверьте электроды искровых свечей. Они все должны быть желтовато-коричневого цвета. Если один из электродов влажный, покрыт налетом, темно-коричневого или черного цвета, все это указывает на неправильные пропорции топливной смеси либо на проблему перегрева, связанную с заклинившим клапаном (при условии, что у всех свечей достаточная искра).

* Вкрутите компрессометр рядом с одним из цилиндров. Убедитесь, что провод катушки отсоединен. Попросите помощника прокрутить двигатель шесть-семь раз и остановить мотор. Посмотрите данные psi (фунтов на каждый квадратный дюйм) на указателе компрессии и запишите их. Проверьте таким способом с помощью компрессометра все цилиндры и запишите данные. У всех цилиндров должны быть высокие показатели, каждый должен показывать не ниже 30 фунтов, и у всех показания должны быть примерно одинаковыми. При заклинившем впускном или выпускном клапане в открытом или полуоткрытом положении заметно падает уровень компрессии в цилиндрах. Если показания будут на нулевой отметке, значит, один из клапанов заклинило в полностью открытом положении.

Почему прогорают клапаны?

Система клапанов двигателя внутреннего сгорания очень сложна и прецизионна. Для решения проблемы в клапанной системе, изначально необходимо диагностировать ее причину. Только лишь заменить повреждённый клапан особо не поможет, если причина заключается в неправильном взаимном размещении клапанной направляющей и седла клапана. Заменив клапан, что прогорел, Вы ситуацию не решите, если его прогорание произошло из-за «горячей точки» на головке цилиндре. Пока горячая точка будет присутствовать, клапаны будут прогорать и далее.

Поэтому, важным моментом будет анализ причин поломки перед попыткой ремонта. Клапан, который прогорел либо сломался, износившиеся направляющие, или другие проблемы с клапанной системой зачастую представляют собой конечный результат целой цепочки событий. Одна проблема способствует порождению другой, что, в конечном результате, приведёт к сбоям в работе клапанов.

Как определить прогоревший клапан?

Для проверки клапана на предмет его прогорания существует несколько способов. Самым проверенным и простым считается поиск нерабочего цилиндра среди всех. Для этого нужно запустить силовой агрегат. Во время его работы на холостом ходу необходимо сдёрнуть колпачки со свечей. Если после этого двигатель сменит обороты, то такой силовой агрегат неисправен. А если, сняв колпачок со свечи, Вы увидите, что двигатель работает, как и прежде, то неисправности коснулись цилиндра.

Когда мотор начинает троить, то следует выкрутить свечи и поменять их местами, либо заменить одну из них. Когда Вы поменяли местами свечи, сразу заведите двигатель. Если после этого он завёлся и нормально работает, значит, свеча оказалась рабочей, и прекратил свою работу другой цилиндр.

В том случае, если такая замена оказалась неэффективной, тогда вставьте свечу обратно в колпачок и положите её на мотор и прогоните стартером: если искра появилась, тогда всё в порядке, а если искры нет, тогда что-то не в порядке с бегунком, трамблером или кулачком. Самый первый признак прогара клапана – это идущий с сапуна дым, а это значит, что свеча осталась без масла. Если поломался поршень, тогда из сапуна повалит сизый дым, а свеча будет покрыта маслом.

Ещё прогар клапана проверяется одним старым способом: для этого замеряйте компрессию цилиндра, это производится при помощи измерителя компрессии. Затем шприцом залейте в цилиндр масло и после этого тоже проверьте компрессию. Если после этих манипуляций компрессия подниматься не будет, значит, случился прогар клапана. Если же компрессия поднимается, значит, поломка произошла в поршне. Многие автомобилисты не желают менять прогоревший клапан, но это пагубно отражается на мощности двигателя и топливном расходе.

Причины прогорания клапана

Причин, способствующих поломке клапана, существует множество. Реже говорят об уже бракованных заводских клапанах, но это вторая из главных причин поломки. Основная же причина – это механические и термические перегрузки.

Один из лидирующих производителей моторных клапанов привёл статистику, что каждый пятый выпущенный клапан ломается по причине заводского брака. Результаты этого исследования были опубликованы ещё десять лет назад. Система контроля с того времени значительно улучшилась, хотя материалы и процессы производства не претерпели изменений. Но всё же гарантию того, что только что приобретённый Вами клапан лишён каких-либо дефектов, не могут дать даже суперсовременные системы контроля качества.

Дефектом может оказаться металлургическая неоднородность, включённая в сплав, которая ослабляет клапан; дефекты ковки, приводящие к появлению микротрещин; поры и ошибки термической обработки, которые дают неверные размеры клапана; плохая адгезия хромового покрытия клапанной поверхности. Поэтому, покупая новый клапан, делайте следующее:

— проверьте соответствие размеров клапана номинальным стандартам, а также то, что клапан лишён явных дефектов;

— приобретайте клапаны только от надёжных и проверенных марок-производителей.

Любые клапаны изнашиваются со временем. Но есть те, которые выходят из строя значительно раньше, чем предполагалось, и на то есть две причины – прогорание и разламывание. Зачастую прогорают выпускные клапаны из-за того, что их нагрев достигает значительно больших значений, чем у впускных. Впускные клапаны охлаждаются за счёт входящей воздушно-топливной смеси.

Рабочая температура таких клапанов составляет примерно 400°С. Выпускные клапаны лишены такой охладительной системы и, кроме этого, они ещё прогреваются от потока выхлопных газов. Во время работы эти клапаны прогреваются до 650°С, что означает их большую уязвимость к прогоранию и разрушению. Рабочая высокотемпературная среда требует от сплава, из которого состоит клапан, должных характеристик. Выпускные клапаны обычно производят из нержавеющей стали как целиком, так и только лишь их головки. В мощных бензиновых и дизельных двигателях рабочая температура ещё более высокая, поэтому на выпускной клапан наносится стеллитовое покрытие в виде сплава на кобальтовой основе, что препятствует его скорому износу.

Теплоотвод от впускного и выпускного клапанов осуществляется через направляющий клапан и его седло. Три четверти тепла отводится через седло клапана, поэтому, чтобы предотвратить прогорание, ему необходим хороший контакт с седлом. Остальное тепло рассеивается через стержень клапана и далее выводится наружу через клапанную направляющую. Если клапан регулярно не охлаждается, то происходит его перегрев с дальнейшим прогоранием.

Всё, что мешает правильному охлаждению клапана либо создаёт избыточный перегрев, приводит к тому, что клапан может прогореть. Образование нагара на клапане и его седле препятствует его правильному охлаждению и приводит к неизбежному перегреву. Этому же способствует и плохой контакт между клапаном и седлом, если оно очень узкое и имеет не концентрическую или эллипсовидную форму.

Слишком слабая пружина либо уменьшение клапанного зазора ухудшают взаимный контакт между седлом и клапаном, что снова же приводит к перегреву. Также этому способствуют и изношенные седло либо направляющая, которые препятствуют отводу тепла к силовому агрегату.

При установке клапана обращайте внимание на его высоту. Притёртые клапаны располагаются в головке цилиндра гораздо глубже, чем надо. Это приводит к более высоко торчащим стержням, геометрия коромысла нарушается, а при нагреве силового агрегата зазор клапана исчезает. Если необходимая геометрия не восстановилась после стачивания кончиков стержней, сёдла необходимо заменить. Другой вариант – это установка клапана с головками чуть большего размера, которые компенсируют отшлифованное седло.

Уменьшенный клапанный зазор является частой причиной прогорания клапана. Если седло клапана изношено, он заходит глубоко в голову цилиндра и уменьшает зазор. В итоге, зазор полностью или частично перекрывается, а клапан плохо прилегает к седлу, сильно нагревается и впоследствии сгорает. Такое происходит, в основном, на старых двигателях, которые лишены жёстких сёдел и устанавливаются на тяжёлые грузовики, морские, сельскохозяйственные и промышленные машины. Выходом из данной ситуации является установка более жёстких клапанных сёдел со стеллитовым покрытием.

Клапаны могут прогорать также и из-за проблем с охладительной системой в самом силовом агрегате, если его рабочая температура станет предельно высокой. Недостаток охлаждающей жидкости, проблемы с термостатом, гидронасосом, закупоренный радиатор, сломанный вентилятор или его выключатель – всё это приводит к перегреву силового агрегата. Это, в свою очередь, приводит к увеличению клапанных стержней, уменьшению зазора между направляющей и стержнем, что приводит к упору клапана в направляющие, и его может заклинить. Если клапан заклинит в открытом положении, то произойдёт удар поршня о клапан, что приводит к разрушению поршня, клапана и других деталей.

Перегрев клапанов происходит также и от сильно повышенной температуры сгорания. Такие факторы как преждевременное или позднее зажигание, обеднённая топливная смесь, детонация могут играть здесь основополагающую роль. Аналогичными причинами, приводящими к перегреву клапана, являются затруднение выхлопа, вызванное забитым каталитическим конвертером либо повреждением трубы.

Последствия прогара клапанов

Если долго не производить замену прогоревшего клапана, а продолжать ездить, то первым негативным последствием будет большой топливный расход по причине того, что мотор не в состоянии выдавать свою нормальную мощность, а также седло клапана может выгореть слишком сильно, в результате чего придётся менять головку. В редких случаях от клапана может отколоться кусок и попасть в цилиндр. Если этот элемент окажется слишком большим, то он сможет пробить головку и поршень. В особых случаях может оказаться пробитым и цилиндр, что полностью выводит силовой агрегат из строя.

Если Вы свой автомобиль заправляете газом, то необходимой процедурой будет периодическая регулировка клапанов каждые десять тысяч километров. Газ чересчур сильно жжёт клапаны, особенно в тех случаях, когда подача газа настроена бедно. У автомобилей, которые ездят на газовом топливе, выпускные клапаны зачастую слегка поджаты. И как только Вы начнёте производить регулировку клапана, как он зажмётся и прогорит. Автомобили, которые «кушают» бензин, менее подвержены прогоранию клапанов.

Намеренно не обедняйте подачу газа с целью экономии. Из-за обеднённой газовой смеси двигатель существенно теряет мощность, а перерасход газа происходит существеннее, так как приходится больше выдавливать педаль акселератора, плюс клапаны и их сёдла постепенно выгорают. В случае правильной настройки газовой смеси, мощность силового агрегата вырастает настолько, что сглаживается разница между ездой на бензине или газе. Но не забывайте про частую регулировку клапанов при езде на газе. Зачастую, автомобилисты решаются на регулировку клапанов только тогда, когда появляется шум, но это подходит лишь тем, кто ездит на бензине. В случае с газом не стоит дожидаться появления шумов клапанов. Клапан зажмётся и прогорит даже без таких явных признаков.

Как исправить прогорания клапана?

Приступая к выполнению данного мероприятия, знайте, что первым делом необходимо извлечь головку из силового агрегата. Такая процедура выполняется именно в случаях с прогоревшим клапаном, когда он абсолютно не держит, а двигатель начинает троить. Клапаны любого формата одинаковые, имеются отличия в размерах, размещении в головке. Притирка везде совпадает.

Предварительно необходимо будет приобрести притирочный порошок. Его сухой состав разведите машинным маслом, можно тем, которое заливаете в двигатель. В заранее подготовленную ёмкость насыпьте порошок, добавьте масла до получения кашеобразной массы средней густоты. Обязательно подготовьте новую прокладку, которую будете класть под головку, а также клапанные сальники. Часто прогорают именно выпускные клапаны. Причин бывает множество – зажат клапан, присутствовала бедная смесь (когда агрегат действует на газе), существенно износились направляющие втулки, стерся шток клапана.

Карбюратор снимать не нужно, также как и коллектор с головки. Сначала произведите рассухаривание клапана. Головку выложите на ровную поверхность, лучше на стол или деревянный щит. Под клапаном разместите резиновый коврик. Понадобится трубка, внутренний диаметр которой свыше 13 мм. На клапан наставьте трубку, чтобы сухарики оказались внутри. Затем молотком нанесите удары. При этом рассухаривается клапан, а сухарики остаются в трубке. Теперь клапан можно вытащить.

Смонтируйте новый элемент, аккуратно пошатывая его. Нормальным считается биение до миллиметра – направляющую втулку можно оставить. Затем попытайтесь заменить направляющую, здесь понадобится специальная оправка. Если надумаете выбивать деталь, действуйте изнутри, в направлении распредвала. Вам здесь понадобится тяжелый молоток, полукувалдочка. Удар должен получиться уверенным и тяжёлым. Если привлекать легкий инструмент, втулка раскрошится.

Попытайтесь забить в головку эту втулку клапана. Втулка должна с легкостью входить на клапан – при попадании в головку элемент обжимается. Сначала наденьте стопорное кольцо, снятое со старой втулки, узел смажьте маслом. В отверстие головки клапанов втулку забивайте до стопорного кольца. Действуйте аккуратно, ибо конструкция достаточно хрупкая. Не ударяйте по участку размещения сальника клапана. Можно надеть трубку, поставить на втулку, защитив детали. На край втулок поместите кусок олова, кусок дерева, подставьте болт и осторожно забейте в головку. Деформировав край отверстия втулки, произведите выравнивание, пользуясь сверлом и надфилем.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Дефектовка клапанов, основные требования.

Реализовать оптимальную производительность клапанного механизма не так сложно, следует учитывать некоторые особенности о которых поговорим ниже. Клапанный механизм выполняет функцию регулирования фаз газораспределения, для наиболее эффективной работы двигателя нужно стремиться к наиболее гладкому беспрепятственному проходу топливовоздушной смеси в цилиндр, быстрому сжиганию и так же гладко отвести выхлопные газы. Клапаны осуществляют эту функцию в двигателях по-разному, имеются четкие различия между клапанами для спортивных двигателей и обычных городских. Во всяком случае некоторые стандарты в конструкции и качестве сохраняются. Для начала разберем каким требованиям должны соответствовать клапаны, а потом уже о том какие технологии применяются для гоночных моторов.

 

Дефектовка клапана

 

 

Современные высокопроизводительные впускные и выпускные клапаны, выполненные из различных материалов, имеющие различные покрытия и обработку поверхности.
При осмотре клапана особенно бывшего в работе, проверьте диаметр ножки в трех местах: около 3 см ниже кончика, в центре ножки, и в нижней части примерно 1.5см от выемки(сужения) на ножке. Таким образом проверяются все клапаны и делается запись.
Проверьте каждый клапан на биение или изгиб. Если тарелка клапана имеет более 0.025 мм биение, его следует заменить. Даже не пытайтесь выпрямить его. Биение можно проверить, поставив клапан на пару небольших V- образных блоков или специальным инструментом.

Проверка биения фаски тарелки с помощью циферблатного индикатора, клапан устанавливается на крестообразные опоры (можно изготовить из шариков подшипника) обязательно должен быть жесткий упор торца клапана, медленно вращаем клапан, наблюдаем показания индикатора. Проверяем биение самого стержня, на длине 100мм биение не должно превышать 0.015мм.Проверяется зазор в направляющей клапана, для этого необходим нутромер. Замер проводится по краям (наибольший износ именно там) примерно 3-4мм от кромки снизу и сверху, также замеряем повернув на 90 градусов. Проверяем наличие трещин и дефектов клапанов. Осматриваем визуально, для обнаружения микротрещин пользуемся методом магнитопорошковым (выпускные клапаны могут изготавливаться из специальных сталей с очень низкой магнитопроводностью) или проникающей краской. Особо внимательно следует осматривать выпускные клапаны, они постоянно находятся под действием высокой температуры, не имеют охлаждения свежей топливовоздушной смесью как у впускных клапанов, поэтому больше подвержены износу и появлению дефектов.

Измерения диаметра ножки микрометром в верхней части клапана.

Если диаметр ножки клапана выходит за допуски, или имеет небольшое биение, его можно отремонтировать. Ремонт провидится следующим образом, сначала шлифуется поверхность стержня пока не будут убраны недостатки, потом применяется хромирование или металлизация, снова шлифуется под нужный размер и конечно все это не в любом гараже, однако дешевле чем новый клапан. Если вы знаете где можно хромировать или нанести покрытие на клапаны напишите в комментариях, это может пригодится многим.

Чаще всего причиной ремонта клапанного механизма является плохая герметичность клапан/седло и в большей степени на выпускных. Можно обнаружить прогар в рабочей поверхности тарелки, его хорошо заметно, обычно место прогара имеет не металлический цвет или из-за деформации, или нарушенного зазора, возможно появление черных точек, мелкие раковины очаги прогара, в том числе и на седле клапана. Для восстановления посадочного места клапана, поверхность заново шлифуется под углом обычно в 45 градусов, хотя возможны и другие углы посадочного места, почитайте Тюнинг ГБЦ часть 2.При шлифовке посадочного места клапанной тарелки следует учитывать, что теперь клапан будет глубже садится в седле и это увеличит объем камеры сгорания, уменьшит тепловой зазор, что потребует других регулировочных шайб в некоторых случаях.

И так как проводится шлифовка, возможны два метода. В первом случае клапан зажимается в патроне станка и вращается, стачивая поверхность об шлифовальный круг. Во втором случае клапан зажимается в патрон и вращается, стачиваясь об противоположно вращающийся шлифовальный круг. Оба этих метода обеспечивают достаточную точность, но чаще предпочтение отдается последнему.

Заточка рабочей фаски на тарелке клапана. Помните, что после проточки фаски, клапан будет глубже садится в седле и это увеличит объем камеры сгорания и следует как можно точно сохранять одинаковый объем во всех цилиндрах.

Головка двигателя Pontiac, прошла проверку глубину посадки клапана в седле. На головке нанесена маркировка в дюймах относительно первого цилиндра глубина в пределах -0.001 +0.005 дюйма

Это не последняя тема о клапанах, невозможно описать все моменты в одной статье. Общие требования к клапанам считаю достаточно раскрыты, Седло клапана в этой теме о том как заменить седла и подробнее о посадке клапана в седле. Производительность и технологии клапанов

 

Зачем менять клапаны двигателя?

Зачем менять клапаны двигателя?

Зачем менять клапаны двигателя?
Клапаны, особенно современные, подвержены сильному износу и нуждаются в регулярной замене. Своевременная замена клапанов двигателя сразу замечается во время вождения, потому что после обновления:
•Увеличивается мощность силового агрегата.
•Улучшается динамика авто.
•Обороты на холостом ходу становятся более стабильными.
Когда нужно менять клапаны двигателя?
Существует несколько характерных сигналов, которые проявляются в работе машины с поврежденными клапанами двигателя:
•Слышен посторонний стук в двигателе, который указывает на увеличение зазора между рычагами распредвала и кулачками.
•Возникла необходимость замены ремня ГРМ. При такой поломке клапаны сгибаются и становятся непригодными к использованию.
•Болт крепления коленвала не был своевременно заменен и повредил клапан.
•Один, или несколько клапанов не находятся в седлах. Это определяется визуально, после снятия головки блока цилиндров. Косвенным указанием на такое положение может служить низкая компрессия в цилиндрах.
•На клапане легко заметны повреждения от ударов о цилиндр.
•Ножка клапана изношена, проверка микрометром показывает несоответствие размеров.
•На тарелке клапана видны сколы и трещины, нарушающие герметизацию.
•Со времени последней замены клапанов прошло больше определенного производителем количества времени (значительно увеличился пробег авто). Это причина для проверки состояния клапанов, которая может подтвердить необходимость их замены.
Как произвести замену клапанов двигателя своими руками?
На нашем сайте в рубрике «Ремонты» вы можете найти подробные инструкции от автолюбителей по замене клапанов двигателей в автомобилях разных марок. Здесь мы представим общие указания для проведения этой процедуры.
Пошаговое руководство по замене клапанов двигателя
1.Первый этап – подготовительный. Нужно обеспечить себе доступ к рабочей зоне, сняв с головки двигателя распредвал, а также толкатели, или рокеры (в зависимости от авто).
2.Второй шаг – рассухаривание. Снятие сухарей нужно проводить осторожно, потому что освободившие пружины могут придать им значительное ускорение. Для проведения данной операции нужно закрепить сниматель на шпильках ГРВ и подложить подставку под тарелку удаляемого клапана.
3.Дальше можно снимать тарелку вместе с пружинами. Учтите, что для удаления нижних тарелок может понадобиться снять сальник клапана с помощью специнструмента.
4.Вытянутые старые клапана нужно тщательно осмотреть. Возможно, их удастся восстановить. Как известно, детали старых образцов служат дольше и лучше современных запчастей. Если вы планируете воспользоваться этим способом, поставьте пометки на клапанах об их принадлежности к соответствующему цилиндру.
5.Не забудьте проверить состояние направляющих втулок клапанов.
6.Убедившись в хорошем состоянии всех деталей, можно установить новые, или обновленные клапаны на место и собрать узел.

Возврат к списку

Двигатель — как открываются и закрываются клапаны

клапан что позволяет смешивать цилиндр впускной клапан; тот, через который отходят отработавшие газы, является выпускным клапаном. Они предназначены для открывания и закрывания в определенные моменты, чтобы позволить двигатель эффективно бежать на всех скоростях.

Работа контролируется грушевидными кулачками, называемыми кулачками, на вращающемся валу, распредвал с приводом от цепи, ремня или набора шестерни от коленчатый вал .

Где распредвал установлен в Блок двигателя , маленькие металлические цилиндры толкатели сидят в каналах над каждым кулачком, а от толкателей металлический толкатель выходит в крышка цилиндра .Вершина каждого толкателя встречает коромысло который упирается в шток клапана, который удерживается в поднятом (закрытом) положении сильной спиральной пружиной, пружина клапана .

По мере того, как толкатель поднимается на кулачок, он поворачивает коромысло, которое толкает клапан вниз (открывает) против давление своей весны. Как кулачок вращается дальше, пружина клапана закрывает клапан. Это называется системой верхнего клапана (OHV).

Некоторые двигатели не иметь толкателей; Клапаны управляются более напрямую от одинарных или двойных распредвалов в самой головке блока цилиндров и в системе верхнего распредвала.

Поскольку между распределительным валом и клапаном меньше движущихся частей, метод верхнего кулачка (OHC) более эффективен и обеспечивает большую мощность для заданного объема двигателя, чем двигатель с толкателями, поскольку он может работать на более высоких скоростях. В любой системе должен быть некоторый свободный ход в приводном механизме, чтобы клапан мог полностью закрываться, когда детали расширяются из-за нагрева.

Толкатель с заданным зазором оформление имеет важное значение между шток клапана и коромысло или кулачок, чтобы учесть расширение.Зазоры толкателей сильно различаются на разных автомобилях, и неправильная регулировка может иметь серьезные последствия.

Если зазор слишком велик, клапаны открываются поздно и закрываются раньше, что снижает мощность и увеличивает шум двигателя.

Слишком маленький зазор препятствует правильному закрытию клапанов с последующей потерей сжатие .

Некоторые двигатели имеют саморегулирующиеся толкатели, которые гидравлически приводятся в действие давлением моторного масла.

Система верхних клапанов (OHV), управляемая толкателями, имеет коленчатый вал рядом и параллельно коленчатому валу в блоке цилиндров.

При вращении коленчатого вала каждый клапан открывается с помощью толкателя, толкателя и коромысла. Клапан закрывается давлением пружины.

Цепь приводная распределительного вала звездочка имеет в два раза больше зубцов, чем звездочка коленчатого вала, поэтому распределительный вал вращается с половинной скоростью вращения двигателя.

Двигатель с верхним распредвалом (OHC) требует меньшего количества деталей для управления клапанами. Кулачки действуют непосредственно на толкатели ковша или на короткие рычаги — известные как пальцы — которые, в свою очередь, действуют непосредственно на штоки клапана.

Система избавляется от лишнего веса и механической сложности толкателей и коромысел.

Длинная цепь часто используется для привода распределительного вала от звездочки на коленчатом валу, но такая длинная цепь имеет тенденцию «хлестать». В некоторых конструкциях проблема решается установкой промежуточных звездочек и двух более коротких приводных цепей, находящихся под натяжением.

Клапаны автомобильных двигателей — Принцип работы — как они могут выйти из строя

Клапаны автомобильных двигателей — Принцип работы — Как они могут выйти из строя — Тестирование

Итак, основная функция клапанов автомобильного двигателя — впускать и выпускать воздух из цилиндров.

В результате клапаны в головке блока цилиндров являются жизненно важным компонентом двигателя и подвергаются огромным нагрузкам.

Итак, клапаны автомобильных двигателей предназначены для открывания и закрывания в определенные моменты.

Клапанами автомобильного двигателя, которые пропускают воздух в цилиндр, является впускной клапан.

Клапаны автомобильного двигателя, которые позволяют выходить газам, — это выпускные клапаны.

Верхний клапан (OHV) — Верхний распределительный вал (OHC)

Двигатель с верхним расположением клапанов (OHV) работает с помощью толкателей.

(OHV) Клапаны двигателя приводятся в действие толкателями

Двигатель с верхним распределительным валом (OHC) требует меньшего количества деталей для управления клапанами. Распределительный вал воздействует непосредственно на толкатели ковша.

(OHC) Клапаны двигателя работают на ковшах

Вот почему клапаны автомобильного двигателя играют очень важную роль в работе двигателя. Таким образом, чем больше воздуха вы можете входить и выходить из двигателя, тем эффективнее он будет.

Впускные клапаны предназначены для работы с холодными газами низкого давления и низкой плотности.

Выпускные клапаны предназначены для работы с горячими газами высокого давления и высокой плотности.

Клапаны автомобильного двигателя

Поврежденные клапаны автомобильного двигателя могут привести к:

• Пониженная мощность
• Плохой расход топлива
• Полный отказ двигателя

Клапаны автомобильных двигателей — как они могут выйти из строя

Любой клапан со временем изнашивается, если проехать достаточно миль. Но многие клапаны называют это закрытием задолго до того, как должны.Обычно из-за горения или сгибания:

Сгоревшие клапаны

Наиболее вероятно возгорание выпускных клапанов. Потому что они горячее, чем воздухозаборники. Следовательно, газы сгорания выходят между клапаном и его седлом. В результате горячие газы сгорания проходят через клапан; который начинает прожигать край клапана.

Сгоревший выпускной клапан

Итак, сгоревший клапан вызовет проблемы с производительностью вашего автомобиля и расходом топлива.Следовательно, грубый холостой ход, пониженная мощность, обратное зажигание и пропуски зажигания — все это симптомы сгоревших клапанов. Поступая воздух и топливо, охладите впускные клапаны. В результате они работают при гораздо более низкой температуре.

Коленчатые клапаны

Самая частая неисправность клапанов — изгиб или поломка. В результате контакта с поршнями. Клапаны контактируют с верхней частью поршня из-за неправильной синхронизации двигателя; вызвано обрывом цепи / ремня ГРМ. Наконец, если вы подозреваете, что у вашего двигателя погнутые клапаны, крайне важно не пытаться запустить двигатель.

Изогнутые клапаны

Изогнутые клапаны выше являются результатом износа ремня ГРМ, который оборвался. Ваш ремень ГРМ не работает вечно, и его необходимо заменить; в соответствии с инструкциями производителя по обслуживанию. Замена ремня ГРМ — дешевая страховка от дорогостоящего повреждения двигателя.

Как охлаждаются клапаны автомобильного двигателя

Итак, впускной и выпускной клапаны полагаются на физический контакт с седлом клапана и направляющей для охлаждения. Тепло сгорания отводится через седло клапана и направляющие.

Обработка седел клапана для обеспечения надлежащего контакта

Итак, хороший контакт седла клапана необходим для предотвращения возгорания. Если клапан не получает должного охлаждения, он может перегреться и выйти из строя.

Испытание клапана

Негерметичные клапаны автомобильного двигателя Проверка герметичности клапанов

Проверка герметичности цилиндра — отличный способ точно определить, где возникают проблемы, до того, как двигатель будет разобран. Прислушиваясь к тому, где выходит воздух, можно на слух выявить проблему.

Впускной клапан : Свистящий воздух из впускного отверстия, карбюратора или корпуса дроссельной заслонки указывает на утечку во впускном клапане.
Выпускной клапан : слышно шипение воздуха из выпускной трубы, турбокомпрессора или выпускного коллектора, это означает, что выпускной клапан протекает.

Сколько клапанов у вас может быть

Конструкция многоклапанного двигателя обычно имеет три, четыре или пять клапанов на цилиндр для достижения улучшенных характеристик. Многоклапанный

Трехклапанный ГБЦ

Итак, это один большой выпускной клапан и два впускных клапана меньшего размера.Трехклапанная компоновка позволяет лучше дышать, чем двухклапанная. Следовательно, большой выпускной клапан приводит к ограничению (RPM), не выше, чем головка с двумя клапанами.

Головка блока цилиндров четырехклапанная

Это наиболее распространенный тип многоклапанных головок; с двумя выпускными клапанами и двумя аналогичными (или немного большего размера) впускными клапанами. Эта конструкция обеспечивает такое же дыхание по сравнению с трехклапанной головкой. Небольшие выпускные клапаны допускают высокие обороты. В результате эта конструкция очень подходит для высоких выходных мощностей.

Пятиклапанная ГБЦ

Наконец, менее распространенной является пятиклапанная головка с двумя выпускными клапанами и тремя впускными клапанами. Все пять клапанов похожи по размеру. Такая конструкция обеспечивает отличное дыхание. И, поскольку каждый клапан маленький, теоретически доступны высокие (об / мин) и очень большие выходы мощности. Хотя, по сравнению с четырехклапанным двигателем, пятиклапанная конструкция должна иметь более высокий максимум (об / мин).

Заключение

У вас может быть хорошая машина, в которой еще осталось немного жизни, но вы также можете отрицать ее состояние.Возможно, пришло время помахать им на прощание и купить новую. Конечно, есть варианты для вас, например, есть такие компании, как 954 JunkCar, которые с радостью выкупят ваш автомобиль и попытаются восстановить. Однако обновление всегда полезно, особенно для автомобиля, поскольку оно может эффективно спасти вашу жизнь. Безопасность всегда превыше всего! С другой стороны, если ваш автомобиль поддается ремонту, то проблемы с клапанами — это то, что вы не должны игнорировать. Потому что в будущем они могут обернуться еще более серьезными и дорогостоящими проблемами.Однако их легко предотвратить или, по крайней мере, отсрочить при надлежащем обслуживании двигателя. Наконец, регулярно меняйте масло. И оперативно устраняйте любые другие проблемы с двигателем.

Поделитесь новостями Danny’s Engineportal.com

Valve Functions

by Kwik-Way Products Inc.

За последние три или четыре десятилетия в автомобильной промышленности произошло значительное сокращение количества выполняемых операций по обслуживанию клапанов.Причиной было сжигание этилированного высокооктанового топлива в двигателях с высокой степенью сжатия, развивающих большую мощность.

Даже когда эти двигатели нуждались в обслуживании клапанов, владелец автомобиля мог не знать об этом, потому что двигатель его машины имел большой избыток мощности, который он почти никогда не использовал.

Сегодня картина меняется. Более низкая степень сжатия и неэтилированное топливо — в порядке вещей. Они являются результатом необходимости уменьшить загрязнение воздуха. И с этими новыми условиями возникает необходимость в поддержании высокого КПД двигателя, если необходимо соблюдать стандарты производительности и контроля выбросов

Несоосность клапана может возникнуть в сравнительно новом двигателе любой марки.Сколько операторов автомобилей знают или понимают это? Оператор сервисной мастерской должен начать разрабатывать новые средства и методы продажи услуг, особенно для владельцев автомобилей, о важности обслуживания клапанов и седел клапанов. Он может легко сделать это, объяснив преимущества, которые дает операция перенастройки клапана.

Выше показан новый клапан, точный и точный с механической точки зрения во всех своих пропорциях — в том состоянии, в котором он установлен в двигателе.Поверхность клапана и шток клапана концентричны с одной и той же центральной линией — центральной линией самого штока клапана.	Сверху показан перекос клапана. Деформация происходит только в той части, которая подвергается сильному нагреву — части над направляющей — и в головке клапана. Поверхность клапана должна быть восстановлена ​​до соосности с той частью штока, которая работает в направляющей.

БЛОКИ ДВИГАТЕЛЯ МЕНЯЮТ ФОРМУ ВО ВРЕМЯ СЕЗОНА — ОБЫЧНО В ТЕЧЕНИЕ ПЕРВЫХ ПЯТИ ТЫСЯЧ МИЛЬ

Много лет назад у производителей двигателей было принято складывать блоки цилиндров в непогоду, чтобы они стали выдержанными.Они были соединены шнурами, как дерево. Между сваями были проложены рельсы, и рабочие постоянно были заняты внесением блоков и обращением сначала вверх, а затем вниз; затем снова выставить их на погоду на другой период приправы между операциями машины. Все это было сделано для исключения деформации литья. Эта операция по приправке, как правило, длилась от шести месяцев до года после отливки.

Сравните это с нашим современным методом заливки железной руды в электрическую печь и вывода ее из завода через 48–60 часов — полностью работающий двигатель.Эти блоки подвергаются нормализации или термообработке для устранения деформаций литья. Но помни! Когда эти блоки нагреваются и охлаждение в течение определенного периода времени при работе двигателя, или когда гайки или болты головки не вытягиваются равномерно с помощью динамометрического ключа, различные формы и радиусы коллектора рядом с направляющей клапана вызовут смещение направляющей относительно направляющей. сиденье, и его необходимо откорректировать, чтобы добиться максимальной производительности двигателя.

ЗАКРЕПЛЕННЫЕ СЕДЛА КЛАПАНОВ ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ КЛАПАНОВ ОТ УДАРА В С момента введения затвердевших седел клапанов, клапан не может забиваться, как раньше.Следовательно, смещение, вызванное деформацией или изменением формы металла в блоке, приведет к трению между штоком клапана и направляющей клапана. Это скоро приведет к износу направляющей клапана, а также штока клапана до такой степени, что частично снизится эффективность клапанов. На рисунке выше изображена нормально изношенная направляющая клапана. Его носят в точках A-B вверху слева и внизу справа по той причине, что седло клапана находится выше с правой стороны. Клапан сначала ударяется о верхнюю часть седла, а затем отскакивает влево.Когда пружина клапана тянет клапан вниз, трение штока клапана вызывает износ, как показано на рисунке.

БЛОК ИСКУССТВОВАН, ЕСЛИ ГОЛОВНЫЕ ГАЙКИ ЗАТЯГИВАЮТСЯ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО КЛЮЧА

Еще одним фактором, влияющим на смещение клапана, является деформация деформации, возникающая в блоке или головке из-за неравномерности затяжки, которая возникает, когда динамометрический ключ не используется. Из-за различий в позе оператора и других человеческих факторов некоторые гайки или болты головки блока цилиндров затягиваются чрезмерно, если крутящий момент не измеряется.Это всегда происходит, когда динамометрический ключ не используется. При затяжке гаек или болтов головки соблюдайте заводские рекомендации по крутящему моменту.

Если вы проверите седло клапана, ближайшее к болтам, которые сильно затянуты, вы обнаружите, что часть седла, ближайшая к болту, будет изношена до блеска; в то время как сторона сиденья, противоположная или удаленная от болта, будет изъедена или сожжена. Отсюда следует, что правильно выровненная работа клапана может быть легко испорчена неправильной затяжкой гаек или болтов головки блока цилиндров.

Правильно выровненная работа клапана может быть легко испорчена неправильной затяжкой гаек или болтов головки блока цилиндров. Лекарство простое. Динамометрическим ключом пользоваться так же легко, как и любой головной рукояткой.

УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕУСТАНОВКИ СЕДЛА КЛАПАНОВ Сегодня используются несколько периодов времени для определения местоположения шлифовального станка для переналадки и восстановления поверхности седел клапанов. Однако есть один общепринятый метод, который никогда не улучшался в инженерной практике. Например, в механических цехах в течение последних тридцати или сорока лет было обычной практикой использовать так называемые «машинные оправки».«Это кусок закаленной и отшлифованной стали с микроскопическим конусом от конца до конца. Каждый раз, когда прецизионная деталь с отверстием в центре возвращалась на токарный станок для обработки, такая оправка использовалась для сохранения концентричности работы станка с отверстие в центре детали. Компания Kwik-Way Manufacturing Company признала безупречную точность этой процедуры и разработала коническую оправку, которая будет использоваться для центрирования операции выравнивания седла клапана.Применение этой оправки для обслуживания седел клапанов защищено патентами, принадлежащими Kwik-Way Manufacturing Company, и, хотя она широко имитируется, она не доступна или не должна быть доступна для этого использования другими производителями.

НЕТ, НО КОНУСНАЯ ОПОРА ПРАВИЛЬНО ВЫРАВНИВАЕТ РАБОТУ СЕДЛО КЛАПАНА. Коническая оправка Kwik-Way, широко известная как Pilot, имеет микроскопическую конусность по всей штанге (той части, которая входит в направляющую).Когда он вставлен в направляющую, он выравнивается от наименее изнашиваемой части направляющей, которая направлена ​​к центру, а не от частей раструба на обоих концах. Обратите внимание (рисунок справа), что оправка не соприкасается с изношенными частями A-B в верхней и нижней части направляющей и не смещается из-за этих изношенных частей. Он точно выравнивается по неизношенной части. Эксцентриметр Kwik-Way (ниже) измеряет концентричность седла клапана относительно направляющей. Некоторые из имитаций имеют прямую поверхность для большей части стержня с конической или пробковой частью примерно на дюйм вверху.Поскольку клапан смещен с одной стороны направляющей клапана из-за несоосности и особенностей натяжения пружины клапана, износ, вызванный смещением штока клапана с одной стороны, делает верхнюю часть направляющей наиболее неудовлетворительной точкой с точки зрения который нужно найти для ремонта сиденья. Седло не подлежит ремонту и выравниванию, поэтому оно будет концентричным с реальной центральной линией направляющей клапана.

ПРОВЕРКА ИЗНОСА НАПРАВЛЯЮЩЕЙ КЛАПАНА

При ремонте седла клапана в двигателе, который много раз использовался, сначала необходимо определить, не превышает ли износ направляющей точки, в которой направляющая будет пригодна для дальнейшего использования.

С помощью конической оправки Kwik-Way можно определить степень износа. Конические оправки Kwik-Way производятся с шагом в одну тысячную дюйма в размерах меньшего и большего размера. Используя ряд оправок, можно легко определить степень износа направляющей. Когда оправка вставлена ​​в направляющую, она фактически становится пробкой для изношенной направляющей. Не рекомендуется использовать направляющие с износом более 0,003 дюйма.

Вставьте оправку другого типа в направляющую клапана, где имеется значительный износ сверху и снизу.Попробуйте использовать такую ​​оправку, как упомянуто в предыдущих параграфах, и будет чрезмерное смещение из-за вклинивания пробки или конической части оправки в изношенную часть направляющей. Обратите внимание (рисунок слева), что коническая или пробковая верхняя часть оправки или пилота этого типа будет контактировать с верхней изношенной частью направляющей, что также приводит к контакту нижней части с нижней изношенной частью направляющей. Следовательно, он смещен из-за этих изношенных частей. Проверив такую ​​оправку индикатором, легко доказать это, поскольку практически невозможно получить одно и то же показание дважды.Коническая оправка Kwik-Way может быть повторно вставлена ​​любое количество раз и проверена индикатором, и будет доказано, что она будет правильно выравниваться при каждой установке. Будет обнаружено, что седло, выточенное из конической оправки Kwik-Way, концентрично с фактической центральной линией направляющей штока клапана.

КЛАПАНЫ ДВИГАТЕЛЯ ВЫПОЛНЯЮТ ФУНКЦИИ, ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ СЖАТИЯ УПЛОТНЕНИЯ Клапаны в двигателе выполняют множество функций. Во-первых, они должны позволять забор топлива и воздуха.Затем они должны уплотнить сжатие. После взрыва выпускной клапан должен позволять сгоревшим газам выходить из камеры сгорания. Кроме того, клапаны должны выполнять еще одну функцию. Они должны направлять эти газы и обеспечивать им возможность входить и выходить из камеры сгорания как можно быстрее, и, когда газы покидают камеру сгорания, они должны быть направлены таким образом, чтобы они не завихрялись или не закупоривались. это предотвратит полную очистку цилиндра.Ужасное давление, при котором газы проходят через выпускной коллектор, обычно создает вакуум в цилиндре, что, в свою очередь, способствует полной продувке цилиндра.

Много лет назад, до того, как двигатели работали на высокой скорости, вопрос обтекаемости газов не считался важным. Если учесть, что при средней скорости 50 миль в час в каждом цилиндре каждую секунду происходит двадцать воздухозаборников, двадцать взрывов и двадцать выхлопов, нетрудно понять важность оптимизации расхода газов.Сегодня автомобильные инженеры осознают это и во многих случаях изменили форму клапана в сторону дизайна тюльпана или сконструировали их с большим буртиком на нижней стороне клапана. Этот патрубок предназначен для обтекания газов таким образом, чтобы они беспрепятственно выходили из выпускного коллектора. Большинство тарельчатых клапанов сделаны под углом в сорок пять градусов, и, будучи круглыми, они позволяют (при условии, что клапан правильно выровнен) выхлопные газы устремляться навстречу друг другу по кругу и под огромным давлением с огромной скоростью.Это фактически создает вакуум, который полностью очищает цилиндр. Если газы не направляются за патрубок под клапан, они сталкиваются и, так сказать, завихрение, которое вызовет скопление в коллекторе. Это скопление будет препятствовать правильному удалению газов.

ФОРМУ ОТВЕРСТИЙ КЛАПАНА НЕ ИЗМЕНЯЙТЕ

По этой причине обслуживающий персонал должен избегать вырезания отверстия под седлом клапана и должен быть очень внимательным, чтобы не повредить радиус, который может быть над седлом клапана, особенно в дизельных двигателях.Этот радиус был специально помещен туда конструктором двигателя.

НЕПРАВИЛЬНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ КЛАПАНОВ И СЕДЛА КЛАПАНОВ ВЛИЯЕТ НА ПРОТЕКУ ГАЗОВ

Поскольку форма клапана и штока влияет на обтекаемость газов, смещенный клапан или седло клапана деформировано из-за неравномерно затянутых болтов с головкой, что очень серьезно повлияет на работу двигателя. Время будет изменено в результате того, что клапан сначала контактирует с верхней частью, а затем вступает в контакт с седлом за счет натяжения пружины.Время, которое проходит между контактом высокой точки и контактом клапана с седлом, хотя и является чрезвычайно коротким, действительно имеет большое значение из-за хода поршня. Рассмотрим смещенный выпускной клапан или седло клапана, которое деформировано из-за отсутствия контроля крутящего момента, в результате чего клапан сначала контактирует с одной стороной седла. Это приводит к более быстрому охлаждению клапана на этой стороне — сжатию галтели — в результате чего клапан сильнее давит на седло в одной точке, в то время как остальная часть клапана открыта с трещинами.Обычно такая трещина раскрывается шириной 0,015 дюйма. Таким образом, горячие газы, выходящие из камеры сгорания, проходят только через часть клапана, заставляя галтели расширяться на нем. конкретная сторона, которая открывает отверстие еще шире, что еще больше ухудшает положение клапана.

Поскольку газы, которые проходят через эту утечку, не встречаются с газами, которые должны проходить со стороны, которая закрыта, они ударяются о выпускной коллектор с одной стороны, вызывая завихрение потока газа (см. Стр. 11).Это вызовет закупорку, которая предотвратит полную продувку цилиндра, так что когда поршень

достигает максимума хода продувки, в цилиндре будет небольшое сжатие. Это можно сравнить с превращением шланга высокого давления в слив в тазу. Струя, ударяющая в чашу «лоб в лоб», закружится или закипит, а чаша наполнится и вытечет через край. Слегка направив поток в одну сторону, можно убедиться, что слив удовлетворительно справляется с потоком воды.Таким образом, очевидно, что поршню придется частично вернуться назад, чтобы ослабить это небольшое сжатие, прежде чем можно будет начать всасывание газа (см. Стр. 14). Это было бы эквивалентом укорочения хода двигателя с последующей потерей мощности, не говоря уже о результатах, которые могут возникнуть в результате того, что выхлопные газы останутся с горючей смесью, которая втягивается во время такта впуска.

Поршень находится в «нижней мертвой точке» как раз в начале такта выпуска.Смещенный выпускной клапан вызывает завихрение газов, что вызывает скопление в выпускном коллекторе и препятствует надлежащей продувке цилиндра.

Показывает расстояние перемещения поршня в течение первых 45 ° хода выпуска. Он также показывает идеальное состояние с правильно отрегулированными клапанами. Обратите внимание на оптимизацию выхлопных газов для быстрой и полной продувки цилиндра.

На этом изображении показан полностью открытый изогнутый выпускной патрубок с закрытым впускным клапаном в начале последних 45 ° такта выпуска.Продолжающаяся завихрение газов в выпускном коллекторе замедляет быструю продувку цилиндра.

Расстояние хода поршня при первых 45 ° всасывания. Застой в выпускном коллекторе препятствовал полной продувке, в результате чего в цилиндре возникла небольшая компрессия. Поэтому поршень должен немного сдвинуться вниз, чтобы ослабить это сжатие, прежде чем можно будет начать всасывание газа. Это эквивалентно сокращению хода двигателя.

Поршень продолжает движение, в то время как клапан неправильно скользит по седлу

Поршень может завершить одну пятую своего хода к тому моменту, когда смещенный выпускной клапан полностью коснется седла.В обычном двигателе клапан поднимается кулачком примерно на 0,001 дюйма, в то время как маховик перемещается на угол от двух до трех градусов, в зависимости от марки двигателя. Если клапан приоткрыт на 0,015 дюйма на один стороны, поэтому у нас будет ход поршня в три градуса, умноженные на 0,015 дюйма, или сорок пять градусов хода кривошипа. Рассмотрим это в связи с тем фактом, что когда автомобиль движется со скоростью 50 миль в час, обратная действие поршня составляет примерно двадцать раз в секунду, и когда порт клапана не полностью открыт полностью, поршень идет вверх, создает небольшое сжатие, как было описано ранее, и возвращается примерно на расстояние, представленное сорок пять градусов хода кривошипа, прежде чем всасываемые газы войдут в цилиндр.

РЕЗУЛЬТАТ ПОЗДНЕГО ДЕЙСТВИЯ КЛАПАНА

В случае крайнего смещения впускных и выпускных клапанов, часть этой небольшой компрессии в цилиндре может быть принудительно направлена ​​во впускной коллектор, вызывая преждевременное зажигание. Это заметно на более высоких скоростях, и на это указывает периодический кашель или обратная вспышка двигателя.

Определенно, производительность клапана — это гораздо больше, чем функция уплотнения сжатия. В двигателях одной из популярных марок, когда шейка кривошипа перемещается из верхней мертвой точки в точку, равную сорока пяти градусам, поршень опускается примерно на двадцать процентов своего хода.Поршень того же двигателя при повороте на сорок пять градусов от нижней мертвой точки поднимется только на тринадцать процентов своего хода. Другими словами, поршень перемещается на большее расстояние при 45 градусах хода от верхней мертвой точки (см. Стр. 14), чем на такое же расстояние от нижней мертвой точки (см. Стр. 12), и это когда поршень находится вверху, выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается. Если вы обратитесь к последним «Данным по времени работы клапана», то обнаружите, что в некоторых двигателях впускной клапан открывается на 26 градусов перед верхней мертвой точкой, а в том же двигателе выпускные клапаны закрываются на 34 градуса после остановки. центр.Это означает, что оба клапана открыты одновременно на шестьдесят градусов.

Если принять во внимание эти факторы, следует признать, что перекос клапана на 0,001 дюйма является одним из наиболее важных размерных элементов в двигателе.

Фактические испытания показали, что если обычный клапан ударит по седлу клапана с одной стороны на 0,001 дюйма раньше, чем с другой, потребуется зазор 0,010 дюйма между штоком клапана и направляющей в нижней части направляющей клапана. чтобы клапан опирался на противоположную сторону от этого седла, не сгибая шток.Поистине, выравнивание клапана чрезвычайно важно.

Многие операторы сервисных центров заявляют, что полностью удовлетворены полученными результатами. Они также утверждают, что у них нет проблем. Возможно, у них нет проблем, но у владельцев двигателей, которые они обслуживают, есть проблемы. В большинстве случаев они не знают, где существует проблема или где винить, потому что они никогда не знали, что производительность двигателя может быть восстановлена ​​до эквивалента новой после того, как двигатель проработал некоторое время.Многие механики думают, что из-за того, что у них есть зазор 0,002 дюйма или 0,003 дюйма между штоком клапана и направляющей клапана, у них есть столько возможностей поиграть, как шток клапана в холодном состоянии на 0,003 дюйма, а иногда и на 0,004 дюйма меньше, чем отверстие в клапане гид. Этот зазор был оставлен инженером для обеспечения возможности расширения штока клапана в верхней части направляющей, поэтому место для масляной пленки останется только при прогретом и работающем двигателе. Есть двигатели, в которых используются направляющие клапана с конусом до 0,004 дюйма, но инженеры хотели уменьшить этот зазор до нормального, когда шток клапана нагревается и расширяется.

НЕОБХОДИМО ПРАВИЛЬНОЕ ВЫРАВНИВАНИЕ

При исправлении деформированного или смещенного клапана, чтобы он работал должным образом при установке в двигатель, поверхность клапана должна быть восстановлена ​​до соосности с центральной линией той части штока, которая работает в направляющей клапана. Мокрая шлифовка считается необходимостью для современных клапанов, и все новые устройства для торцевания клапанов включают систему охлаждения.

На приведенном выше рисунке показан эффект удержания клапана в патроне, который захватывает конец штока в конусе, и, как указано галочками, в деформированной части над ходом направляющей.Клапан, зажатый таким образом, не может быть повернут концентрично относительно его первоначального центра. Обратите внимание, что поверхность клапана находится вне центра оси штока. Такой клапан не может герметизировать сжатие.

На этой иллюстрации мы видим эффект удержания клапана в патроне, который захватывает его только за деформированную часть, что обозначено четырьмя галочками. Обратите внимание на истинную осевую линию «AB» и ложную осевую линию «CD», установленные этой операцией перестановки. Поскольку этот клапан перевернут по касательной к истинному центру, это приведет к утечке сжатия.

Чтобы правильно исправить деформацию или перекос клапана, необходимо захватить шток клапана в двух местах трехточечным захватом в той части штока, которая работает в направляющей, как показано на этом рисунке. Мы не знаем другого способа добиться нужных результатов. Обратите внимание, что эта готовая поверхность клапана концентрична с истинной центральной линией клапана. Заштрихованная часть «E» показывает удаленный металл. Патрон Kwik-Way (показан ниже) был разработан для достижения этих результатов.Хотя ему разными способами подражали, он никогда не копировался определенно.

Любая поверхность клапана, которая не концентрична с частью штока, работающей в направляющей, будет контактировать с седлом клапана только на небольшой части его окружности. Он будет хлопать, подпрыгивать, шумно, течь сжимать и влиять на фазы газораспределения. Правильно отрегулированный клапан будет контактировать с седлом клапана по всей его окружности, и шток клапана будет «плавать» в направляющей без трения штока клапана. Результатом станет экономия топлива и использование всей возможной мощности.

ШЛИФОВАЛЬНАЯ МАССА

Тот факт, что использование шлифовальной пасты не обеспечивает эффективных результатов при повторной установке клапана, уже несколько лет признается властями отрасли. С помощью компаунда можно создать соединение между клапаном и седлом клапана, когда двигатель холодный, но как только клапан нагревается от естественного тепла двигателя, часть, которая была отшлифована состав не будет контактировать с седлом из-за расширения металла.Вот почему. — Головка клапана диаметром 2 дюйма, нагретая до 1450 ° (нормальная температура работающего выпускного клапана), расширяется на 0,016 дюйма или 0,008 дюйма с каждой стороны от центра. Это означает, что клапан поднимется на седло. На рисунке ниже показан клапан и седло, «притертое» компаундом. Когда двигатель холодный, клапан и седло, по-видимому, образуют полный контакт; но когда клапан нагревается и поднимается, часть притирается к компаунд на самом деле вообще не контактирует с сиденьем, и это невозможно когда-либо при работающем двигателе.Благодаря использованию конической оправки Kwik-Way для выравнивания операции повторной установки клапана, герметичное соединение может быть закреплено между клапаном и седлом клапана, и это соединение будет эффективным независимо от того, горячий или холодный клапан. Использование компаунда на таком отрегулированном клапане действительно окажется вредным.

ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Дизельные двигатели сегодня занимают очень важное место в сфере обслуживания. Знания о дизельных двигателях должен получить каждый, кто работает в сфере обслуживания, и как можно быстрее.В дизельных двигателях двухтактного типа любая тенденция к столкновению или завихрению сгоревших газов при их выходе приведет к задержке выброса и переносу времени до точки, где будут иметь место вредные последствия, поскольку в двигателе этого типа должны быть полный впуск свежего воздуха, сжатие и зажигание за один оборот в триста шестьдесят градусов. Кроме того, сгоревшие газы необходимо удалить из цилиндров и охладить выпускной клапан для следующей операции. Выхлопные клапаны охлаждаются, когда они находятся на седле.Интересно отметить, что выпускной клапан в двухтактном двигателе имеет на шестьдесят процентов меньше времени для охлаждения, чем клапаны в четырехтактном двигателе.

Недавно была проведена проверка двухтактного дизельного двигателя, используемого на транспорте. Этот конкретный двигатель работал с расходом топлива около сорока галлонов в час при полностью открытой дроссельной заслонке и при полной нагрузке, тогда как двигатель был рассчитан на удовлетворительную работу в этих условиях при расходе около девяти галлонов в час.Двигатель эксплуатировался с перерывами двадцать три дня. В качестве теоретического анализа причины чрезмерного расхода топлива рассмотрим следующее:

После снятия головок цилиндров было обнаружено, что смещение седел составляет около 0,01 6 дюймов. Смещение клапанов не проверялось. Чрезмерный расход топлива был результатом смещения клапана и седла клапана. Инжекторы были проверены и Было обнаружено, что все в порядке. Компрессия казалась нормальной, и нагнетатели для продувки цилиндров создавали нормальное давление для выдувания сгоревших газов из цилиндров.В этом конкретном двигателе впрыск топлива происходит на 5 ° впереди центра на холостом ходу. Рабочий ход завершается примерно при 100 °, при этом выпускные клапаны в головке блока цилиндров открываются, позволяя сбросить огромное давление в цилиндре. Выпускные клапаны открыты на срок

. РЕЖИМ КЛАПАНА 2-ЦИКЛОВОГО ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

137 °. Примерно в пятьдесят раз превышающий нормальный объем цилиндра при атмосферном давлении в сжатых газах необходимо исключить через выпускные клапаны, поскольку поршень движется вниз, открывая отверстия в цилиндре и впуская воздух для продувки.Эти порты открыты на 50 ° с каждой стороны от нижней мертвой точки. С момента открытия выпускных клапанов и открытия отверстий для воздуха поршнем, движущимся вниз, произошел ход коленчатого вала на 30 °. Другими словами, когда коленчатый вал достигает 130 °, поршень опускается вниз, открывает отверстия в цилиндре и пропускает воздух для продувки цилиндра. Эти порты закрываются движением поршня вверх. Затем выпускные клапаны закрываются, и поршень движется вверх, сжимая газы в соотношении примерно шестнадцать к одному.

Этот конкретный двигатель имел максимальные обороты в минуту. семьсот двадцать. Это означает, что он совершил один оборот за 1/12 секунды, а поскольку тридцать градусов составляют 1/12 часть оборота, то эквивалентное время, отведенное на сброс высокого давления, было равно 1/144 секунды.

Таблица клапанов производителя показывает, что выпускные клапаны открываются на 0,008 дюйма при шести градусах хода коленчатого вала. Следовательно, клапан, который был смещен на 0,016 дюйма или дважды 0,008 дюйма, будет равен примерно двенадцати градусам хода кривошипа, частично задерживая открытие клапанов.Двенадцать градусов из тридцати градусов оставляют восемнадцать градусов, а восемнадцать градусов будут равны 1/240 секунды вместо 1/1 44-й, как должно было быть. В конструкции этого двигателя тридцать градусов считалось достаточным временем, чтобы выпустить газы высокого давления. Очевидно, что при наличии какого-либо давления в цилиндрах, когда порты открыты, газы выдувают в воздушный коллектор, если давление превышает давление в воздушном коллекторе или величину, поддерживаемую воздуходувкой.(Воздуходувка поддерживает давление всего три фунта.)

Если некоторые из этих газов задерживаются в цилиндре из-за задержки, когда выпускные клапаны закрываются, тогда, если двигатель движется вокруг, пока не получит следующий впрыск топлива, и результирующий взрыв будет недостаточным или достаточным из-за неисправной смеси, Губернатор откроет форсунку и впустит больше топлива. Он снова взорвется на следующем обороте, и если ему все еще не хватает мощности, топливо будет увеличиваться все больше и больше, что приведет к несоразмерному соотношению и увеличит расход топлива до точки, которая будет недопустимой.Поскольку топливо поступает в цилиндры из одного места, а воздух из другого, может возникнуть очень плохая ситуация, которой не было бы в четырехтактном карбюраторном двигателе.

На этой иллюстрации показан огромный объем газа, который сжимается в цилиндрах дизельного двигателя, что примерно в пятьдесят раз превышает нормальный объем цилиндра при атмосферном давлении.

Помните, что седла клапанов в этом конкретном двигателе были смещены в среднем на 0,016 дюйма каждое.Несоосность клапанов не проверялась. С помощью системы научной коррекции клапанов и седел клапанов Kwik-Way клапаны и седла клапанов в этом двигателе были восстановлены до надлежащей соосности и соосности, что предотвратило сжатие на клапанах. В результате расход топлива был восстановлен до номинального уровня производителя, который составлял лишь около четверти топлива, которое было израсходовано в период смещения клапана.

Можно определенно увидеть, что если перекос клапана приведет к увеличению расхода топлива дизельным двигателем с номинальных девяти галлонов в час до сорока галлонов в час, то это же условие в равной или меньшей степени повлияет на другие двигатели дизельного двигателя. тип.Опять же, использование динамометрического ключа для затягивания болтов или гаек головки цилиндров необходимо для защиты от деформации блока, которая может вызвать смещение и деформацию седла клапана.

Сегодняшний двигатель — это чудо совершенства. Он удовлетворительно работает при температуре от ста двадцати градусов выше нуля до двадцати — сорока градусов ниже нуля. У него быстрое ускорение и скорость вне пределов безопасности и тысячи миль удовлетворительной эксплуатации. Но было правдиво сказано, что не был построен двигатель, который нельзя было бы улучшить с помощью услуг, которые может оказать хорошо обученный механик, использующий надлежащее оборудование.

ПРЕЦИЗИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РЕМОНТА ДВИГАТЕЛЯ В КОМПЛЕКТЕ

• КРЫШКИ КЛАПАНА
• ШЛИФОВАЛЬНЫЕ МАШИНЫ СЕДЛО КЛАПАНА
• СТРУКТУРА ЦИЛИНДРА
• СТРЕЛКА ДВИГАТЕЛЯ
• ШЛИФОВАЛЬНЫЕ МАШИНЫ
• ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ТОРМОЗОВ

Авторские права 1948 г., все права защищены
Kwik-Way Products Inc., 500 57th St., Marion, Iowa
Пересмотренное издание 1979 г.

Каков срок службы клапанов двигателя?

Потратьте достаточно времени на разговоры с автолюбителями и девушками-машинистами, и в конце концов вы, вероятно, услышите, как они что-то говорят о работе клапанов — работе клапанов, шлифовке многоугольных клапанов и т. Д.

Клапаны — дело серьезное. Они действуют как привратники для топлива и воздуха, которые попадают в камеры сгорания двигателя вашего автомобиля и выходят из них. Если один или несколько клапанов выходят из строя, у вас проблемы — возможно, даже катастрофические проблемы с двигателем. Зная, что клапаны двигателя так важны, как мы можем определить, когда один или несколько из них вот-вот выйдут из строя? И вообще, как долго служат клапаны двигателя?

Во-первых, давайте начнем с быстрого определения: клапан двигателя состоит из стержня и головки и отдаленно напоминает гриб с перевернутой крышкой.В случае клапанов точность является ключом к оптимальной производительности. Это действительно современное чудо, что клапанный механизм — клапаны, клапанные пружины, коромысла и направляющие — могут работать изо дня в день, мчась в своей масляной ванне, с редкими сбоями. Однако, если клапаны установлены даже немного не в соответствии с техническими условиями или рассчитаны на открытие и закрытие с малейшим отклонением от технических требований, возникнут проблемы.

Итак, как могут выходить из строя клапаны? Список довольно обширен, и часто основная причина отказа клапана указывает на проблему дальше «вверх по потоку» — и требует некоторого автомобильного расследования, чтобы выяснить.Вот лишь неполный список нескольких плохих вещей, которые могут случиться с клапаном двигателя, и почему:

• Примеси в металле, из которого изготовлен клапан, вызывают его поломку или деформацию под нагрузкой
• Низкое качество изготовления приводит к повреждению клапана на завод
• Грязное масло вызывает износ клапанов, снижая компрессию двигателя
• Неисправные пружины клапанов или другие детали вызывают заедание клапанов, что может привести к их повреждению поршнями
• Аномально высокая рабочая температура (например, из-за слишком высоких оборотов или резких колебаний). привод) обжигает выпускные клапаны, что приводит к поломке из-за теплового напряжения
• Неправильная синхронизация или обрыв ремня газораспределительного механизма приводит к контакту с поршнем, изгибу и поломке клапанов
• Клапаны, направляющие, уплотнения или другие детали модифицируются без проверки правильных размеров и углов — изгиб или возможна поломка

[источник: aa1car.com]

Как вы могли догадаться, некоторые из этих последствий могут быть довольно дорогостоящими, поскольку они влияют не только на клапаны, но и на другие основные детали двигателя. Однако есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы снизить вероятность некоторых из этих неприятных последствий. Один из них — это проверка и замена ремня ГРМ (или цепи), если это рекомендовано производителем автомобиля. (Вы можете найти эту информацию в оригинальном руководстве пользователя или в одной из многих книг по ремонту для конкретных моделей, доступных в магазинах автозапчастей и в Интернете).Еще одна вещь, которую вы можете сделать — и это не должно вызывать удивления — это регулярно менять масло и немедленно проверять все необычное, например, утечку масла или горение.

Итак, мы еще не ответили на вопрос — как долго должен работать клапан двигателя? Что ж, на самом деле у клапанов двигателя нет установленного срока службы. В конце концов, теоретически любой клапан изнашивается, если его эксплуатировать достаточно долго. Все зависит от того, насколько хорошо он сделан, насколько сложно работать, общего обслуживания автомобиля и отношения к другим частям двигателя, например, ремню ГРМ.

Для получения дополнительной информации о клапанах двигателя и других связанных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Клапаны и порты в четырехтактных двигателях

Клапаны и порты в четырехтактных двигателях

Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Компоненты, расположенные после впускного коллектора в четырехтактных дизельных двигателях, выполняют важные функции по управлению подачей воздуха в цилиндр.Тарельчатые клапаны регулируют синхронизацию потока в цилиндр и из него. Конструкция впускного канала влияет на пропускную способность двигателя, а также на объемное движение воздуха, поступающего в цилиндр.

Клапаны

По мере того, как воздушный поток проходит через различные компоненты и ступени впускной системы, различные свойства и характеристики всасываемого заряда были изменены для достижения общих целей системы управления всасываемым зарядом. Фильтр всасываемого воздуха обеспечивает надлежащую чистоту воздуха, состав наддувочного воздуха и содержание кислорода контролируются путем подачи системы рециркуляции отработавших газов во всасываемый воздух, а компрессор и охладитель наддувочного воздуха обеспечивают достижение целевых значений давления и температуры во впускном коллекторе и плотность всасываемого заряда в проектных пределах.Несколько заключительных аспектов управления воздухом достигаются после того, как всасываемый заряд выходит из впускного коллектора и попадает в цилиндр. Клапаны или порты контролируют время подачи воздуха в цилиндр. Кроме того, канал между впускным коллектором и цилиндром может оказывать значительное влияние на поток, когда он входит в цилиндр, и может использоваться для передачи подходящего объемного движения и кинетической энергии заряду для поддержки смешивания воздуха, топлива и промежуточного сгорания. продукты в цилиндре.

В четырехтактных двигателях всасываемый газ поступает в цилиндр через порт, расположенный в головке цилиндра, и мимо клапана, используемого для открытия и закрытия порта.В двухтактных двигателях, обсуждаемых в другом месте, обычно используются отверстия в гильзе цилиндра, которые попеременно закрываются и не закрываются поршнем.

Рисунок 1 . Номенклатура цельного тарельчатого клапана

Поток газа в цилиндр и из цилиндра в 4-тактных двигателях контролируется почти исключительно тарельчатыми клапанами (рис. 1). Хотя использовались или предлагались другие конструкции клапана, кажется, что ни одна из них не может сравниться по надежности и герметизирующей способности с тарельчатым клапаном.Наиболее распространенной конструкцией тарельчатого клапана в автомобильной промышленности является цельный клапан, в котором весь клапан изготовлен из одного и того же материала. Однако доступны и другие варианты, в том числе:

• Конструкция приварного наконечника имеет отдельный наконечник, приваренный к штоку над канавкой. Наконечник может быть изготовлен из материала, который намного более износостойкий, чем остальная часть клапана.
• Конструкция, состоящая из двух частей, имеет отдельный шток, приваренный над галтелем, рис. 2 слева.
• Конструкция с внутренним охлаждением имеет полый шток, содержащий охлаждающую жидкость, такую ​​как металлический натрий или натрий-калиевая смесь, и обычно используется в сверхмощных и высокоэффективных выпускных клапанах, рис.Пики температур клапана уменьшаются за счет «вибрирующего эффекта» расплавленного металла, и эти конструкции могут особенно хорошо выдерживать термические нагрузки. Температуру в полой шейке можно снизить примерно на 80–130 К, что снижает общий износ клапана и вкладыша седла клапана.
• Некоторые конструкции также имеют полую полость в головке клапана, содержащую металлический натрий, рис. 2, справа. Это продолжение классического полого клапана, заполненного натрием, с дополнительной полостью в головке клапана.Это может привести к дополнительным скачкам температуры в головке клапана и еще больше увеличить срок службы клапана.
• Сварная конструкция поверхности седла имеет седло клапана, которое приварено с твердым покрытием, чтобы лучше выдерживать условия, которые в противном случае привели бы к экстремальному износу седла клапана и / или коррозии.

Рисунок 2 . Примеры конструкций тарельчатого клапана

Слева: Двухсекционный клапан со сплошным штоком. Центр: Клапан с полым штоком.
Справа: Клапан с полым штоком с дополнительной полостью на головке клапана.

(Источник: Mahle)

В дополнение к различным стилям конструкции клапаны могут иметь различные усовершенствования конструкции для повышения их долговечности. Деформационное упрочнение поверхности седла можно использовать для умеренного увеличения износостойкости седла в тех случаях, когда сварная конструкция поверхности седла не требуется. Обработка поверхности стержня может использоваться для уменьшения трения и / или износа, особенно если в противном случае может возникнуть адгезионный износ. Алюминирование поверхности седла клапана, а иногда и поверхности сгорания для улучшения коррозионной стойкости в среде оксида свинца когда-то было популярным для двигателей, работающих на этилированном бензине.Крышки наконечников, установленные на конце штока клапана, могут использоваться для повышения износостойкости наконечников, когда сварка разнородных металлов является проблемой.

###

4 симптома деформации клапанов (и способы их предотвращения)

(Обновлено 13 января 2021 г.)

В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания впускные и выпускные клапаны играют решающую роль в способности транспортного средства превращать топливо в энергию .

Что делают клапаны?

Клапаны управляют движением жидкости в системе.Внутри двигателя вашего автомобиля эта жидкость — воздух.

На такте впуска впускные клапаны должны открываться, чтобы свежий воздух попадал в камеру сгорания. На такте выпуска выпускные клапаны должны открываться, чтобы сгоревшая горючая смесь могла выйти из камеры сгорания.

На такте сжатия впускные и выпускные клапаны должны оставаться закрытыми для накопления потенциальной энергии перед воспламенением горючей смеси. Сила этого сгорания — это то, что дает вашему автомобилю мощность.

Почти все автомобили с двигателями внутреннего сгорания имеют впускные и выпускные клапаны. Эти клапаны расположены внутри головки (головок) цилиндров. Обычно на цилиндр приходится два впускных клапана и два выпускных клапана, поэтому в четырехцилиндровом двигателе всего 16 клапанов (2 * 2 * 4 = 16).

Большинство современных двигателей V8 имеют 32 клапана, но двигатели LS, используемые в Корветах (LS3, LS4 и LS5), имеют только один впускной и выпускной клапан на цилиндр, что всего 16 клапанов.

Основные причины согнутого клапана

1) Чрезмерное увеличение оборотов двигателя

Изготовитель транспортного средства устанавливает красную черту двигателя, основываясь на многих факторах.Например, вес и баланс вращающегося узла, прочность пружин клапана, тепло, гармоники и доступная подача масла могут быть приняты во внимание при проектировании двигателя и испытании его под нагрузкой. Даже передача может сыграть роль в этом решении.

На автомобилях с механической коробкой передач можно увеличить обороты двигателя, переключив понижающую передачу на передачу, которая слишком низка для скорости, на которой движется автомобиль. Это дорогостоящая ошибка, также известная как «денежный сдвиг», может стоить вам двигателя.

Если вы включите сцепление, когда колеса вращаются слишком быстро для выбранной передачи, ЭБУ ничего не сможет сделать, чтобы предотвратить серьезное механическое повреждение. В конце концов, ваш собственный мозг — это трансмиссионный компьютер для переключения передач.

Обычно не рекомендуется запускать двигатель выше красной черты производителя, если вы не модернизируете многие из внутренних компонентов двигателя. Необходимые обновления зависят от марки и модели.

Завышение оборотов двигателя обычно невозможно на автомобилях, оборудованных автоматической коробкой передач (включая вариатор).В этих транспортных средствах модуль управления трансмиссией (TCM) должен предотвращать увеличение оборотов двигателя до более высоких, чем было разработано автомобилем.

2) Двигатель с неверным таймером

«Время» двигателя может относиться к моменту зажигания, который сообщает свечам зажигания, когда зажигать. Синхронизация также может относиться к механической синхронизации кулачка двигателя. Распределение фаз кулачка сообщает клапанам, когда открываться для каждого цилиндра при вращении коленчатого вала.

Синхронизация кулачка обычно осуществляется путем натягивания ремня ГРМ или цепи ГРМ на набор шкивов и звездочек.Когда коленчатый вал вращается, он вращает ремень, который поворачивает каждый кулачок с заданным соотношением по отношению к вращению распределительного вала.

Во многих двигателях поршни могут контактировать с клапанами, если синхронизация кулачков двигателя неправильная. Эта конструкция называется интерференционным двигателем.

Двигатель без помех — это конструкция двигателя, в которой клапаны и поршни расположены на достаточно большом расстоянии друг от друга, чтобы они не могли контактировать независимо от времени.

Если ремень ГРМ или цепь ГРМ заменены, но двигатель не синхронизирован правильно, очень легко погнуть клапан на двигателе с натягом.

Если вы меняете ремень ГРМ самостоятельно, важно следовать всем инструкциям производителя транспортного средства в соответствии с заводским руководством по обслуживанию. Пару раз переверните двигатель вручную, чтобы убедиться, что внутренние компоненты не контактируют, прежде чем снова включить его.

3) Обрыв ремня ГРМ

Если ремень привода ГРМ защелкнется на двигателе с натягом, очень высока вероятность того, что поршень коснется клапана и погнет этот клапан.Это одна из причин, почему так важно вовремя менять ремень ГРМ.

Ремни ГРМ обычно работают отлично, пока они не перестают работать. Перед разрывом ремня ГРМ может вообще не быть предупреждения. По крайней мере, обрыв ремня ГРМ оставит вас в затруднительном положении.

Цепи привода газораспределительного механизма обычно не требуют обслуживания, если только нет проблем с натяжителем цепи.

4) Низкий уровень моторного масла

Моторное масло имеет решающее значение для здоровья вашего двигателя.Если уровень моторного масла слишком низкий для обеспечения адекватного давления масла на весь двигатель, может возникнуть множество проблем. Одна из этих проблем заключается в том, что клапан застревает в направляющей клапана, что может погнуть клапан, если он выйдет наружу, и поршень может войти в контакт.

Немногие проблемы, вызванные масляным голоданием, можно исправить дешево, но проверка и поддержание уровня масла обходятся очень дешево. Не забывайте об этом важном этапе владения автомобилем.

Как определить, погнут ли ваши клапаны

Лучший способ узнать, погнут ли у вас клапан, — это снять головку блока цилиндров, чтобы вы могли физически добраться до клапанов.Поскольку это требует большого объема работы, большинство людей вместо этого проводят тест на сжатие или утечку.

Испытание на сжатие покажет, какое сжатие производит каждый цилиндр. Это быстрая и легкая лакмусовая бумажка для определения исправности вашего двигателя.

Если вы проведете тест на сжатие и обнаружите, что сжатие в одном цилиндре низкое, вы можете перейти к тесту на утечку. Тест на утечку покажет вам, где именно воздух выходит из вашего двигателя на такте сжатия, когда предполагается, что камера сгорания должна быть герметичной.

Испытание на утечку выполняется путем подсоединения сжатого воздуха к отверстию свечи зажигания автомобиля и поворота коленчатого вала до тех пор, пока этот цилиндр не перейдет в такт сжатия. После этого вы сможете услышать, какая часть воздуха из двигателя выбегает быстрее всего.

Если вы слышите шипение воздуха через впускной патрубок, возможно, впускной клапан погнулся. Если вы слышите шипение воздуха из выхлопной трубы, возможно, у вас погнут выпускной клапан.

Обратите внимание: то, что вы слышите, как воздух выходит из этих мест, не обязательно означает, что у вас изогнутый клапан.У вас может просто скопиться нагар вокруг клапанов, из-за чего воздух выходит из плохого уплотнения.

Это все равно, вероятно, потребует полной корректировки клапана, но вы можете смягчить проблему с помощью добавки, такой как морская пена.

Связано: общие причины тикающего режима двигателя

Мои клапаны погнуты. Что теперь?

В зависимости от того, насколько низко у вас сжатие, вы можете захотеть поработать головой. Объем необходимой головной работы будет варьироваться в каждом случае, поэтому было бы разумно положиться на вашего механика или мнение механического цеха.

Если у вас есть другие проблемы с двигателем, иногда замена двигателя на двигатель с меньшим пробегом также является разумным вариантом.

Вот как работает бескулачковый двигатель Koenigsegg Gemera мощностью 600 л. Возможно, вы упустили это, пытаясь вычислить выходную мощность, и они так, что двигатель сочетается с тремя электродвигателями, чтобы произвести в целом 1700 л.с.Или в метрической системе — 1,27 МВт. Или энергопотребление пары сотен домов, готовящих обед.

Однако Кристиан фон Кенигсегг часами будет говорить об этом двигателе. Он так привязан к тому, что у него есть прозвище, а не к обычной унылой привычке автомобильного бизнеса использовать кодовые имена. Итак, это крошечный дружелюбный гигант.

Гигант, потому что 600 л.с. Крошечный, потому что у него всего два литра и три цилиндра. Может быть, два литра — это не так уж и мало по объему (хотя автомобили CvK в основном имеют большие двигатели V8), но физически он очень маленький и его легко упаковать.У него всего три цилиндра, нет верхнего кожуха распределительного вала и нет привода распределительного вала спереди.

Потому что распредвалов нет вообще.

Теперь вы видите, какой это революционный двигатель. Отказавшись от распределительного вала и заменив его компактным приводом над каждым толкателем, система Freevalve позволяет управлять каждым клапаном индивидуально. Их можно поднимать на столько или на столько, сколько диктует управление двигателем, на столько или на столько, сколько требуется, в начале или в конце цикла по мере необходимости.Или совсем нет. И каждый может действовать иначе, чем его сосед.

Давай перемотаем назад. Регулируемое управление клапанами всегда было мечтой конструкторов двигателей. Для эффективной работы с малой нагрузкой вам нужны маленькие отверстия, но для мощности вам нужно, чтобы они открывались долго и глубоко. Вот почему Honda изобрела VTEC и Mitsubishi MIVEC, которые переключаются между двумя профилями кулачка для выполнения этих двух состояний, но не между ними. В большинстве современных двигателей используются вращающиеся шкивы кулачкового привода, чтобы открывать и закрывать клапаны раньше или позже, чтобы уменьшить выбросы.BMW Valvetronic изменяет профиль открытия, вставляя дополнительный рычаг между кулачком и клапаном. Таким образом, еще более гибко работает система MultiAir II от Fiat / Alfa, которая теперь также лицензирована JLR для своего семейства двигателей Ingenium.

Но у всех по-прежнему есть распредвалы, и у всех есть ограничения. Двигатель Freevalve — нет. «Каждый клапан можно удерживать в определенном положении, или не поднимать, или полностью открывать и удерживать там», — говорит Кристиан фон Кенигсегг. «И индивидуально друг от друга. И по срокам, тоже полностью индивидуально.”

Регулируемое управление клапанами всегда было мечтой разработчиков двигателей.

Приводы клапанов представляют собой маленькие поршни. Отмеренная струя сжатого воздуха, направленная на поршень, при необходимости открывает клапан. Затем его либо оставляют, чтобы он закрылся на своей пружине, выпуская воздух, либо он может быть заблокирован открытым через масляный резервуар. Затем масло выходит через небольшое отверстие, демпфируя закрытие клапана и гарантируя, что клапан не сильно ударит по седлу. С другой стороны поршня исполнительного механизма есть воздуховод, который может ускорить закрытие.

ОК, перечислим достоинства.

• Каждый цилиндр Freevalve имеет по одному отверстию для каждого клапана, и на самом деле они немного различаются по форме в паре. Это означает, что в периоды небольшой нагрузки, когда цилиндр работает только с одним клапаном, соответствующее отверстие имеет форму для идеального вращения и завихрения. Вместе с более быстрым потоком воздуха через один частично открытый клапан, все это помогает улучшить смешивание топлива и воздуха и повысить эффективность, когда двигатель не работает.

• На стороне выпуска один канал каждого цилиндра питает одну из турбин двигателя, а другой — другую.На низких оборотах открывается только по одному клапану из каждого цилиндра, направляя воздух через узкое отверстие, которое ускоряет поток газа, помогая первому нагнетателю быстро набирать обороты. Затем вступает в действие второй набор клапанов, питающий мощный турбонагнетатель через более широкие порты и достигающий огромной производительности.

• В тестовом двигателе с одним турбонаддувом Freevalve отправила один набор портов для полного обхода турбонаддува. Это означает, что нет необходимости в перепускном клапане. Когда давление повышается до желаемого уровня в турбонагнетателе, двигатель усиливает клапан, который обходит вентилятор.

• Обход турбонагнетателя также помогает быстро нагреть катализатор после холодного запуска. Это критически важно для выбросов, потому что именно в это время выхлоп бензиновых двигателей является наиболее токсичным.

• Также при холодном запуске двигатель может работать только с одним цилиндром при более высокой нагрузке, поэтому он нагревается быстрее и нагревает кота до того, как задействуются другие цилиндры. Также можно прокачать двигатель без зажигания в течение нескольких секунд, нагревая цилиндры только за счет сжатия.

• Двигатель обеспечивает высокую степень сжатия, потому что в случае опасности детонации он может работать по циклу Аткинсона, сокращая время открытия впускного клапана, чтобы сократить количество воздуха в цилиндре во время сжатия. Высокая степень сжатия способствует повышению эффективности. Это, кстати, позволяет двигателю изменить свою карту, чтобы быть оптимизированным для высокооктанового биоэтанола, а также для бензина.

• Раннее закрытие выпускного клапана обеспечивает рециркуляцию выхлопных газов в цилиндр, помогая охлаждать газ. Это снижает NOx, который обычно образуется при высоких температурах.Другие двигатели с регулируемым таймером делают это, но не так гибко.

• Установив противофазу двух впускных клапанов, заявлено, что можно использовать резонанс впуска и в более широком диапазоне оборотов в минуту.

• Крутящий момент на низких оборотах имеет значительный потенциал (до 45 процентов в тестовом двигателе), потому что турбонаддув более доступен, а также потому, что резонанс впуска лучше. Благодаря гораздо более точному управлению сгоранием система может лучше контролировать динамическое сжатие и обеспечивать больший наддув перед детонацией.

• Максимальная мощность на высоких оборотах увеличивается на такой же процент, потому что профиль клапана также оптимизирован для этого — даже больше, чем неровный профиль кулачка гоночного двигателя.

• Система также позволяет повысить экономичность при небольшой нагрузке за счет отключения отдельных цилиндров, удерживая клапаны закрытыми и перекрывая подачу топлива. (Имейте в виду, что эта особенность все чаще встречается в других двигателях.)

Эти отдельные приводы клапанов, по четыре на цилиндр, несомненно, чрезвычайно дороги.Но частично компенсируя эти расходы, двигатель Freevalve экономит многие другие системы. Нет кулачкового ремня или цепи. Нет вариаторов шкива распредвала. Нет дроссельной заслонки. Нет вестгейта. Нет необходимости в турбо-режиме с изменяемой геометрией. Нет необходимости в предварительном котле для холодного запуска. Нет внешней системы рециркуляции отработавших газов. Отсутствие дорогостоящей системы прямого впрыска; это более дешевая конструкция с портом для инъекций. Отсутствие дроссельной заслонки означает дополнительную дозу эффективности — дроссельная заслонка вызывает сопротивление входящего воздуха, что приводит к потере энергии.

Поначалу удивительно, что этот удивительно гибкий двигатель появился в Gemera — гибриде.Большинство гибридов используют свои электродвигатели, чтобы помочь бензиновому двигателю работать в наиболее эффективном диапазоне оборотов и дроссельной заслонки. Зачем использовать в гибриде двигатель с широким диапазоном оборотов?

Ответ заключается в том, что Gemera также имеет систему прямого привода Koenigsegg, фактически с одним передаточным числом (хотя и с гидротрансформатором для низких скоростей). Таким образом, двигатель должен хорошо работать в гораздо более широком диапазоне оборотов, чем в любом другом гибриде.

Plus он имеет преимущества в характеристиках двигателя, размере корпуса, удельной мощности и выбросах при запуске двигателя после исчерпания запаса хода подключаемого гибридного электрического двигателя.