Нижнеклапанный двигатель принцип работы: Нижнеклапанный двигатель принцип работы — СПЕЦТЕХНИКА

Виды ДВС

Всего на сайте моделей 3304   модификаций  8381

Виды ДВС

В зависимости от вида топлива и особенностей конструкции поршневые ДВС делятся на бензиновые и дизельные.
 

Бензиновый двигатель

Дизельный двигатель

На легковых автомобилях наибольшее распространение получил бензиновый ДВС. Он работает только на бензине с различным октановым числом. Предварительно сжатая в цилиндре топливно-воздушная смесь воспламеняется с помощью искры, подаваемой свечой зажигания. Управление мощностью осуществляется дроссельной заслонкой, регулирующей поток воздуха. КПД бензинового мотора составляет около 20-30%, но такой двигатель может работать на высоких оборотах и имеет большую удельную мощность. Показатели давления и температуры в цилиндрах у бензинового ДВС меньше, чем у дизельного, а в выхлопе содержится меньше серы, сажи и токсичных газов, но больше окиси углерода.

Дизельные двигатели стали массово использоваться на легковых автомобилях только в конце XX века. КПД у дизельного мотора выше, чем у бензинового (40-45%), при этом в качестве топлива могут выступать низкосортные продукты нефтепереработки или даже растительные масла. Принцип работы дизельного ДВС заключается в самовоспламенении топливной смеси в цилиндре от сжатия, при высоких давлении и температуре. Это требует более прочной конструкции и защиты от высоких температур, зато у дизельного силового агрегата отсутствуют свечи зажигания, а смесеобразование и сгорание проходят быстрее, чем в бензиновом. Мощность регулируется не дроссельной заслонкой, а непосредственно интенсивностью впрыска топлива в цилиндры. К недостаткам дизельного двигателя относятся дорогой ремонт, необходимость использования более мощного стартера, характерный стук при работе и застывание летнего дизельного топлива на морозе.

 

В зависимости от количества тактов в рабочем цикле различают двухтактные и четырёхтактные двигатели внутреннего сгорания. Особое место в этой классификации занимает роторно-поршневой двигатель Ванкеля, который не относится к поршневым ДВС, но по сути является четырёхтактным.
 

Тип двигателя	Характеристика
Двухтактный	Двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий цикл совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Особенность такого мотора заключается в отсутствии клапанов: вместо них в цилиндре выполнены впускное и выпускное отверстия (продувочные окна), которые открывает и закрывает поршень при своём движении вверх-вниз. При первом такте (сжатия) поршень перемещается от нижней мёртвой точки к верхней, перекрывая нижнее и верхнее продувочные окна и сжимая поступившую ранее топливную смесь. Одновременно в кривошипную камеру, расположенную в нижней части цилиндра, вследствие её герметичности поступает новая топливная смесь. При втором такте (рабочего хода) сжатая горючая смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания, в результате чего поршень под давлением движется к нижней мёртвой точки, вращая коленчатый вал и сжимая смесь в кривошипной камере. Из последней топливная смесь через открытое впускное окно заполняет цилиндр, вытесняя отработавшие газы через выпускное окно (продувка). Далее поршень снова поднимается вверх, и цикл повторяется. Преимущества двухтактного двигателя заключается в том, что он проще по конструкции, чем четырёхтактный, и даёт примерно в 1,5 раз больше мощности при том же рабочем объёме. Однако в наше время двухтактные ДВС практически не используются из-за низкой экономичности и плохих экологических показателей, связанных с неполным сгоранием топливно-воздушной смеси и попадании части её в выпускное окно при продувке.
Четырёхтактный	В четырёхтактном ДВС рабочий цикл проходит за два оборота коленчатого вала, то есть за четыре хода поршня. Отличается от двухтактного наличием головки цилиндра и клапанной системы, управляемой газораспределительным механизмом. Такая конструкция сложнее и требует дополнительных затрат энергии на работу клапанов, но зато КПД у четырёхтактного двигателя выше. Работа осуществляется только на одном такте, на остальных поршень движется по инерции. Рабочий цикл включает четыре такта: Впуск — по мере движения поршня к нижней мёртвой точке цилиндр наполняется топливно-воздушной смесью через открытый впускной клапан. Сжатие — впускной и выпускной клапаны закрыты; поршень поднимается вверх, сжимая топливную смесь, в результате чего в цилиндре повышаются температура и давление. Рабочий ход — при достижении поршнем верхней мёртвой точки топливо воспламеняется искрой от свечи зажигания (в бензиновом ДВС) или от давления (в дизельном ДВС) и образует большое количество насыщенных энергией газов, которые давят на поршень и заставляют его двигаться вниз. Выпуск — поршень снова поднимается вверх и через открытый выпускной клапан вытесняет выхлопные газы, которые и очищают цилиндр.
Двигатель Ванкеля	Роторно-поршневой двигатель Ванкеля является четырёхтактным, но не имеет цилиндров и не требует специальной системы газораспределения. Мотор состоит из треугольного ротора, вращающегося внутри полости сложной формы при помощи пары шестерен. Ротор соприкасается гранями с внутренней поверхностью камеры сгорания, в результате между его стенками и корпусом двигателя образуются три изолированные камеры; каждая из них по мере вращения ротора проходит четыре такта. В верхней части двигателя происходит впуск топливно-воздушной смеси, затем она перемещается в боковую полость и сжимается, при переходе вниз смесь воспламеняется от свечи зажигания и оказывает давление на ротор, который в следующем положении вытесняет отработавшие газы через выпускное отверстие. Роторно-поршневой мотор обладает рядом преимуществ перед традиционным, так как развивает больше мощности при меньшем объёме, имеет небольшие габариты и относительно простую конструкцию. К недостаткам двигателя Ванкеля относятся быстрый износ уплотнителей между ротором и камерой сгорания, требование высокой точности при сборке деталей, необходимость специальной системы смазки, склонность к перегреву и неэкономичность на низких оборотах.
Газотурбинный двигатель	Беспоршневый двигатель внутреннего сгорания, в котором энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины. Принцип работы: компрессор нагнетает сжатый воздух в камеру сгорания, где он смешивается с топливом и воспламеняется при помощи свечи зажигания. Расширившиеся газы под высоким давлением поступают в газовую турбину и передают энергию лопаткам турбины, вращающим диск или вал, на котором они закреплены. Часть работы расходуется на сжатие воздуха в компрессоре, остальное преобразуется в крутящий момент. Газотурбинный двигатель (ГТД) может работать на любом топливе, от керосина до мазута, и всегда имеет бОльшую удельную мощность, чем поршневой ДВС, хотя КПД у него ниже. По компактности, весу, шуму и вибрациям ГТД значительно лучше поршневого ДВС, но из-за таких факторов, как высокая стоимость (объясняется необходимостью использования жаростойких материалов), большая частота оборотов (до 100000 об/мин), высокая температура выхлопа и задержка отклика на управление мощностью (невозможность снижения оборотов при отпущенной педали газа без торможения), он так и не нашёл применения на легковых автомобилях, за исключением нескольких концепт-каров.

 

По конфигурации, то есть взаимному расположению цилиндров, автомобильные двигатели бывают:

• Рядные — цилиндры расположены на одной линии, а их поршни вращают один коленчатый вал. Такие двигатели более простые по конструкции, надёжные и удобные в обслуживании, чем V-образные. Могут иметь как чётное (2, 4, 6 или 8), так и нечётное (3 или 5) количество цилиндров. В наше время наиболее распространёнными являются рядные 4-цилиндровые моторы, а 6-цилиндровые постепенно выходят из употребления, подобно тому, как в послевоенные годы перестали использоваться рядные 8-цилиндровые двигатели. Это связано с большой длиной блока цилиндров и коленчатого вала, требующей много места под капотом, а также быстрым износом. Существует и такой вариант конфигурации, как U-образный двигатель, который состоит из двух установленных параллельно рядных блоков с отдельными коленчатыми валами, соединёнными цепью или шестерней.
• V-образные — цилиндры расположены один напротив другого под углом от 10° до 120°. Мотор состоит из двух блоков цилиндров, немного смещённых относительно друг друга и соединённых общим коленчатым валом. V-образные двигатели имеют только чётное количество цилиндров (2, 4, 6, 8, 10, 12 или 16). Как правило, такие двигатели более компактные и сбалансированные, чем рядные, и обеспечивают больше мощности. Разновидностью V-образной конфигурации являются моторы Volkswagen VR5 и VR6, состоящие из двух блоков цилиндров, установленных близко друг другу под углом 10°-15° и соединённых общей головкой. Такая конфигурация совмещает в себе преимущества рядных и V-образных двигателей.
• Оппозитные, или плоские, — цилиндры расположены в двух блоках с углом развала 180°, то есть горизонтально один напротив другого. Двигатель имеет плоскую форму и обычно применяется в заднемоторных автомобилях.
• W-образные — цилиндры расположены в трёх или четырёх параллельных блоках и соединены общим коленчатым валом. В наше время W-образные двигатели, полученные в результате соединения двух моторов конфигурации VR, использует только компания Volkswagen.
• Радиальные, или звездообразные, — цилиндры расположены радиальными лучами вокруг коленчатого вала через равные углы, обычно в один ряд. Такие двигатели широко применяются в авиации, а на автомобилях встречаются крайне редко.

Двигатели также различаются по количеству цилиндров:

• 1-цилиндровый — простейшая разновидность поршневого ДВЗ, состоящая из одного цилиндра. Исторически самый первый, но несбалансированный и наименее эффективный вид силового агрегата. Применялся на ранних мотоколясках и на микроавтомобилях.
• 2-цилиндровый — как и 1-цилиндровый, встречается чаще в 2-тактном варианте, поскольку 4-тактные моторы такого типа не обеспечивают плавности хода. Бывает трёх конфигураций: рядный, V2 и F2. Устанавливался на микрокары и автомобили конца XIX — начала XX века.
• 3-цилиндровый — из-за нечётного количества цилиндров также является несбалансированным и бывает только рядным. 3-цилиндровые моторы небольшого объёма (до 1.2 л) ставятся на некоторые из современных малолитражек.
• 4-цилиндровый — самый распространённый и выгодный в производстве двигатель, подходящий для любого автомобиля относительно небольших размеров. Конструкция рядного 4-цилиндрового мотора несбалансированная, но при небольшом объёме не требует дополнительного балансировочного вала. Объём современных 4-цилиндровых двигателей составляет от 0.7 до 2.3 л, хотя раньше встречались и гораздо большие агрегаты. Относительно редкими являются конфигурации V4 и F4, которые применялись в некоторых заднемоторных автомобилях и отличались повышенной шумностью.
• 5-цилиндровый — впервые появился на Mercedes-Benz в середине 70-х гг., но до сих пор встречается нечасто. Несбалансированный и дорогой в производстве, поскольку не может быть унифицирован с 4-х или 6-цилиндровыми моторами. Бывает рядный или конфигурации VR.
• 6-цилиндровый — исторически наиболее распространённый в рядной конфигурации, которая отличается сбалансированностью и плавностью работы, на автомобилях среднего или высшего класса. Однако из-за большой длины и трудностью поперечной установки такие двигатели постепенно уходят в прошлое. Сейчас чаще используются моторы V6, несбалансированные, но более компактные и пригодные для переднеприводной компоновки. Оппозитные 6-цилиндровые двигатели ставятся на Porsche 911.
• 8-цилиндровый — в рядной конфигурации, несмотря на большую длину блока, является сбалансированным и создаёт минимум вибраций, но, как правило, ограничен в максимальных оборотах из-за риска деформации коленчатого вала. Использовался только в довоенные годы на люксовых автомобилях, в отличие от мотора V8, который применялся на машинах разных ценовых категорий, особенно в США, а сейчас чаще всего встречается на внедорожниках и спортивных моделях. Преимущества двигателя V8 заключаются в относительной компактности и высокой производительности, недостатки — в несбалансированности и высоких показателях расхода топлива при большом объёме.
• 10-цилиндровый — на автомобилях бывает только V-образным, получается в результате соединения двух рядных 5-цилиндровых моторов или добавления к V8 дополнительной пары цилиндров. Устанавливается на спорткары или полноразмерные пикапы.
• 12-цилиндровый — в V-образной конфигурации состоит из двух рядных 6-цилиндровых блоков или двух моторов V6, конструкция полностью сбалансированная. Двигатель V12 часто использовался на роскошных довоенных автомобилях, а сегодня встречается на многих суперкарах. Бывает и в варианте W12 из трёх 4-цилиндровых или четырёх 3-цилиндровых блоков, крайне редко — в оппозитной конфигурации.
• 16-цилиндровый — V-образный встречается на автомобилях в исключительных случаях: на довоенных моделях Cadillac, Marmon и Peerless, а также на некоторых гоночных болидах. Прекрасно сбалансированный и практически бесшумный, но слишком длинный и дорогой в производстве. Двигатель W16, состоящий из двух блоков VR6, имеет только один серийный автомобиль — Bugatti Veyron.
• 18-цилиндровый — в конфигурации W18 из трёх рядных 6-цилиндровых блоков под углом 60° использовался на нескольких прототипах Bugatti в конце 90-х гг.

Тип двигателя		Устройство	Пример
Рядный	2-цилиндровый
	3-цилиндровый
	4-цилиндровый
	5-цилиндровый
	6-цилиндровый
	8-цилиндровый
V-образный	2-цилиндровый
	4-цилиндровый
	6-цилиндровый
	8-цилиндровый
	10-цилиндровый
	12-цилиндровый
	16-цилиндровый
Оппозитный	2-цилиндровый
	4-цилиндровый
	6-цилиндровый
	8-цилиндровый
	12-цилиндровый
	16-цилиндровый
W-образный	6-цилиндровый
	8-цилиндровый
	12-цилиндровый
	16-цилиндровый
	18-цилиндровый
Радиальный	6-цилиндровый
	8-цилиндровый
	12-цилиндровый
	16-цилиндровый

 

В зависимости от типа ГРМ различают нижнеклапанные и верхнеклапанные двигатели внутреннего сгорания.
 

Нижнеклапанный	Верхнеклапанный
SV — Side Valve	OHV — Over Head Valve	SOHC — Single Over Head Camshaft	DOHC — Double Over Head Camshaft
В нижнеклапанном двигателе (в США известном как L-head или Flathead) клапаны расположены в блоке, по бокам цилиндров в один ряд, тарелками вверх. Распредвал тоже находится в блоке под клапанами, на одном уровне с коленчатым валом. Такая конструкция наиболее простая в изготовлении и обслуживании; двигатель достаточно надёжный, работает тихо и имеет легко съёмную головку блока. В то же время нижнеклапанный мотор из-за длинных подходов для топливной смеси и сложной формы камеры сгорания является низкооборотным и не может иметь высокой степени сжатия (следовательно, бывает только бензиновым). Это существенно снижает его мощность и экономичность в сравнении с верхнеклапанными силовыми агрегатами. Нижнеклапанные ДВС устанавливались на большинство довоенных автомобилей (кроме спортивных), а в 50-е гг. полностью исчезли в связи с появлением топлива с высоким октановым числом. Разновидностью нижнеклапанного типа ГРМ является схема T-head, когда впускные клапаны расположены с одной стороны блока цилиндров, а выпускные — с другой, при этом распределительных вала два. Также существовали двигатели со смешанным расположением клапанов (F-head), с верхними впускными, боковыми выпускными клапанами и одним распредвалом в блоке.	В верхнеклапанном двигателе типа OHV клапаны находятся в головке блока цилиндров, а распредвал — в самом блоке; привод клапанов осуществляется штангами-толкателями и коромыслами. Как правило, эта схема применяется только с двумя клапанами на цилиндр. В рядных двигателях распредвал установлен сбоку, в V-образных — в зазоре между блоками цилиндров. Преимущества такого ГРМ — в простоте конструкции, долговечности и компактных размерах, недостатки — в низких оборотах, крутящем моменте и мощности двигателя. Традиционно моторы OHV были распространены в США, где недостаток удельной мощности обычно компенсировался большим рабочим объёмом двигателя. В наше время механизм OHV уже практически не используется на легковых автомобилях.	В двигателях типа OHC (Overhead Camshaft) клапаны и распределительный вал расположены в головке блока цилиндров. В качестве привода клапанов используются цилиндрические толкатели, рычаги (рокеры) или коромысла. Из-за удалённости распредвала от коленчатого вала его привод (ременной или цепной) имеет ограниченный ресурс. Схема SOHC предполагает один верхний распределительный вал, который управляет как впускными, так и выпускными клапанами. Применяется на моторах с двумя клапанами на цилиндр. Если двигатель имеет V-образную или оппозитную конфигурацию, он комплектуется двумя распредвалами (по одному на каждый блок).	Разновидность верхнеклапанной системы OHC с двумя распределительными валами в головке блока цилиндров. Самая сложная и высокотехнологичная схема, обеспечивающая максимальную производительность. Существует несколько вариантов двигателей DOHC: с двумя клапанами на цилиндр, когда один распредвал действует на впускные клапаны, второй — на выпускные; или с тремя, четырьмя, пятью или шестью клапанами на цилиндр, когда каждый распредвал приводит в движение свой ряд клапанов. В V-образных и оппозитных двигателях система DOHC означает наличие четырёх распредвалов (по два на каждый блок), в W-образных — шести или восьми распредвалов. Сегодня большинство легковых автомобилей оснащаются двигателями DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр.

Bugatti Type 57C

Buick Special Gen-5

Itala Grand Prix

Packard 115

О проекте | Отзывы, обратная связь | automotiveheritage. [email protected] |

Помощь сайту:

Все права защищены © 2018-2022 automotive-heritage.com

Нижнеклапанный двигатель, его плюсы и минусы

Как известно сердцем любого механизма является его двигатель, поэтому от его выбора зависит качество и долговечность роботы машины. А чтобы грамотно подобрать эту неотъемлемую часть любого механизма, нужно хорошо разобраться в этом вопросе.

В нынешнее время существует довольно большое количество разновидностей двигателей. В основном квалификация двигателей происходит по следующей схеме:

1. В соответствии с расположением распределительного вала.
2. В соответствии с расположением клапанов.

Дальше двигатели принято распределять на целые ряды подтипов. Но важно перед этим разобраться именно со второй позицией, ведь от нее в большей степени зависит насколько мощным и выносливым будет двигатель. В соответствии с расположением клапанов, двигатели бывают нижнеклапанные, верхнеклапанные и соответственно со смешанным расположением клапанов.

Особенности роботы нижнеклапанного двигателя

Большинство двигателей работают по схеме ДВЗ (двигатель внутреннего сгорания), для этого необходимыми элементами есть клапаны и распределительный вал, с помощью которых синхронизируется робота выброса и заброса топлива, воздуха и использованных газов. Поэтому так важно место клапанов в работе двигателя. Нижнеклапанный двигатель характеризуется расположением распределителя и клапанов в блоке, рядом с цилиндрами. Также в одном блоке с ними располагается и привод.

Преимущества нижнеклапанного двигателя

Данное расположение многие считают наиболее выгодным, ведь оно имеет достаточно долгий перечень плюсов. Именно эта конструкция обеспечивает низкую шумность. Также, благодаря такому расположению данная модель установки клапанов считается самой безопасной, ведь при ней практически исключается возможность касания между клапанами и поршнем, что часто происходит при неправильном расположении распределительного вала.

При роботе нижнеклапанного двигателя, при установленных параллельно гидравлических толкателях, единственный шум, который слышен – это шум обтекающего вентилятор воздуха. Также одним из главных плюсов вышеназванного типа двигателей есть тот, что при правильной их эксплуатации практически сводиться к нулю возможность перегрева, что также увеличивает безопасность двигателю.

Хорошую службу сослужили нижнеклапанные двигатели во времена, когда поршни нуждались в регулярной чистке от нагара, ведь они в отличии от других типов двигателей является самыми доступными, ведь сам клапан представлен обычной алюминиевой, или чугунной пластинкой.

Минусы в роботе нижнеклапанного двигателя

Но как известно, прогресс не стоит на месте. Идеал недосягаем, но все же человек во всем стремится к совершенству, а в автомобилях главным критерием идеальности есть скорость. В этой постановке вопроса и проявляется главный недостаток машин с нижнеклапанным двигателем. Ведь при данном расположении двигателя из-за извилистого пути, который должна пройти бензовоздушная смесь значительно замедляется процесс наполнения цилиндров. Двигатель при этом становится неэкономичным и тихоходным. Также показатели двигателя отстают по вине нижнеклапанного мотора, имеющего сложную форму, что затрудняет процесс обработки мотора. При этом и появляется злосчастная шероховатость замедляющая роботу мотора.

При всех плюсах, существенным недостатком есть то, что при подобной компоновке механизма газораспределения затруднен доступ к толкателям клапанов. В некоторых случаях данного расположения мотора корректировка клапанного мотора вообще не была предусмотрена.

Также среди перечисленных минусов следует обозначить и то, что при нижнеклапанном двигателе машина более всего склонна к детонации. Обуславливается это с одной стороны вытянутой формой камеры сгорания, а с другой те, что такой вид двигателя не позволяет увеличить степень сжатия, с помощью которой и повышается удельная мощность.

Обобщенная характеристика нижнеклапанного двигателя

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод о том, что в изначально нижнеклапанный двигатель в автомобилестроении занимал приоритетные перед другими видами двигателей позиции. После 1950-х, когда автомобилестроение получило новый виток развития и в широком обиходе начало появляться топливо с высокими октановыми числами, нижнеклапанные двигатели потеряли свою популярность, уступая в скорости машинам с другими видами двигателей. На сегодняшнее время стало очевидным, сослужив в свое время хорошую службу, сегодня место нижнеклапанным двигателям в музее, или гаражах коллекционеров.

Что такое клапан двигателя? | Как работает клапан двигателя?

Содержание

• 1 Что такое клапан двигателя?
• 2 Функция моторных клапанов
  • 2. 1 Впускной клапан
  • 2.2 Выпускной клапан
• 3 Рабочий принцип моторного клапана
• 4 Типы клапанов двигателя
  • 4.1 1) Клапан поп -шпон
  • 4.2 2) Клапана Слайв
    • 555). 4.2.1 Преимущества золотникового клапана
  • 4.3 3) Поворотный клапан
    • 4.3.1 Преимущества поворотного клапана
  • 4.4 4) Reed Valve
• 5 Диаграмма синхронизации клапана
• 6 Идеальная или теоретическая диаграмма синхронизации клапана
• 7 Clapt-Carpet. клапаны двигателя используются для?
• 9.2 Какие бывают клапаны двигателя?
• 9.3 Что вызывает повреждение клапанов двигателя?

Что такое клапан двигателя?

Как работает распределительный вал

Пожалуйста, включите JavaScript

Как работает распределительный вал

Клапан двигателя представляет собой механический компонент, который позволяет жидкости течь i в камеру сгорания или цилиндр и из них во время работы двигателя. Клапаны двигателя работают так же, как и другие клапаны (т. е. пропускают или блокируют поток жидкости).

Клапаны двигателя соединены с распределительным валом. Движение распределительного вала регулирует открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Правильная работа распределительного вала обеспечивает правильное открытие и закрытие клапанов.

Функция клапанов двигателя

Головка блока цилиндров обеспечивает безопасность клапанов двигателя. Основной функцией клапана двигателя является подача жидкости в цилиндр и из него . Воздух способствует воспламенению топлива. Вырабатываемая мощность при сгорании топливовоздушной смеси используется для толкания поршня вверх и вниз.

Клапан двигателя бывает двух типов:

Впускной клапан

Впускной клапан используется для подачи топлива в цилиндр. Он обеспечивает правильную подачу топлива в цилиндр двигателя. При его закрытии подача топлива в цилиндр прекращается.

Аустенитная нержавеющая сталь чаще всего используется для изготовления впускных клапанов. Этот материал является жаро- и коррозионностойким материалом. Никель-хромовая легированная сталь также используется для изготовления впускного клапана.

Выпускной клапан

Выпускной клапан также известен как выпускной клапан. Используется для отвода выхлопных газов. Силихромовая сталь обычно используется для изготовления выпускного клапана. Силихромовая сталь представляет собой сплав хрома и кремния.

Клапаны, используемые в автомобильных двигателях, также известны как грибовидные или тарельчатые клапаны. Головка клапана имеет прецизионно отшлифованную поверхность с достаточным зазором для предотвращения образования тонкой кромки.

Угловая поверхность заземляется под углом 30° или 45 ° к головке клапана, чтобы соответствовать углу седла клапана в головке цилиндра. Стопорная канавка фиксатора пружины расположена на конце штока клапана.

Принцип работы клапанов двигателя

Работа клапанов двигателя сильно зависит от движения поршня, коленчатого и распределительного валов. Распределительный вал регулирует открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Клапан двигателя работает следующим образом: 

• На такте всасывания поршень движется от ВМТ к НМТ. Во время этого хода поршень передает свое движение коленчатому валу через шатун.
• Коленчатый вал далее передает свое движение распределительному валу.
• Когда распределительный вал получает движение, он толкает впускной клапан вниз и открывает его. Когда впускной клапан открывается, жидкость начинает поступать в цилиндр. Во время этого процесса выпускной клапан остается закрытым.
• Поршень совершает возвратно-поступательное движение, выполняя такт сжатия, когда жидкость перемещается в соответствии с требованиями.
• Во время такта сжатия распределительный вал снова толкает впускной клапан и закрывает его.
• После сжатия поршень совершает рабочий ход. Во время рабочего такта впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми.
• По завершении рабочего такта поршень перемещается для выполнения такта выпуска. Во время такта выпуска распределительный вал толкает выпускной клапан и открывает его, в то время как впускной клапан остается закрытым.

Подробнее: Работа поршня двигателя

Типы моторных клапанов

Клапан двигателя имеет следующие типы:

1. Клапан Poppet
2. Клапан
98 100069

9008 100069

9008 9008 10006 10006

. клапан также называют грибовидным клапаном. Он известен как тарельчатый клапан из-за его движения вверх и вниз. Этот тип выпускного клапана используется для регулирования времени и количества газа, поступающего в двигатель. Тарельчатый клапан в основном используется в автомобильном двигателе.

Этот тип клапана имеет шток и головку. Как правило, поверхность клапана должна быть совмещена с седлом клапана под углом от от 30° до 45° для идеального уплотнения.

Шток клапана содержит стопорную канавку фиксатора пружины — конец штока касается кулачка, позволяя клапану перемещаться вверх и вниз.

Для выпускного клапана перепад давления используется для уплотнения клапана. Для впускного клапана разница давлений помогает открыть клапан.

Подробнее: Различные типы двигателей

2) Втулочный клапан

Как следует из названия, втулочный клапан представляет собой рукав или трубку, установленную между стенкой цилиндра и поршнем цилиндра двигателя внутреннего сгорания, где он скользит или вращается.

Внутренняя область втулки образует внутреннюю гильзу цилиндра, в которой вращается/скользит поршень. Гильза непрерывно перемещается и вытесняет газ, периодически подгоняя прорезь в гильзе к отверстию, полученному литьем главного цилиндра.

Преимущества золотникового клапана

1. Золотниковый клапан имеет простую конструкцию.
2. Бесшумная работа.
3. Этот тип выпускного клапана не содержит шумных деталей, таких как толкатели, коромысла и кулачки клапанов.
4. Обладают меньшей детонационной способностью.

3) Поворотный клапан

Поворотные клапаны бывают нескольких типов. Клапан дискового типа является одним из самых известных типов поворотных клапанов. Этот клапан содержит вращающийся диск с портом. Когда диск вращается, он попеременно то впускной коллектор, то выпускной коллектор.

Преимущества поворотного клапана

1. Эти клапаны имеют низкую стоимость конструкции.
2. Простая конструкция.
3. Эти клапаны идеально подходят для высокоскоростных двигателей.
4. Они производят очень низкую вибрацию и имеют меньшее напряжение.
5. Работают бесшумно, равномерно и плавно.

4) Пластинчатый клапан

Пластинчатый клапан открывает и закрывает поток жидкости в одном направлении при разном давлении с каждой стороны. Это тип обратного клапана. Имеет механический стержень. Этот стержень шарнирно закреплен на одном конце, закрывая канал и позволяя воздуху или заряду течь только в одном направлении.

Диаграмма фаз газораспределения

Диаграмма фаз газораспределения представляет собой схематическую диаграмму, представляющую точное время закрытия и открытия впускного и выпускного клапанов. Диаграмма фаз газораспределения также показывает движение поршня в цилиндре.

На диаграмме фаз газораспределения ВМТ или верхняя мертвая точка представлена ​​под углом 90 градусов относительно оси x. 270 градусов относительно оси X известны как НМТ или нижняя мертвая точка.

Идеальная или теоретическая диаграмма фаз газораспределения

Идеальная диаграмма фаз газораспределения представляет собой соответствие фаз газораспределения движению поршня.

• Когда поршень достигает ВМТ, распределительный вал толкает впускной клапан и открывает его (IVO). Во время этого процесса выпускной клапан остается закрытым.
• Когда впускной клапан открывается, воздух начинает поступать в цилиндр двигателя.
• Когда поршень достигает НМТ, впускной клапан закрывается (IVC).
• После процесса всасывания поршень выполняет такт сжатия. Во время этого хода поршень сжимает топливно-воздушную смесь в соответствии с требованиями.
• После процесса сжатия поршень перемещается для выполнения рабочего хода. Во время рабочего такта топливо-воздух сгорает, и генерируемая мощность толкает поршень обратно к НМТ.
• Когда поршень достигает НМТ, открывается выпускной клапан (EVO) и выпускаются выхлопные газы.
• Когда поршень возвращается в ВМТ, выпускной клапан закрывается.

Зазор между клапаном и толкателем

В случае верхнего тарельчатого клапана сохраняется небольшой зазор между штоком клапана и коромыслом, а в случае прямого тарельчатого клапана небольшой зазор сохраняется между клапаном шток и толкатель клапана. Этот небольшой зазор известен как Зазор толкателя клапана .

Зазор толкателя клапана позволяет штоку клапана расширяться по мере прогрева двигателя.

Когда двигатель нагревается, клапан не закрывается должным образом без надлежащего зазора, что приводит к потере мощности и подъему клапана. Поэтому лучше иметь больший зазор, чем требуется, что может немного увеличить шум клапанного механизма.

Материалы клапана двигателя

Клапан двигателя является одной из наиболее важных и подвергающихся наибольшей нагрузке частей двигателя внутреннего сгорания. Клапаны должны выдерживать экстремальные давления в камере сгорания, экстремальные температуры и повторяющиеся непрерывные механические и динамические нагрузки двигателя, чтобы обеспечить надежную работу двигателя.

Впускной клапан двигателя внутреннего сгорания имеет пониженную тепловую нагрузку благодаря охлаждающему эффекту воздушно-топливной смеси, протекающей через впускной клапан во время цикла всасывания. Однако выпускной клапан испытывает более высокую тепловую нагрузку, поскольку он расположен на пути выпуска газов во время цикла выпуска.

Во время такта выпуска выпускной клапан открыт и не соприкасается с головкой блока цилиндров. Следовательно, поверхность сгорания имеет меньшую тепловую массу, а способность головки клапана к быстрому изменению температуры увеличивается.

Из-за низкой рабочей температуры впускные клапаны чаще всего изготавливаются из таких материалов, как вольфрамовая сталь, никель или хром. Выпускной клапан выдерживает более высокую температуру и давление, чем впускной клапан. Поэтому для изготовления выпускных клапанов используются кобальт-хромовые сплавы, кремнийхром или нихром.

Поверхности клапана, подвергающиеся воздействию высоких температур, могут быть усилены путем припайки кобальт-хромового сплава стеллита к поверхности клапана.

Tribaloy, сплавы титана и нержавеющей стали являются другими материалами, используемыми в производстве клапанов двигателя.

Покрытия и обработка поверхности также могут использоваться для улучшения механических свойств и износостойкости клапанов двигателя.

Часто задаваемые вопросы Раздел

Для чего используются клапаны двигателя?

Клапаны двигателя бывают двух категорий:

1. Впускной клапан: Этот клапан двигателя используется для всасывания атмосферного воздуха в цилиндр двигателя.
2. Выпускной клапан: Этот клапан используется для выброса выхлопных газов в атмосферу.

Какие существуют типы клапанов двигателя?

Клапаны двигателя бывают следующих типов:

1. Поворотный клапан
2. Тарельчатый клапан
3. Пластинчатый клапан
4. Манжетный клапан

Что вызывает повреждение клапана двигателя?

Прогоревшие клапаны могут быть вызваны многими причинами, но одной из наиболее распространенных причин является игнорирование протекающих уплотнений и направляющих или неспособность устранить другие проблемы с компрессией . Объедините эти проблемы с системой охлаждения или проблемой EGR (рециркуляция отработавших газов), и вы, скорее всего, сожжете клапаны.

Подробнее

1. Различные типы двигателей внутреннего сжигания
2. Типы двигателей внешнего сгорания
3. Типы и работы с лайнером цилиндра
4. . , детали, функции

   Клапанный механизм или клапанный механизм — это часть двигателя внутреннего сгорания, которая управляет работой впускных и выпускных клапанов. есть впускной клапан , который пропускает топливовоздушную смесь в горение. Выпускной клапан позволяет выхлопным газам выходить из камеры сгорания после завершения процесса.

   Читайте: Компоненты автомобильного двигателя

   Сегодня мы рассмотрим определение, компоновку, функции, работу и компоненты клапанного механизма в двигателе внутреннего сгорания.

   Содержание

   • 1 Описание клапанного механизма
   • 2 Функции и принцип работы клапанного механизма
   • 3 Компоненты Valvetrain
     • 3. 1.
   Определение клапанного механизма

   Клапанный механизм — это компонент, предназначенный для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, чтобы воздушно-топливная смесь могла входить и выходить из камеры сгорания в виде газов.

   В настоящее время двигатели проектируются с узлами верхнего распредвала, которые известны как верхний распределительный вал. Он расположен в верхней части двигателя.

   В отличие от тех, в которых распределительный вал расположен ниже в двигателе, а для перемещения узлов клапанов используются толкатели. Эта компоновка клапанного механизма называется «кулачок в блоке».

   В некоторых компоновках клапанного механизма распределительный вал не используется. В нем используются такие технологии, как соленоиды, для управления отдельными клапанами. он известен как Camless.

   Читать Все, что вам нужно знать об автомобильном поршне

   Функции и принцип работы клапанного механизма

   Основными функциями клапанного механизма являются управление открытием и закрытием клапанов. клапанный механизм также регулирует поток воздуха и топлива, которые входят в камеру сгорания и выходят в виде выхлопных газов.

   В работе клапанного механизма распределительный вал играет очень важную роль, поскольку его вращательное движение помогает открывать и закрывать клапаны с помощью кулачков. Хотя есть различные детали, которые помогают клапанному механизму работать.

   В большинстве дизельных двигателей большой мощности используются четыре клапана, то есть в каждом цилиндре по четыре клапана. Два клапана для впуска воздуха/топлива и два для выхлопных газов. Впускные клапаны имеют больший диаметр, чем выпускные клапаны, что обеспечивает больший поток воздуха в цилиндр.

   Выпускные клапаны рассчитаны на более высокие температуры горячих выхлопных газов, чем впускные клапаны. Это связано с тем, что свежий воздух, проходящий через впускные клапаны, поддерживает более низкую температуру.

   Чтобы сохранить клапаны целыми, то есть от прогорания, впускной и выпускной клапаны передают тепло головке блока цилиндров, иначе они сгорят.

   В середине клапана находится форсунка, которая нажимается для впрыска топлива в цилиндр. Что ж, синхронизация открытия и закрытия клапана невероятно точна, что делает его работу эффективной.

   В новых двигателях электрические сигналы используются для управления форсункой вместо механического клапана. Этот процесс еще точнее.

   Видео ниже объясняет работу клапана tr ain:

   Читать: Как работает автомобильный двигатель

   Компоненты клапанного механизма

   Ниже приведены различные компоненты, которые помогают работе клапанного механизма:

   Распределительный вал:

   Функция распределительного вала заключается в управлении синхронизацией и подъеме профиля открытия клапана. Это достигается за счет выступа кулачка на вращающемся валу.

   Распределительный вал приводится в движение коленчатым валом и вращается с половинной скоростью коленчатого вала в случае четырехтактного двигателя.

   Присоединяйтесь к нашему информационному бюллетеню

   Коленчатый вал передает движение распределительному валу с помощью металлической цепи привода ГРМ или чаще всего резинового ремня привода ГРМ. Также можно использовать набор шестерен.

   Толкатель:

   Толкатель представляет собой длинный тонкий металлический стержень, который используется в двигателях с верхним расположением клапанов. Он также используется для передачи движения от распределительного вала в блоке двигателя к клапанам в головке блока цилиндров.

   На нижнем конце толкателя имеется подъемник, который соприкасается с распределительным валом. Кулачок распределительного вала перемещает подъемник вверх, который перемещает толкатель. Верхний конец толкателя дополнительно давит на коромысло, которое открывает клапан.

   Коромысел/тарельчатый толкатель:

   Конструкция двигателя определяет, каким образом клапан будет приводиться в действие: коромыслом, пальцем или тарельчатым толкателем. В двигателях с верхним расположением распределительных валов используются тарельчатые толкатели или пальцы, с которыми соприкасаются кулачки кулачков.

   Коромысел используются в двигателях с верхним расположением клапанов, которые приводятся в действие толкателем и вращаются на валу. Он также может поворачиваться на отдельных шаровых шпильках, что помогает приводить в действие клапаны.

   Клапаны:

   Клапан, используемый в большинстве современных двигателей, называется тарельчатым. Некоторые клапаны, такие как золотниковые клапаны, золотниковые клапаны и поворотные клапаны, также иногда рассматриваются.

   Обычно тарельчатые клапаны открываются кулачком распределительного вала или коромыслом. Он закрывается спиральной пружиной, называемой клапанной пружиной.

   Ниже приведена схема газораспределительного механизма:

   Прочтите: Понимание работы маховика

   Вот и все для этой статьи «Автомобильный газораспределительный механизм».