Автомобильный клапан: Автомобильный клапан — все, что нужно знать о нем

alexxlabОпубликовано

Автомобильный клапан — все, что нужно знать о нем

Автомобильный клапан является чрезвычайно важным элементом нашего транспортного средства. Он обеспечивает поддержание надлежащего давления в шинах, что влияет на правильные ходовые качества. Поврежденный клапан может терять 0,7 бар в неделю, что может иметь ужасное влияние на нашу безопасность на дороге. Ознакомьтесь со статьей и узнайте больше об автомобильном клапане.


Клапан — что это?

Клапан — это название пневматического клапана одностороннего действия, используемого для поддержания давления и обеспечения возможности регулирования в закрытых резервуарах — мы имеем в виду, конечно, камеры и шины транспортных средств. Стоит знать, что обычно используются три типа клапанов, которые отличаются в деталях принципом работы и размерами.

Виды клапанов – классификация

Большинство автомобилей имеют клапан Шредера, широко известный как американский клапан. Более того, клапан Schrader также используется в велосипедных камерах, но большой диаметр клапана по сравнению, например, с клапаном Presta означает, что это решение не используется в узких или дешевых ободах, потому что большее отверстие в ободе ослабляет его структуру.

Другими типами являются клапаны Dunlop и Presta. Первая до 1990 года практически полностью освоила польский рынок велосипедных камер — отсюда и термин велосипедный клапан. Самым большим преимуществом этого клапана является его простая конструкция, устойчивая к повреждениям во время перекачки.

Клапан Presta чаще всего используется в камерах велосипедов и ободах бескамерных велосипедов. Он имеет наименьший диаметр среди трех клапанов, поэтому доминирует в профессиональных и любительских велосипедах, где упор делается на прочность колеса — большее отверстие обода ослабляет его конструкцию.

Что такое скрытые клапаны?

Знакомясь с тематикой автомобильных клапанов, следует упомянуть скрытые клапаны, т. е. скрытые клапаны. Они набирают все большую популярность на рынке. Большим преимуществом такого решения является то, что ниппель не выступает за край шины.

Скрытые клапаны немного дороже и требуют больше замены, но они повышают защиту от разрыва или преждевременного повреждения во время движения.

Как часто нужно менять клапан автомобиля?

В целях собственной безопасности операцию по замене клапанов автомобиля следует повторять при каждой сезонной замене шин. По сути, каждый вулканизатор должен включать эту услугу в рамках замены шин. Даже если у вас есть комплект запасных колес, замена клапанов не составит труда.

Различные модели, конечно, доступны. Самые прочные клапаны – металлические (армированные), которые можно свободно заменять раз в два сезона, резиновые аналоги лучше менять раз в полгода.

Конструкция клапана

Возьмем клапан Шредера для обоев, потому что именно он чаще всего используется в наших автомобилях. Клапан выполнен в виде металлической трубки с внутренней и внешней резьбой.

Внутри находится сменный сердечник с двумя уплотнениями и пружиной, которая должна поджимать клапан. Интересно, что единственная часть, которая видна снаружи этого механизма, это игла клапана, расположенная по центру в отверстии, при нажатии на которую клапан открывается.

Пример описания компонентов, входящих в состав клапана Шредера. Это:

    шпиль,
    сердечник (в него входят уплотнения и пружина),
    трубка с металлической резьбой снаружи,
    защитная накладка.

Замена клапана в машине

Что касается возможных затрат – замена клапана не связана с большими расходами. На рынке доступны различные модели клапанов. Качество, способ изготовления или качество изготовления влияют на срок службы клапана.

Лучшее время для замены автомобильного клапана — это замена шин. Все предлагают такую ​​услугу вместе с сезонной сменой шин. На рынке представлены различные типы клапанов.

Среди прочего, резиновые клапаны, которые следует заменять каждые два месяца, или металлические заменители, срок службы которых намного больше, потому что мы можем легко заменить их через два сезона.

Помните, что клапаны различаются по размеру и назначению.

Клапан поврежден

При эксплуатации колес могут быть повреждены как шина, так и ниппель. Во время движения клапан находится под давлением, которое может отклоняться до тридцати градусов. Это приводит к потере герметичности шины — и стоит добавить, что даже минимальная деформация может повлиять на падение давления в шине.

В результате низкий уровень давления может повлиять на тормозной путь или даже привести к взрыву шины. Обратите внимание на время работы шины, которая в случае такого повреждения может значительно укоротиться и потребуется замена шин.

 

Колпачки клапанов

Крышки автомобильных клапанов являются важным элементом, который также часто устаревает. Помните, что именно они предотвращают отложение грязи на всей шине во время эксплуатации.

В противном случае может возникнуть ситуация, при которой клапан клапана заблокируется и потеряет герметичность, что, конечно же, отразится на качестве вождения и нашей безопасности.

Что делать, если мы подозреваем, что машина работала без колпачков, и мы подозреваем, что компрессор будет закачивать грязь в отверстие клапана, пока накачивают шины? Перед включением компрессора спустите воздух.

Это решение не гарантирует успеха — многое зависит от количества грязи — многое зависит от количества грязи, осевшей на стенке клапана.

Вы потеряли крышку клапана?

Если вы ходили без колпачков или колпачков клапанов автомобиля и опасаетесь, что компрессор затолкнет туда грязь, перед включением компрессора необходимо стравить немного воздуха.

Для этого слегка нажмите на клапан твердым предметом, пока не услышите шипение воздуха. Повторите несколько раз. Этот метод полезен, но не гарантирует успеха. Это зависит в основном от количества скопившейся грязи.

Автор: Илья Васильев

Поделиться в соцсетях:

Автомобильный двигатель без распределительного вала

В схеме газораспределительного механизма Архангельского имеется центробежный регулятор, сдвигающий моменты открытия и закрытия клапанов в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

Клапан Архангельского открывается при срабатывании электромагнита и закрывается возвратной пружиной.

Использование для перемещения клапана двух электромагнитов позволяет избавиться от возвратных пружин.

В новой конструкции газораспределительного механизма привод расположен сбоку от блока цилиндров. Применение длинных соленоидов увеличивает ход клапанов, позволяет его регулировать в широких пределах.

‹

›

Открыть в полном размере

Исторически сложилось так, что отечественное автомобилестроение развивалось в попытках догнать западных коллег. По-настоящему оригинальные модели (к ним относится, скажем, “Победа”) можно пересчитать по пальцам. И все же интересные разработки, внедрение которых позволило бы нашим автомобилестроителям успешно конкурировать с зарубежными, появляются. Предлагаем вниманию читателей рассказ о необычном механизме, предложенном доцентом кафедры “Электротехника и электрооборудование” Московского автомобильно-дорожного института (Государственного технического университета) Д. А. Сосниным. Устройство позволяет отказаться от применения в двигателе привычного распределительного вала и в то же время гибко управлять фазами газораспределения и величиной хода клапанов.

ТАМ, ГДЕ ЭЛЕКТРОНИКА ПАСУЕТ

Любой автомобилестроитель стремится к тому, чтобы двигатели внутреннего сгорания (ДВС) на его машинах работали в оптимальном режиме: обеспечивали максимальную мощность, равномерность крутящего момента, минимальный расход топлива, наименьшую токсичность выхлопных газов. Однако пока этого никому не удалось добиться в полной мере, поскольку улучшение одних характеристик приводит к ухудшению других. В последнее время, правда, достигнут существенный прогресс благодаря применению автоматизированного управления работой двигателя с широким использованием электроники.

При составлении программы для системы управления двигатель на специальном испытательном стенде вводят в устойчивый режим работы и последовательно корректируют все параметры так, чтобы для данного режима они обеспечивали наилучшие выходные характеристики. То же проделывают при других режимах. Результаты записывают в постоянную память электронного блока в виде многомерной диаграммы, с помощью которой в дальнейшем формируются управляющие сигналы по каждому из параметров.

Например, в комплексной электронной системе “Motronic” (ФРГ), которая управляет впрыском топлива и зажиганием, пять таких диаграмм: для корректировки угла опережения зажигания, времени впрыска топлива, положения клапана рециркуляции (устройства, возвращающего часть выхлопных газов в цилиндр для лучшего дожигания топлива), времени накопления энергии в катушке зажигания и положения дроссельной заслонки. В качестве входных параметров в этой системе используются частота вращения коленчатого вала, крутящий момент и температура двигателя, а также напряжение аккумуляторной батареи. На выходе контролируют соответствие оборотов двигателя крутящему моменту и содержание окиси углерода в выхлопных газах.

К сожалению, в автомобиле есть система, которая не поддается регулированию даже самой изощренной автомобильной электроникой. Это газораспределительный механизм с жесткой кинематической связью между коленчатым и распределительным валами.

Специалисты считают, что классический двигатель достаточно совершенен и если иногда плохо работает, то лишь потому, что “задыхается от собственного выхлопа”; стоит дать двигателю побольше кислорода, позволить “дышать полной грудью”, и ему не будет альтернативы.

Помочь двигателю можно, если бы удалось сдвигать моменты открытия и закрытия клапанов, в первую очередь впускных. Вспоминается, как еще в начале 70-х годов прошлого века автогонщики прибалтийских

республик выигрывали состязания, добиваясь частоты вращения коленчатого вала до 3000 об/мин на холостом ходу и до 8000 об/мин на полном газу. Впоследствии выяснилось, что они раздобыли шаблон распределительного вала, наплавляли кулачки и затем вручную доводили их форму. С такими распредвалами двигатели выдавали высокие характеристики (мощность и крутящий момент), но только на больших оборотах. Для спортивных машин это хорошо, но для “частных” — неприемлемо. Тем не менее такой факт говорит о заметной роли запаздывания или опережения фазы клапанов.

Как же заставить клапан открываться и закрываться в тот момент, который соответствует оптимальной работе двигателя? Ясно, что нужно управлять фазами газораспределения в зависимости от частоты вращения, положения и нагрузки коленчатого вала. Традиционный кулачковый распредвал не позволяет решить эту задачу.

В небольших пределах соотношение фаз газораспределения можно регулировать с помощью механических, электромеханических, гидравлических, пневматических приводов клапанов. Но наиболее перспективным считается электромагнитный привод, управляемый электроникой. С его помощью можно не только оптимизировать работу двигателя, но и расширить его функциональные возможности. Так, четырехцилиндровый двигатель при изменении порядка срабатывания клапанов можно заставить действовать как двух- или трехцилиндровый; он более равномерно работает при переменных нагрузках, потребляет меньше топлива на максимальных оборотах при заданной мощности. Не будет у такого двигателя проблем с изменением направления вращения коленчатого вала.

На первый взгляд все выглядит очень просто, но почему-то на автомобилях электромагнитные клапана пока встречаются только в экспериментальных разработках.

КЛАПАН АРХАНГЕЛЬСКОГО

Попытку реализовать идею электромагнитного клапана с гибким управлением предпринял в середине XX века профессор МАДИ В. М. Архангельский. Включение и выключение электромагнитов происходило при замыкании и размыкании контактов, связанных с кулачками распределительного вала. На место клапан возвращался пружиной.

В схеме Архангельского был предусмотрен центробежный регулятор на распределительном валу. При изменении частоты вращения он смещал положение кулачков и вызывал опережение открывания и закрывания клапанов. Таким образом, регулятор играл роль обратной связи. Это позволяло обходиться без программного управления, которого, кстати, тогда и не могло быть.

К сожалению, несмотря на изящество схемы, работоспособную конструкцию создать не удалось. Дело в том, что клапан должен быстро срабатывать и надежно закрываться, а поэтому требуется возвратная пружина с большой жесткостью. Соответственно нужен мощный электромагнит, который потребляет значительный ток из бортовой сети автомобиля. В те времена не было мощных полупроводниковых вентилей и металлические контакты при коммутации больших токов быстро выгорали. Наконец, при закрытии клапана возвратной пружиной происходил сильный удар головки клапана о гнездо, что вызывало шум при работе газораспределительного механизма и вело к частым поломкам клапанов.

ОДИН ХОРОШО, А ДВА ЛУЧШЕ

Избавиться от многих недостатков, присущих клапану Архангельского, можно, если вместо одного электромагнита поставить два — открывающий и закрывающий. Подобная схема была разработана одним из студентов Тольяттинского государственного университета в дипломном проекте под руководством доктора технических наук профессора В. В. Ивашина.

В данном варианте конструкции пружины не нужны, и поэтому электромагниты могут быть меньших размеров и мощности — ведь большой ток потребляется лишь при закрывании и открывании клапанов, а для их удержания достаточна сила тока в десять раз меньше.

Но главное, теперь можно обойтись совсем без распределительного вала, поскольку задавать время срабатывания и силу тока через обмотку электромагнита может программируемый контроллер — электронное устройство, обычно на микропроцессоре, управляющее работой двигателя и других систем автомобиля.

В НАМИ под руководством кандидата технических наук А. Н. Терехина начали проводить исследовательские и конструкторские разработки газораспределительного механизма с электромагнитным приводом клапанов на базе двигателя М-412. В результате был создан действующий макет газораспределительного механизма с двухсторонними электромагнитами на восьми клапанах. Но с начала 1990-х годов финансирование прекратилось, и перспективная разработка затерялась в архивах.

Несколько лет назад работы над новым газораспределительным механизмом были возобновлены на Волжском автозаводе под руководством главного конструктора АвтоВАЗа П. М. Прусова. Так, среди тем Всероссийского конкурса “Русский автомобиль” (см. “Наука и жизнь” № 12, 2002 г.) была объявлена “Разработка системы электромагнитного привода газораспределительных клапанов для 16-клапанного двигателя ВАЗ”. На конкурс были представлены два проекта, но оба совсем “не по делу”, и их даже не стали рассматривать.

Тем временем над усовершенствованием электромагнитного привода клапанов начали работать японские, американские и (с наибольшим успехом) немецкие автомобилестроители. Уже в 2002 году компания БМВ приступила к испытаниям на реальном 16-клапанном двигателе газораспределительного механизма с электромагнитным приводом всех клапанов.

КОНКУРЕНТОСПОСОБНАЯ КОНСТРУКЦИЯ

Тогда же к разработке электромагнитных газораспределительных клапанов приступили на кафедре “Электротехника и электрооборудование” МАДИ (ГТУ).

Хотя на Западе нас не признавали конкурентами: мол, “отстали на 10 миль” (на жаргоне автогонщиков так говорят об отставших на два круга, что означает — слабаки), однако автором запатентована конструкция, которая решает большинство проблем, присущих электромагнитным приводам.

В ней вместо громоздких электромагнитов, установленных над клапанами, применены длинные соленоиды. Торможение сердечника в длинном соленоиде реализуется не жесткими упорами, а краевыми магнитными полями, и работа привода становится бесшумной. Кроме того, ход клапана может быть сколь угодно большим и регулируемым. Возвратно-поступательное движение от электромагнита к клапану передается через штангу и качающееся коромысло. Благодаря этому привод можно устанавливать не над блоком цилиндров, а на его боковой поверхности. В результате значительно уменьшается высота двигателя, а для охлаждения и смазки деталей привода используются штатные системы автомобиля.

Теперь дело за моторостроителями. Если удастся воплотить идею в металле, в России появится приемистый и экономичный автомобиль, который к тому же будет удовлетворять самым жестким требованиям по чистоте выхлопа.

Racing Engine Valves, Inc > Каталог