Как устроен клапанный механизм: Страница не найдена — Techautoport.ru

Клапанный механизм

16.05.2010

Краткий обзор типов клапанного механизма

Воздух и топливо входят в камеру сгорания, а отработавшие газы покидают ее через порты клапанов. Клапаны, расположенные в портах камеры сгорания, открываются и закрываются, позволяя обеспечивать прохождение воздушно-топливной смеси/отработавших газов или герметизировать камеру сгорания. Для правильной работы двигателя клапаны должны открываться и закрываться в правильные моменты времени. Фазы газораспределения (моменты открывания или закрывания клапанов) задаются распределительным валом, воздействующим на клапанный механизм.

В автомобильных двигателях используются два основных типа клапанного механизма. Это -клапанный механизм с верхним расположением клапанов (OHV) и клапанный механизм с верхним расположением распределительного вала (ОНС). В клапанном механизме OHV используется один распределительный вал, центрально расположенный в блоке цилиндров. Кулачки распределительного вала посредством группы взаимосвязанных механических элементов управляют моментами открывания и закрывания клапанов, расположенных в головке цилиндров.

Клапанный механизм ОНС использует один или несколько распределительных валов, установленных прямо на головке цилиндров над клапанами. Моменты открывания и закрывания клапанов задаются кулачками распределительного вала (валов).
 
Клапанный механизм со штангами толкателей (OHV)

Двигатели со штангами толкателей, также известные как двигатели с верхним расположением клапанов (OHV), имеют один распределительный вал, расположенный в блоке цилиндров. Клапаны располагаются в головке цилиндров над камерой сгорания. Клапаны открываются и закрываются в результате воздействия кулачков распределительного вала на толкатели, штанги толкателей и клапанные рычаги («коромысла»).

Основные элементы клапанного механизма OHV — это:
•    Головка цилиндров
•    Клапаны

•    Седла клапанов
•    Направляющие втулки клапанов
•    Клапанные пружины
•    Распределительный вал
•    Штанги толкателей
•    Толкатели
•    Клапанные рычаги
•    Привод распределительного вала
•    Привод клапана с верхним расположением

Двигатели имеют каналы, которые пропускают воздушно-топливную смесь в цилиндры и выпускают отработавшие газы, образующиеся после сгорания смеси. Эти каналы, называемые портами клапанов, очень плотно герметизируются на протяжении четырехтактного цикла. Клапаны должны открывать и закрывать порты в точные моменты времени.

Когда распределительный вал вращается, кулачок воздействует на толкатель. Толкатель нажимает на штангу толкателя, которая толкает вверх один из концов клапанного рычага. Другой конец клапанного рычага надавливает на шток клапана и заставляет клапан преодолевать усилие пружины и открываться. После того как кулачок проходит толкатель, клапанная пружина воздействует на клапан, и далее на клапанный рычаг, штангу толкателя и толкатель. Когда кулачок поворачивается достаточно далеко, клапан плотно закрывается в седле клапана.

Привод распределительного вала

В двигателях ОНС распределительный вал (ы) располагается в головке цилиндров.

Преимущества верхнего распределительного вала заключаются в следующем:

•    Меньшее количество элементов в клапанном механизме
•    Более высокая точность и прямой привод клапанов
•    Уменьшение потерь на трение

Один распределительный вал с верхним расположением (SOHC)

Двигатели SOHC обычно имеют по два клапана на цилиндр. В двигателях SOHC используются толкатели роликового типа, которые располагаются под распределительным валом, или клапанные рычаги, которые находятся над распределительным валом.

Два распределительных вала с верхним расположением (DOHC)

В двигателе DOHC работа по открыванию клапанов распределяется между двумя распределительными валами. В двигателях DOHC обычно имеется по четыре клапана на цилиндр. Большее количество клапанов на цилиндр позволяет более эффективно впускать воздушно-топливную смесь на ходе впуска и выпускать отработавшие газы на ходе выпуска.

В двигателях DOHC для воздействия на клапаны используются или толкатели роликового типа или механические толкатели прямого действия.

Привод распределительного вала

Задача газораспределительного механизма заключается в координации впуска воздушно-топливной смеси и выталкивания отработавших газов при возвратно-поступательном перемещении поршня. Это выполняется посредством синхронизации вращения коленчатого вала с распределительным валом (ами). Т.к. коленчатый вал выполняет два оборота на каждый цикл сгорания, а распределительный вал делает только один оборот, передаточное число всегда должно быть равно 2:1. Моменты открывания и закрывания клапанов обозначаются в градусах поворота коленчатого вала. Имеются различные варианты привода распределительного вала. В качестве привода клапанного механизма (а точнее, распределительного вала) могут использоваться:

•    Зубчатые колеса
•    Цепь
•    Ремень

Головка цилиндров для клапанного механизма со штангами толкателей (OHV)

Головка цилиндров крепится болтами сверху на блоке цилиндров и образует «крышу» камеры сгорания. Головка цилиндров:
•    уплотняет верхние зоны цилиндров.
•    размещает свечи зажигания.
•    размещает седла клапанов, направляющие втулки клапанов и порты для впускных и выпускных клапанов.
•    размещает клапанный механизм.
•    имеет опорные поверхности для установки впускного и выпускного коллекторов.

Как и блок цилиндров, головка цилиндров изготавливается из чугуна или алюминиевого сплава. Впускной и выпускной коллекторы крепятся к головке цилиндров напротив портов клапанов. Большинство двигателей V-6 или V-8 имеют по две головки цилиндров — по одной для каждого ряда цилиндров. Верхняя часть головки цилиндров изготавливается таким образом, чтобы на ней можно было установить клапанные рычаги или другие элементы клапанного механизма.

Прокладка головки цилиндров

Прокладка головки цилиндров обеспечивает газо- и водонепроницаемость стыка между головкой цилиндров и блоком цилиндров. Кроме того, прокладка головки цилиндров компенсирует любые незначительные неровности, имеющиеся на сопрягаемых поверхностях. По этой причине прокладка головки цилиндров должна изготавливаться из достаточно податливого материала.

Болты головки цилиндров

Болты крепления головки цилиндров надежно фиксируют головку цилиндров относительно блока цилиндров. Имеются два типа болтов крепления головки цилиндров: обычные и «с затяжкой до предела текучести». Обычные болты затягиваются поэтапно с использованием динамометрического ключа с постепенным увеличением момента затяжки. Болты с затяжкой до предела текучести также затягиваются с последовательным постепенным увеличением момента затяжки. Однако, заключительная стадия — это затяжка болтов на заданный угол, используя угломер. На этой заключительной стадии резьба слегка деформируется, что способствует созданию большей «несущей способности» болта. Вследствие деформирования резьбы болтов крепления головки цилиндров в процессе затягивания, болты с затяжкой до предела текучести можно повторно использовать только в том случае, когда это разрешено изготовителем автомобиля.

Клапаны

Клапан имеет круглую головку с конической поверхностью (фаской), которая уплотняется в седле в головке цилиндров. Вследствие конструкции клапана, имеющей шток и головку, такой клапан иногда называется тарельчатым клапаном.

Головка клапана — это больший по диаметру конец клапана, который герметизирует порт клапана. Поверхность головки цилиндров, относительно которой клапан обеспечивает уплотнение, называется седлом клапана. Головка клапана имеет механически обработанную поверхность, называемую посадочной фаской или рабочей (уплотняющей) поверхностью клапана. Посадочная фаска клапана — это место контакта между клапаном и седлом клапана. И посадочная фаска клапана и седло клапана должны быть механически обработаны таким образом, чтобы образовать герметичное уплотнение при закрытом положении клапана. Полный контакт между клапаном и седлом клапана необходим для того, чтобы отводить тепло от рабочей поверхности клапана в головку цилиндров. «Стойкость клапана» определяется толщиной головки клапана.

Седло клапана

Седло клапана — это зона контакта головки цилиндров с посадочной фаской клапана, когда клапан находится в закрытом положении. Седла имеются и у впускных и у выпускных клапанов. Зона седла клапана должна быть достаточно твердой, чтобы постоянно противостоять ударам, т.к. клапан открывается и закрывается достаточно быстро. Седло также должно быть способно обеспечивать теплопередачу, чтобы клапан не перегревался и не деформировался. Поскольку отработавшие газы коррозионно агрессивны, седла выпускных клапанов должны быть устойчивыми к воздействию коррозии. Вставное седло клапана запрессовывается в головку цилиндров. Эта вставка изготавливается из материала, отличного от материала головки цилиндров и имеющего необходимую твердость, тепловые и противокоррозионные свойства.

Шток клапана

Шток клапана — это длинная, узкая часть, расположенная над головкой. Шток клапана имеет канавку на конце, которая используется для закрепления клапана в головке цилиндров посредством сухарей. На конце штока клапана устанавливается клапанная пружина. Пружина сжимается в требуемом положении на штоке клапана посредством того, что снизу она опирается на поверхность гнезда пружины в головке цилиндров, а сверху фиксируется в требуемом положении на верхней части штока клапана посредством тарелки и сухарей. Тарелка и сухари удерживаются в требуемом положении постоянным давлением на них со стороны пружины и фиксируются в канавке штока клапана, таким образом обеспечивая постоянное стремление клапана в закрытое положение. Шток клапана проходит через направляющую втулку клапана, которая также удерживает клапан в требуемом положении в головке цилиндров.

Направляющие втулки клапанов

Направляющие втулки клапанов обеспечивают точность посадки клапанов в головке цилиндров. Они позволяют штокам клапанов проходить через камеру сгорания к верхней зоне головки цилиндров, в которой устанавливаются клапанные пружины. Некоторые направляющие втулки клапанов являются неотъемлемой частью отливки головки цилиндров. Другие направляющие втулки клапанов представляют собой вставки из «мягкого» сплава, которые изготавливаются отдельно и затем запрессовываются в головку цилиндров. Радиальный зазор между направляющей втулкой клапана и штоком клапана минимален. Он точно рассчитывается только для обеспечения достаточного пространства для смазки и свободного возвратно-поступательного перемещения штока.

Конструкции, в которых на один цилиндр приходится три или четыре клапана, используются потому, что «многоклапанная» схема более точна и эффективна. В трех клапанной конструкции обычно используются два клапана для впуска и один клапан для выпуска. В четырех-клапанной конструкции используются по два клапана для впуска и выпуска.

Клапанный зазор

Когда клапан перемещается в закрытое положение, он должен плотно сесть в седле клапана. Чтобы выполнить это, не должно быть никакого давления на шток клапана. На некоторых двигателях создается небольшое пространство между кончиком штока клапана и приводом (клапанным рычагом, толкателем, гидравлическим толкателем). Это пространство называется клапанным зазором. Клапанный зазор должен быть точно отрегулирован, чтобы избежать повышенного шума и обеспечить надежную работу. Если клапанный зазор слишком велик, двигатель работает шумно. Если клапанный зазор отсутствует, клапан не способен плотно сесть в седле клапана. Отработавшие газы смогут проходить через седло клапана и в конечном счете прожечь отверстие в клапане в месте протечки. В некоторых двигателях клапанный зазор поддерживается механическими мерами, такими как установка регулировочной прокладки.

Конструкции с механической регулировкой зазора могут требовать периодических регулировок. В некоторых двигателях клапанный зазор поддерживается автоматически посредством гидравлических устройств. Гидравлическое устройство (толкатели различной конструкции) удлиняется под воздействием гидравлического давления масла, что позволяет обеспечить постоянный контакт с кончиком штока клапана. При закрывании клапана давление масла сбрасывается, позволяя клапану плотно сесть в седло клапана (закрыться).

Клапанные пружины

Клапанная пружина отвечает за плотность посадки клапана в седле клапана при закрытии клапана. Пружина устанавливается в верхней зоне головки цилиндров вокруг штока клапана. Верхние и нижние тарелки предотвращают износ пружины и удерживают ее на месте. Сухари клапана, устанавливаемые в верхнюю тарелку пружины, фиксируются в канавке штока клапана и удерживают все перечисленные элементы в требуемом положении.

Усилие пружины

Клапанная пружина должна быть способна создавать усилие, достаточное, чтобы удерживать клапан в седле клапана плотно закрытым. Кроме того, клапанные пружины должны удерживать все элементы клапанного механизма в контакте друг с другом, т.к. двигатель работает с высокой частотой вращения. В то же самое время, клапанная пружина не должна создавать слишком большое усилие, т.к. это вызовет преждевременный износ элементов. Поэтому клапанные пружины рассчитываются на создание вполне определенного усилия, отвечающего конкретной конструкции двигателя.

Рабочая высота пружины

Рабочая высота — это длина пружины, когда она установлена в головку цилиндров, а клапан полностью закрыт.

Распределительный вал

Распределительный вал управляет фазами газораспределения клапанов (моментами открывания и закрывания клапанов).

Распределительный вал приводится в движение коленчатым валом посредством зубчатой передачи, цепного или ременного привода.

Распределительный вал вращается с частотой вращения, равной половине частоты вращения коленчатого вала, что позволяет обеспечивать правильное газораспределение в четырех тактах сгорания. Открывание и закрывание клапанов выполняется кулачками, расположенными на распределительном вале. Каждому клапану двигателя, независимо от конструкции последнего, соответствует свой собственный кулачок на распределительном вале. В зависимости от конструкции двигателя в нем может иметься только один или несколько распределительных валов.

Подъем клапана

Высота подъема клапана — это расстояние, на которое приподнимается клапан над седлом клапана при полном открывании клапана. Высота подъема клапана задается высотой кулачка и конструкцией клапанного механизма. Клапан должен приподниматься настолько, чтобы позволить воздушно-топливной смеси свободно входить в цилиндр, а отработавшим газам свободно вытекать из цилиндра, и при этом клапан не должен сталкиваться с поршнем, а пружина не должна заедать.

Продолжительность открытого состояния клапана

Продолжительность открытого состояния клапана -это отрезок времени, в течение которого кулачок распределительного вала удерживает клапан открытым. Продолжительность измеряется в градусах поворота распределительного вала и задается формой кулачка. Изменение продолжительности воздействует на рабочие характеристики двигателя, определяя, какой крутящий момент и мощность генерируются при данной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Перекрытие клапанов

Перекрытие клапанов -это состояние, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно.

Перекрытие клапанов обычно имеет место в последней части хода выпуска четырехтактного цикла. Чтобы обеспечить хорошее прохождение воздушного потока в цилиндр на ходе впуска, впускной клапан должен начать открываться раньше, чем закончится ход выпуска.

Перекрытие клапанов задается расположением кулачков на распределительном вале. Перекрытие клапанов измеряется в градусах поворота распределительного вала. Изменение перекрытия клапанов оказывает влияние на рабочие характеристики двигателя.

Клапанный механизм с верхним расположением клапанов

В двигателе OHV, в котором распределительный вал устанавливается ниже клапанов в блоке цилиндров, для приведения в движение цепи газораспределительного механизма, которая вращает звездочку распределительного вала, используется звездочка коленчатого вала.

Штанги толкателей

В двигателе OHV штанги толкателей передают движение на подъем от распределительного вала и толкателей к клапанам. Штанги толкателей изготавливаются из жесткой стальной трубы и имеют на концах чашеобразные или шаровые головки. На некоторых двигателях используются штанги толкателей с изменяющейся длиной, что позволяет обеспечить первичную регулировку зазора с помощью гидравлических толкателей.

Клапанные рычаги

Клапанный рычаг передает движение от штанги толкателя или распределительного вала к клапану, полностью изменяя направление перемещения. Ось для клапанного рычага проходит через сам рычаг (высверливается отверстие для оси), поэтому клапанный рычаг может качаться на оси такого клапанного рычага.

Толкатели клапанов

Толкатели клапанов передают движение подъема от кулачков к штокам клапанов. Толкатель предохраняет шток клапана от бокового давления. Толкатели могут быть жесткими или иметь гидравлический привод. Кроме того, толкатели могут иметь или плоскую контактную поверхность или роликовый механизм, позволяющий уменьшить трение.

Жесткий толкатель клапана

Жесткий толкатель клапана передает движение от кулачка к клапану. Жесткий толкатель — это цельный элемент, не имеющий никаких движущихся частей. Двигатели, оснащенные жесткими толкателями, требуют выполнения периодических регулировок, позволяющих уменьшить износ клапанного механизма и устранить шум.

Гидравлические толкатели клапанов

Гидравлические толкатели не только передают движение, но также могут компенсировать изменения величины клапанного зазора. Гидравлический толкатель — это гидравлический цилиндр, который регулирует величину клапанного зазора, используя давление моторного масла и усилие, создаваемое внутренней пружиной.

Роликовые толкатели и толкатели с плоской рабочей поверхностью

Распределительный вал, воздействуя на плоскую поверхность толкателя, создает трение. Чтобы уменьшить трение, некоторые толкатели имеют ролик, встроенный в зону контактной поверхности толкателя. Распределительный вал контактирует с роликом, а не с плоской поверхностью (причиной трения). Клапанный рычаг с роликом аналогичен клапанному рычагу и имеет то же самое преимущество, что и роликовый толкатель. Один конец клапанного рычага с роликом подпирается толкателем, который управляет регулировкой зазора. Другой конец клапанного рычага с роликом воздействует на клапан по мере того, как распределительный вал «наезжает» на ролик.

Толкатели клапанов при верхнем расположении распределительного вала (ОНС)

Английский термин «cam follower» — это другой термин для обозначения механического толкателя клапана («mechanical lifter»). Обратитесь к гл. «Толкатели клапанов».

Жесткие толкатели клапанов «поршневого типа»

Жесткие толкатели клапанов, так называемого, «поршневого типа», используемые в двигателях ОНС и DOHC, предлагают способ корректировки клапанного зазора. Регулировочные прокладки различной толщины позволяют изменять зазор между распределительным валом и толкателем.

Гидравлические компенсаторы клапанных зазоров при верхнем расположении распределительного вала (ОНС)

Гидравлический компенсатор клапанного зазора -это вариант гидравлического толкателя для двигателя ОНС. На многих двигателях ОНС клапанные зазоры регулируются автоматически гидравлическими компенсаторами клапанных зазоров. Гидравлические компенсаторы клапанных зазоров устраняют потребность в ручной регулировке клапанов. Гидравлический компенсатор клапанного зазора «поршневого типа» располагается между верхушкой штока клапана и распределительным валом. В этой конструкции распределительный вал контактирует непосредственно с верхней поверхностью регулятора зазора.

Гидравлические компенсаоры клапанных зазоров, установленные в клапанных рычагах

Гидравлические компенсаторы клапанных зазоров, установленные в клапанных рычагах, во многом работают подобно гидравлическому компенсатору зазора «поршневого типа», за исключением того, что они находятся в контакте с клапанными рычагами, а не с распределительным валом.

Гидравлический компенсатор зазора, установленный в клапанном рычаге, не имеет корпуса регулятора, но шариковый клапан, плунжер и внутренний корпус работают также, как и в гидравлическом компенсаторе зазора «поршневого типа», что позволяет поддерживать нулевой клапанный зазор.

Привод распределительного вала с верхним расположением

Чтобы приводить в движение распределительный вал (ы), шкив или звездочка на конце коленчатого вала приводит в движение ремень или цепь газораспределительного механизма, который (ая), в свою очередь, приводит во вращение шкив (ы) или звездочку (и) распределительного вала (ов). Шкивы или звездочки распределительных валов, имеющие кинематическую связь с цепью или ремнем, затем приводят во вращение каждый распределительный вал. Шкив зубчатого ремня газораспределительного механизма, расположенный на коленчатом вале, имеет количество зубьев, равное половине количества зубьев на шкивах распределительных валов, поэтому распределительные валы совершают один оборот на каждые два оборота коленчатого вала. Привод распределительного вала типа ОНС также включает в себя натяжной шкив (натяжитель) и пружину натяжителя или гидравлический автоматический натяжитель, которые обеспечивают натяжение цепи или ремня газораспределительного механизма и фазы газораспределения клапанов.

Комбинированный ременно-цепной привод

Другой тип привода DOHC — это комбинация ременного и цепного привода. В этой конструкции ремень газораспределительного механизма приводит в движение впускной распределительный вал, а цепь газораспределительного механизма -выпускной распределительный вал. Главное преимущество этой конструкции заключается в том, что она позволяет клапанам располагаться под более вертикальным углом. Этот угол обеспечивает увеличение эффективности сгорания, улучшение экономии топлива и более низкую токсичность выхлопа.

Комбинированный ременно-зубчатый привод

В этой компоновке с двумя распределительными валами с верхним расположением (DOHC) ремень и шкив используются для привода от коленчатого вала только одного распределительного вала. Второй распределительный вал приводится в движение от первого посредством зубчатой передачи с косыми зубьями. Одно из косозубых зубчатых колес имеет на один зуб больше, чем другое. Зубчатое колесо с дополнительным зубом называется фрикционным зубчатым колесом, потому что оно обеспечивает плотный контакт между зубчатыми колесами. Это заедание уменьшает уровень шума в шестернях и клапанном механизме в процессе работы.

Регулируемое газораспределение

В некоторых двигателях DOHC используется регулируемое газораспределение (VCT). Аналогичная система известна и под аббревиатурой WT. В любой из этих систем гидравлическое исполнительное устройство изменяет фазы газораспределения клапанов, т.е. моменты открывания и закрывания клапанов. Газораспределение изменяется в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленчатого вала двигателя и позволяет улучшить характеристики двигателя.

автозапчасти в москве

Газораспределительный механизм. Назначение, деталии узлы ГРМ

Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм служит для своевременного впуска в камеры сгорания горючей смеси (карбюраторные и газосмесительные двигатели) или воздуха (дизельные двигатели) и выпуска из них отработавших газов.

Газораспределительные механизмы различают по расположению клапанов в двигателе. Они могут быть с верхним (в головке цилиндров) и нижним (в блоке цилиндров) расположением клапанов. Наиболее распространен газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов, что облегчает доступ к клапанам для их обслуживания, позволяет получить компактную камеру сгорания и обеспечить лучшее наполнение ее горючей смесью или воздухом.

Газораспределительный механизм (рис. 8) состоит из:

• распределительного вала;

• механизма привода распределительного вала;

• клапанного механизма.

Рис. 8. Газораспределительный механизм V-образного двигателя

с верхним расположением клапанов

Работу газораспределительного механизма рассмотрим на примере двигателя с V-образным расположением цилиндров.

Распределительный вал находится в «развале» блока двигателя, то есть между его правым и левым рядами цилиндров, и приводится во вращение от коленчатого вала через

блок распределительных шестерен. При цепном или ременном приводе вращение распределительного вала осуществляется с помощью соответственно цепной или зубчатой ременной передачи (рис. 9).

При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкатель и поднимает его вместе со штангой. Верхний конец штанги надавливает на регулировочный винт, установленный во внутреннем плече коромысла. Коромысло, проворачиваясь на своей оси, наружным плечом нажимает на стержень клапана и открывает отверстие впускного или выпускного клапана в головке цилиндров строго в соответствии с фазами газораспределения и порядком работы цилиндров.

Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, которые выражаются в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Фазы газораспределения подбирают опытным путем в зависимости от числа оборотов двигателя и конструкции впускных и выпускных патрубков.

Заводы-изготовители указывают фазы газораспределения для своих двигателей в виде таблиц или диаграмм. Правильность установки газораспределительного механизма определяется по установочным меткам, которые располагаются на распределительных шестернях или приводном шкиве блока цилиндров двигателя. Отклонение при установке фаз приводит к выходу из строя клапанов или двигателя в целом. Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении регламентируемого теплового зазора в клапанном механизме данной модели двигателя. Нарушение величины этого зазора приводит к ускоренному износу клапанного механизма и потери мощности двигателя.

Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах называется порядком работы цилиндров двигателя, который зависит от расположения цилиндров и конструктивного исполнения коленчатого и распределительного валов.

Детали газораспределительного механизма двигателя A3ЛK-412:

1 — ось коромысел выпускных клапанов; 2 и 12 — шайбы; 3 — втулки; 4 — пружины; 5 — коромысла; 6 — болт; 7 — планка; 8 — звездочка; 9 — штифт; 10 — распределительный вал; 11 — винт; 13 — установочный фланец; 14 — контргайка; 15 — нажимной винт; 16 — колпачок; 17 — сухари; 18 — наконечник клапана; 19 — упорная шайба; 20 и 23 — опорные шайбы; 21 — внутренняя пружина клапана; 22 — наружная пружина клапана; 24 — направляющие втулки; 25 — седло выпускного клапана; 26 — седло впускного клапана; 27 — выпускной клапан; 28 — впускной клапан; 29 — ось коромысел впускных клапанов.

Рис. 9. Цепной привод газораспределительного механизма с верхним расположением распределительного вала:1 — коленчатый вал; 2 — ведущая звездочка; 3 — цепь; 4 — башмак натяжного устройства; 5 — натяжное устройство; 6 — ведомая звездочка; 7 — распределительный вал; 8 — рычаг привода клапана; 9 — клапаны; 10 — втулка регулировочного болта; 11 — регулировочный болт; 12 — успокоитель цепи; 13 — звездочка привода масляного насоса и прерывателя-распределителя

У четырехцилиндровых однорядных двигателей такты чередуются через 180° и порядок работы цилиндров может

В V-образных восьмицилиндровых четырехтактных двигателях шатунные шейки коленчатого вала располагаются под углом 90°, и при угле развала двигателя 90° одноименные такты будут перекрываться в левом ряду цилиндров по отношению к правому ряду на 90° или 1/4 оборота коленчатого вала (см. приложение). Эти двигатели имеют следующий порядок работы цилиндров: 1—5—4—2—6—3— 7—8 (рис.10).

Рис. 10. Схема порядка работы цилиндров 4-тактного восьмицилиндрового V-образного двигателя быть 1—3—4—2 (АЗЛК, ВАЗ) или 1—2—4—3 (ГАЗ).

Знание порядка работы цилиндров необходимо для правильного подсоединения проводов к свечам зажигания карбюраторных двигателей или трубопроводов высокого давления дизельных двигателей, а также при регулировке тепловых зазоров клапанного механизма.

ДЕТАЛИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

Распределительный вал служит для открытия и закрытия клапанов газораспределительного механизма в определенной последовательности согласно с порядком работы цилиндров двигателя.

Распределительные валы отковывают из стали с последующей цементацией и закаливанием токами высокой частоты. На некоторых двигателях валы отливают из высокопрочного чугуна. В этих случаях поверхность кулачков и шеек вала отбеливается и затем шлифуется. Для уменьшения трения между шейками и опорами в отверстия запрессовывают стальные, покрытые антифрикционным слоем, или металлокерамические втулки.

Между опорными шейками распределительного вала располагаются кулачки, по два на каждый цилиндр, — впускной и выпускной. Помимо этого на валу крепится шестерня для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя и имеется эксцентрик для привода топливного насоса.

Шестерни распределительных валов изготовляют из чугуна или текстолита, приводную распределительную шестерню коленчатого вала — из стали. Зубья у шестерен косые, что вызывает осевое перемещение вала. Для предупреждения осевого смещения предусмотрен упорный фланец, который закреплен на блоке цилиндров между торцом передней опорной шейки вала и ступицей распределительной шестерни (рис. 11).

В четырехтактных двигателях рабочий процесс происходит за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала.Это возможно, если распределительный вал за это время сделает в два раза меньшее число оборотов. Поэтому диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в два раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала.

Рис. 11. Устройство для ограничения осевого и смещения распределительного вала

Для правильной работы двигателя кривошипы коленчатого вала и кулачки распределительного вала должны находиться в строго определенном положении относительно друг друга. Поэтому при сборке двигателя распределительные шестерни вводятся в зацепление по имеющимся на их зубьях меткам: одной — на зубе шестерни коленчатого вала, а другой — между двумя зубьями шестерни распределительного вала. На двигателях, имеющих блок распределительных шестерен, установка их производится также по меткам (рис. 12).

Толкатели передают усилие от кулачков распределительного вала к штангам. Изготовляют их из чугуна и стали. Толкатели бывают цилиндрическими, грибовидными или роликовыми и имеют сферические углубления, в которые входят нижние концы штанг. Перемещаются толкатели в направляющих, выполненных в блоке цилиндров, либо в прикрепленных к нему специальных корпусах. Для предотвращения неравномерности износа их рабочих поверхностей толкатели все время провертываются вокруг своих осей за счет выпуклой поверхности их нижней головки и скошенной поверхности кулачка распределительного вала.

Рис. 12. Совмещение меток распределительных шестерен

Штанги передают усилие от толкателей к коромыслам и выполняются в виде полых цилиндрических стержней из стали с закаленными наконечниками или в виде дюралюминиевых трубок с запрессованными с обеих сторон сферическими стальными наконечниками. Штанга упирается с одной стороны в углубление толкателя, а с другой в сферическую поверхность регулировочного винта коромысла.

Коромысло передает усилие от штанги к клапану. Выполняют его в виде двуплечего рычага, посаженного на ось. Плечо коромысла со стороны клапана длиннее, чем со стороны штанги-толкателя, что позволяет уменьшить высоту подъема штанги толкателя. В короткое плечо коромысла ввернут регулировочный винт с контргайкой для установки теплового зазора в клапанном механизме. Для уменьшения трения коромысла об ось в отверстие запрессовывается бронзовая втулка. Устанавливают коромысла на полых стальных осях, которые бывают общими для всех цилиндров или изготовляются отдельно для каждого цилиндра. Оси закрепляются в стойках на головке цилиндров двигателя. От продольного перемещения коромысло удерживается при помощи цилиндрических пружин. Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов в зависимости от положения поршня в цилиндре и от порядка работы двигателя.

Клапан (рис. 13) состоит из тарельчатой плоской головки и стержня. Головка имеет узкую рабочую кромку — фаску, скошенную под углом 45 или 30°. Диаметр головки впускного клапана больше, чем выпускного, что обеспечивает более быстрое заполнение камеры сгорания цилиндра зарядом горючей смеси.

Впускные клапаны изготовляют из хромистой стали; выпускные клапаны или их головки — из жаростойкой стали. Седла клапанов запрессованы в головку или блок цилиндров и изготовляются из жаропрочного чугуна. На фаску головки клапанов иногда наплавляют жаростойкий сплав.

Фаска головки клапана должна плотно прилегать к фаске седла клапана. С этой целью сопрягаемые поверхности притирают. Так как выпускной клапан из-за омывания его отработавшими газами испытывает большие температурные нагрузки по сравнению с впускным клапаном, его стержень заполняют металлическим натрием. Металлический натрий имеет высокую теплопроводность и низкую температуру плавления, чем способствует отводу тепла от головки к стержню, затем к направляющей втулке. Выпускные клапаны также могут иметь механизм их принудительного проворачивания при работе, что предотвращает их заедание и обгорание.

Рис. 13. Клапан и детали крепления

Клапан к седлу прижимается одной или двумя клапанными пружинами (в последнем случае пружины должны иметь различное направление витков с целью гашения колебаний).

Стержень клапана цилиндрический и в верхней части имеет выточку для фиксации деталей крепления клапанной пружины. Стержни клапанов перемещаются по чугунным или металлокерамическим направляющим втулкам, запрессованным в головку цилиндров двигателя.

Для предотвращения попадания масла в камеру сгорания цилиндра по зазору между стержнем клапана и его направляющей втулкой ставят уплотнение из маслобензостойкой резины в виде колпачка или сальника.

В настоящее время при производстве двигателей легковых автомобилей все чаще применяют четырехклапанную конструкцию, когда в каждом цилиндре установлены два впускных и два выпускных клапана. Совместно с расположением свечи зажигания по центру камеры сгорания это улучшает наполнение цилиндров свежим зарядом горючей смеси, сокращает время сгорания рабочей смеси и улучшает топливную экономичность двигателя.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Для чего предназначен газораспределительный механизм?

2. Назвать детали газораспределительного механизма.

3. Что такое фазы газораспределения?

4. Что называется порядком работы цилиндров?

5. Как устроен клапанный механизм ?

6. Как устроен привод газораспределительного механизма?

Облегченные клапана на ваз — Все об автомобилях

Опубликовано:

24.09.2021

В клапанном механизме есть такое интересное понятие, как «кинематическая связь». Напомню кое-что из средних классов школы. У предмета есть масса, и есть вес. Массу мы видим на весах, вес – это масса + движение, ускорение и инерция. Доведем ситуацию до абсурда. Тяжелые клапана, очень мягкие клапанные пружины. Кулачок распредвала толкает рокер, тот передает движение клапану, большая масса порождает сильную инерцию. Кулачок уже прошел свой пик, а клапан висит внизу (так называемое зависание). Распредвал вращается дальше, и тут клапан с рокером «вспоминают» что надо вернуться, и ударяют или по тыловой части кулачка или вообще по базовой поверхности распредвала. Это называется разрывом кинематической связи. Моторостроители с этим борются увеличением жесткости клапанных пружин или уменьшением массы клапанов. Итак, когда мы делаем или ставим облегченные клапана ваз, мы решаем две основные задачи:

Основная. Увеличение проходного сечения и правильное прохождение смеси по клапану. Как следствие наполняемость и продуваемость цилиндра.
Снижение массы клапана. Уменьшает нагрузку на весь клапанный механизм. Повышает порог высоких оборото двигателя, отодвигая как момент зависания, так и момент отскока от седла клапана.

Стандартные клапана подвергаются замене либо на клапана увеличенного диаметра, либо на облегченные клапана ваз.

Облегченные клапана устанавливаются взамен стандартных для снижения инерционных нагрузок при достижении двигателем оборотов, превышающих рекомендованные заводом-изготовителем. Вследствие того, что  чем выше вес клапана, тем большей инерцией он обладает, при достижении двигателем высоких оборотов клапан не успевает отрабатывать движение кулачка распредвала и «зависает», то есть в то время когда он должен, к примеру, быть уже  закрытым , он еще, в силу инерции, находится в полуоткрытом состоянии. Снижение веса клапана снижает силу инерции и клапан успевает за движением профиля кулачка.

Облегченные клапана изготавливаются на токарном станке из стандартных клапанов. Облегченные клапана обладают меньшим весом за счет этого двигатель можно крутить на высоких оборотах не опасаясь подвесания клапана. На облегченных клапанах так же меняют угол наклона фаски, что позволяет лучше наполнять камеру сгорания топливо воздушной смесью. Эффективно наполнить камеру сгорания топливно воздушной смесью позволяют увеличенные клапана на них изначально сделаны фаски клапана под другим углом, такие клапана дают максимальную отдачу мощности. Для увеличенных клапанов требуется замена седел в ГБЦ.

В нашем интернет-магазине есть выбор как увеличенных, так и облегченных клапанов на все модели ВАЗ. Изготовлены из качественного металла. Имеется гарантия. Большая разновидность моделей с доступными ценами. Сайт удобен для человеческого глаза. Обратная связь доступна по звонку или же в формате онлайн чата с консультантом.

Замена клапанов ВАЗ на 8 и 16 клапанных двигателях + Видео

Клапанный механизм является очень важным элементом любого двигателя. Он обеспечивает впуск топлива в камеру сгорания, ее герметизацию и выпуск отработанных газов. Если клапанный механизм находится в неисправном состоянии, герметизация цилиндров может быть нарушена, что приводит к потере мощности и скорейшему износу всех деталей двигателя. Рассмотрим, как производится замена клапанов на 8-ми клапанном и 16-ти клапанном двигателе.

Принцип действия клапанного механизма

Понять, как работает клапанный механизм в двигателе, совсем не трудно. В основе его работы лежит вращающий момент, который появляется при вращении коленчатого вала блока цилиндров. На его шкиве устанавливается ремень ГРМ, который передает вращение на распределительный вал головки блока цилиндров. На протяжении всей конструкции вала имеются специальные выпуклости, которые расположены на разных его частях. Распределительный вал вращается и этими выпуклостями воздействует на втулки клапанов, которые их прижимают. Как только вал прекращает свое воздействие, клапан, под действием пружины, возвращается в исходное положение.

Процесс закрытия и открытия клапанов четко синхронизирован с работой коленчатого вала. Клапана должны закрываться только в тот момент, когда поршень достигает верхней мертвой точки. Как только смесь взрывается, поршень уходит вниз, а клапана открываются, чтобы дать возможность вырваться отработавшим газам. Если нарушить эту последовательность действий, двигатель попросту не будет работать, а клапана непременно испортятся.

Условия работы клапанов крайне тяжелые. Они подвержены влиянию высоких температур и имеют свойство прогорать. В конструкции некоторых двигателей, которые для повышения мощности используют малый размер камеры сгорания, есть риск изгиба клапанов, если синхронность вращения распределительного и коленчатого вала будет нарушена после обрыва ремня ГРМ или его неправильной установки.

Замена на 8-ми клапанном двигателе ВАЗ 2114

Самая распространенная проблема таких двигателей – это прогорание клапанов. Стоит отметить, что происходит это достаточно редко, но, все же, случается. Клапана могут прогореть по следующим причинам:

1. Детонация двигателя. В этом случае, помимо замены клапанов понадобится еще и устранение причин детонации.
2. Езда на автомобиле, заправленном пропаном. Клапана могут прогореть, если не внести соответствующие изменения в программное обеспечение компьютера.
3. Эксплуатация автомобиля с некачественным топливом.
4. Езда на слишком больших оборотах. Даже предельно-допустимые значения оборотов могут привести к прогару клапана.
5. Некорректное калильное число свечей зажигания.

Это перечисление относится к 8-ми клапанному двигателю, в то время, как 16-ти клапанный имеет еще одну причину, по которой происходит замена клапана. При обрыве ремня ГРМ, поршни на большой скорости врезаются в клапана и их попросту гнет. Стоит еще раз напомнить, что владельцам автомобилей с обычным 8-ми клапанным двигателем бояться нечего, но ремень ГРМ рекомендуется менять своевременно.

Порядок действий при замене

1. Откройте капот автомобиля, выкрутите крепления системы впрыска и снимите ее. Отсоедините крышку ремня ГРМ и проведите его демонтаж. Затем, открутите крышку клапанного механизма и снимите ее. Ослабьте и выкрутите крепления распределительного вала и демонтируйте его. Допускается демонтаж вала и на снятой ГБЦ, однако, из-за отсутствия нормальной фиксации головки, сделать это будет очень трудно.
2. Выкрутите десять болтов крепления головки блока цилиндров. На разных сторонах двигателя они расположены по-разному: с одной стороны внутри ГБЦ, а с другой – наружи.
3. Отсоедините все, что препятствует дальнейшему проведению работ и снимите головку блока цилиндров.
4. Когда головка лежит на верстаке, можно приступить к рассухариванию клапанов. Чтобы это сделать, необходимо приобрести специальное приспособление. Чтобы ГБЦ не качалась и не двигалась, установите ее на блок цилиндров и затяните на пару болтов.
5. Снимите все пружины клапанов с помощью съемника (рассухаривателя) и вытащите маслосъемные колпачки.
6. Теперь вытащите клапана из направляющих отверстий с внутренней части ГБЦ.
7. При замене клапанов, необходимо выполнить их притирку. После этого, соберите все узлы в обратной последовательности.

Видео — Как поменять прогоревший клапан

Как заменить на 16-ти клапанном двигателе Lada Priora

Такой двигатель страдает, в основном, от обрыва ремня ГРМ. Поршни «встречаются» с клапанами и, в итоге, последние загибаются, точнее всего, гнутся их втулки. Дальнейшая эксплуатация автомобиля, при этом, невозможна. Остается только замена клапанов.

Порядок действий

1. Как и в случае с 8-ми клапанным мотором, необходимо снять головку блока цилиндров. Перед этим, снимают ремень ГРМ, отсоединяют инжектор, бронепровода, свечи и крышку головки БЦ.
2. После этого отсоединяют уже два распределительных вала и затем уже снимают саму головку. Кстати после ее демонтажа, старая прокладка должна обязательно быть заменена. Для снятия головки, открутите крепежный кронштейн. Он предназначен для удерживания двигателя от наклонов и крепится к головке блока.
3. Вытащите сальник клапанов с помощью специального захвата и произведите демонтаж старых клапанов с помощью того же съемника. Будьте осторожны, так как пружины на клапанном механизме имеют достаточно высокую упругость, из-за чего частенько вылетают и теряются.
4. Вытащите старые клапана тем же способом, что и на 8-ми клапанном двигателе, с внутренней части головки блока цилиндров и установите на их место новые элементы.
5. Произведите сборку всех деталей в обратной последовательности, установите головку на блок цилиндров и монтируйте распределительные валы. Наденьте крышку, зафиксируйте ее и поставьте ремень ГРМ.
6. Установите оставшиеся части и жгуты проводов.

Чтобы клапана не гнуло, рекомендуется периодически производить оценку состояния ремня и менять его своевременно. Однако, многие водители, чтобы сохранить жизнь двигателю в случае обрыва ремня, устанавливают новую поршневую группу. Такой метод очень дорогой и потребует много сил для воплощения. Это связано с тем, что для установки новых поршней потребуется разобрать двигатель целиком, что самостоятельно сможет сделать не каждый водитель. 

Справочная и техническая информация о деталях двигателей

Механизм газораспределения предназначен для впуска в цилиндры двигателя свежей горючей смеси (в бензиновых) или воздуха (в дизелях) и для выпуска отработавших газов.
Механизм должен обеспечивать четкое открытие и закрытие клапанов в соответствии с тактами работы двигателя, при этом должно быть выполнено обязательное условие герметичности камеры сгорания и длительное сопротивление износу и высоким температурным нагрузкам.
В современных автомобильных и тракторных двигателях применяют клапанные механизмы газораспределения, характеризующиеся простотой конструкции, малой стоимостью изготовления и ремонта, совершенством уплотнения и главное надежностью работы. Все детали клапанного механизма могут быть либо отремонтированы (седла клапанов, клапаны) либо заменены на новые детали (распредвал, втулки клапанов, толкатели, пружины и д.р.).

Конструктивные варианты размещения привода клапанов.

1. Привод клапанов с помощью штанги при нижнем расположении распределительного вала.
2. Привод клапанов рычажным толкателем.
3. Привод клапанов двумя коромыслами от одного кулачка верхнего распределительного вала.
4. Непосредственный привод от распределительного вала через толкатель при верхнем расположении клапанов.

OHV	OHV / OHC	OHV / SOHC	OHV / DOHC

(1)-вал распределительный; (2)-клапан; (3)-ось коромысел; (4)-толкатель клапана; (5)-коромысло клапана; (6)-штанга толкателя.

Широко распространены следующие схемы клапанного механизма:
Верхнее расположение клапанов, приводимых цилиндрическими толкателем: непосредственно от распределительного вала толкатель перемещается в головке возвратно-поступательно и воспринимает поперечное усилие со стороны кулачка с одновременной передачей воздействующего усилия на стержень клапана с одновременной передачей воздействующего усилия на стержень клапана.
Верхнее расположение распределительного вала с приводом клапанов при помощи рычажного толкателя: здесь силы при подъеме кулачка воспринимаются и передаются установленным в головке блока качающимся рычажным толкателем, перемещающимся между кулачком и клапаном. Кроме функции передачи усилий, толкатель, может изменить величину подъема клапана.
Привод двух коромысел от кулачков верхнего распределительного вала: ось каждого коромысла располагается между распределительным валом и клапаном. Коромысло обычно конструируется так, что бы оно увеличивало перемещение клапана.

В современной мировой практике для уточнения типа клапанного механизма применяются следующие сокращения:

• OHV (Over Head Valves) — означает верхнее расположение клапанов в двигателе. Никакой информации о расположении распределительного вала в этом сокращении не содержится.
• OHC (Over Head Camshaft) — означает верхнее расположение распредвала (распредвалов) и не содержит никакой информации об их количестве, и о их способе воздействия на клапан.

Аббревиатура SOHC и DOHC обозначает количество распределительных валов в двигателе.

• SOHC (Single Over Head Camshaft) — обозначает один распределительный вал верхнего расположения.
• DOHC (Double Over Head Camshaft) — конструкция газораспределительного механизма с двумя распределительными валами расположенными сверху.
• Существует еще одно распространенное сокращение СVH (Compound Valve angle Hemispherical chamber ). В свободном переводе, это двигатель: «…с разными углами наклона клапанов и сферической камерой сгорания » В принципе, это верхнее расположение одного распредвала и клапанов приводимых с помощью «качалок» (вид коромысел клапанов ). Отличительной особенностью является разные углы наклона для впускных и выпускных клапанов, как в продольных, так и в поперечных плоскостях относительно распредвала.

 Газораспределительный механизм включает в себя:

1. Распределительный вал (один или два).
2. Клапана впускные и выпускные.
3. Вал (ось) крепления коромысел клапанов.
4. Толкатели клапанов (гидравлические или механические).
5. Коромысла клапана.
6. Штанги толкателей.
7. Седла клапанов.
8. Направляющие втулки клапанов.
9. Пружины клапанов.
10. Сухари клапанов.
11. Упорные верхние шайбы.
12. Нижние тарелки клапанных пружин.

Как работает регулятор давления? Справочная информация

При использовании механических регуляторов давления постоянно возникают различные эффекты, которые негативно сказываются на конечном результате — получении точного значения давления, установленного пользователем.

Чтобы разобраться в возникающих эффектах, необходимо рассмотреть принцип работы регулятора давления.
Известно, что регулятор состоит из 3 элементов: механизма нагрузки, чувствительного механизма, элемента контроля

1. Механизм нагрузки
   1. Пружинная нагрузка

      Это наиболее распространённый механизм благодаря своей цене и универсальности.

      При повороте ручки или гайки создается дополнительное сжатие пружины до тех пор, пока давление на выходе не сравняется с требуемым значением.

   2. Купольная нагрузка

      В отличие от пружинной нагрузки, в купольном методе давление создает непосредственную нагрузку на регулятор. Давление на выходе соответствует давлению в куполе.

   3. Пневмопривод

      Этот механизм похож на купольный, но соотношение больше, чем 1:1. Также управляющий газ может быть только инертным, в отличие от купольной нагрузки, где среда может являться управляющим давлением.

   4. Комбинация купольной и пружинной нагрузки

      В данном случае сочетаются два механизма: купольный и пружинный. При таком сочетании создается фиксированная нагрузка пружиной, и добавляется нужное давление под купол.

2. Чувствительный механизм
   1. Диафрагма

      Диафрагма очень чувствительна к изменениям давления, в особенности изготовленная из полимерных материалов. Но давление на выходе лимитировано из-за возможного разрыва диафрагмы. Диафрагмы Tescom предназначены для давлений до 34.5 бар.

   2. Поршень

      Поршень применяется в случаях, когда давление на выходе превышает допустимо возможное для диафрагм. Поршень имеет чуть худшую чувствительность, чем у диафрагмы, но зато позволяет достигать давления на выходе до 1379 бар.

   3. Сильфон

      Это наиболее чувствительный элемент из всех трех. Но и наиболее дорогой. Из-за чувствительности максимальное давление на выходе ограничено 20.7 барами.

3. Контрольный элемент
   1. Несбалансированный клапан

      Несбалансированный клапан имеет только одну уплотнительную точку — коническую область на конце клапана. Благодаря этому дизайну клапан закрывается с помощью пружины клапана и давления на входе. В то время как сила пружины постоянна на протяжении всего времени, сила давления меняется. Данный вид клапана имеет негативный эффект — эффект изменения давления на входе из-за изменения давления на входе (decaying inlet characteristics или supply pressure effect). Этот эффект может возникать, когда баллон используется в качестве источника давления для системы заказчика.

   2. Сбалансированный клапан

      Данный вид клапана имеет две точки уплотнения. Одна из них такая же, как и у несбалансированного клапана. Другая же находится рядом с концом штока клапана в зоне P1. Из-за того, что уплотняется одновременно два конца штока клапана, сила от поступающего давления не может закрыть или открыть клапан. Из-за этого поступающее давление имеет слабое влияние на силы, воздействующие на клапан. Также внутри штока есть отверстие, благодаря которому давление P2 является одинаковым на обоих концах клапана.

Как все это работает вместе

Когда система становится открытой, это означает, что в ней возникает поток, в том числе и через регулятор. Когда поток начинается, создается небольшое падение давления в полости регулятора на выходе. Чувствительный элемент-диафрагма, чувствует падение давления и сдвигается вниз из-за дисбаланса между силой давления на выходе и силой пружинной нагрузки. В этот момент сила пружины выше силы давления на выходе. Из-за этого диафрагма двигается вниз, вынуждая клапан сдвигаться из своего седла, и позволяя газу через открытое седло течь в полость регулятора на выходе.

Клапан остается открытым, выравнивая давление на выходе и установленное давление. До тех пор пока в системе есть ток, регулятор с пружинной нагрузкой не может достичь установленного давления. Но он будет пытаться это сделать. Разницу между установочным давление и давлением, получаемом на выходе регуляторе, при потоке в системе называют DROOP.

Когда система становится замкнутой или в ней прекращается ток, давление на выходе становится чуть выше, чем установочное на 0,07–0,21 бар. Это давление необходимо, чтобы заставить клапан прочно закупорить седло и обеспечить надежное уплотнение. Это давление называется LOCK UP. И это нормально для всех редукторов.

Обзор возможных отклонений в работе механических регуляторов давления читайте в следующей статье.

Скважинный насос с обратным клапаном: монтаж и способы применения

Для продуктивного и качественного водоснабжения дома важно использовать такой элемент, как обратный клапан. Его основная задача — постоянное удержание водяного столба в водопроводной системе при отключении насосной аппаратуры.

Устройство клапана довольно простое, он призван проводить воду только однонаправленно. При не работающем насосе он не позволяет жидкостям стекать обратно в место забора воды (скважину, колодец). Наличие обратного клапана в насосной системе скважинного типа — важная составляющая часть любой водопроводной системы в частном доме.

Особенности и способы расположения обратного клапана в системе

Эта часть скважинного насоса состоит из запорной круглой пластины и пружины, расположенных в цилиндрической емкости из латуни. Пружина имеет довольно небольшую жесткость и потому легко пропуская воду в одном направлении, блокирует ее движение в обратном. При монтаже такого устройства возможно его присоединение в одном из двух положений насосной системы:

• Основное входное отверстие всасывающей трубки (чаще используют модели с сеткой — фильтром).
• Участок перед насосной скважинной системой.

Многие пользователи устанавливают обратный клапан прямо на сам насос, что не рекомендуется производителями. В результате такого монтажа при использовании насосной станции в системе возможно образование воздушной пробки, что не позволяет устройству полноценно выполнять свою функцию. В идеале необходимо устанавливать изделия подобного типа на расстояние в 0,5-1 метр от насоса.

Значение обратного клапана в поверхностных насосах велико: его наличие исключает необходимость постоянно включать насосный механизм для повторного забора воды. Благодаря этому такое оборудование прослужит долго и увеличит скорость подачи воды потребителю.

При покупке изделия следует учитывать, на трубу какого диаметра оно будет в дальнейшем установлено. При монтаже этого оборудования происходит некоторое сопротивление водяной струе, что снижает давление в системе в среднем на 0,5 атм, о чем заранее сообщают производители.

Компания «БЕЛАМОС» предлагает широкую линейку устройств с обратным клапаном:

• внешняя и наружная резьба,
• из латуни или пластика,
• с фильтром или без и т.д.

Получить более подробную информацию о видах и моделях скважинных насосов с обратным клапаном можно на сайте компании «БЕЛАМОС».

Монтаж обратного клапана: правила и качество

Насос с обратным клапаном устроен довольно просто. В его состав входит:

• корпус,
• пружина,
• диск,
• крышка.

Пружина в таком агрегате имеет довольно небольшую упругость. Если бы она была более жесткой, то произошла бы блокировка водного потока и смысла в использовании такого насоса не стало. На практике же было замечено, что в результате регулярной эксплуатации на самом клапане и мембранах происходит отложения грязевых веществ. Такие загрязнения со временем могут привести к полной остановке в работе скважинного насоса. Потому необходимо правильно устанавливать обратный клапан.

Одним из основных требований при монтаже такого оборудования является его вертикальная установка. Для этого на деталь наносится специальная стрелка, ориентируясь на которую можно сделать это правильно. При качественном монтаже такая стрелка будет точно указывать по направлению водяного потока — вверх.

Клапаны могут иметь различия в строении, и каждый из них имеет свои особенности, что учитывается при установке. Они могут быть использованы в различных бытовых системах. Есть модели, которые хорошо работают как при вертикальной, так и при горизонтальной ориентации.

При соблюдении правил монтажа клапанов и условий дальнейшей эксплуатации вся насосная система будет работать слаженно и прослужит долго.

Как работает клапан двигателя внутреннего сгорания

Механизм клапана означает просто последовательность операций открытия и закрытия клапана.

Все специалисты в области машиностроения или автомобилестроения должны знать клапанный механизм. Поэтому я хотел бы поделиться некоторой информацией, надеюсь, вам понравится.

В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания «тарельчатый клапан» выполнил открытие цилиндра на впускной или выпускной коллектор в нужный момент.

Обычно поверхность клапана шлифуется под углом 45 градусов, но в некоторых случаях она также шлифуется под углом 30 градусов.

Неважно, чтобы впускной и выпускной клапан одного и того же двигателя был под одинаковым углом. Таким образом, чтобы сделать это в правильном порядке, клапан может быть переточен после некоторого использования.

Предусмотрен некоторый запас, чтобы избежать острых краев. В канавке удерживается пружина клапана, которая помогает удерживать клапан прижатым к седлу в закрытом состоянии и, таким образом, плотно закрывает камеру сгорания.

В закрытом положении поверхность клапана соответствует точно подобранному шлифованному седлу в блоке цилиндров. Обычно для седла выпускного клапана используются сменные кольцевые вкладыши.

Вы также можете посмотреть и подписаться на наш канал YouTube с обучающими видео по инженерным наукам, нажав здесь https://goo.gl/4jeDFu

• Материал впускного и выпускного клапана

Впускные клапаны изготовлены из простого никеля, никель-хрома или хром-молибдена.

Выпускные клапаны изготавливаются из хромоникелевой, кремнисто-хромистой стали и быстрорежущей стали.

А также из нержавеющей стали, хромоникелевой, вольфрамовой, кобальто-хромистой стали.

• Клапанный механизм бокового клапана

Тарельчатый клапан имеет следующие основные части:

01) Вал кулачковый

02) Кулачок

03) Опорный ролик

04) Толкатель

05) Регулировочный винт

06) Шайба

07) Пружина клапана

08) Шток клапана

09) Направляющая штока клапана

10) Поверхность клапана

• Клапанный механизм двигателя внутреннего сгорания

В этом типе клапанного механизма

Кулачок приводит в движение клапан через толкатель.Следовательно, сменный шток клапана перемещается вверх и вниз в направляющей штока клапана.

Это движение достигается за счет вращения распределительного вала и кулачка, которые обычно работают на половине скорости двигателя.

Пружина клапана удерживает клапан прижатым к его седлу и обеспечивает герметичную работу, а также очень быстро возвращает клапан в исходное положение во время его закрытия.

Когда двигатель запускается, он постепенно нагревается, что приводит к расширению штока клапана.

Всегда предусмотрен зазор толкателя клапана, позволяющий расширить шток клапана, а также другие детали.

Этот зазор зависит от длины клапана, его материала и рабочей температуры двигателя.

Зазор толкателя регулируется поворотом регулировочного винта.

Если регулировочный винт не предназначен для изменения зазора, его можно увеличить путем шлифовки нижней части штока и поверхности клапана или также путем использования более длинного клапана.

Следует проявлять должную осторожность, потому что даже немного недостаточный зазор может привести к тому, что клапан не будет должным образом прилегать к своему седлу, поскольку двигатель нагревается, вызывая повышенный уровень шума и потерю мощности.

Зазор выпускного клапана немного больше, чем зазор впускного клапана.

Это происходит из-за немного большего расширения выпускного клапана из-за более высокой температуры горячих выхлопных газов, образующихся при сгорании.

• Механизм клапана верхнего клапана

В этом клапанном механизме требуются толкатель и коромысло, чтобы толкать клапан против давления пружины.

Коромысло вращается вокруг вала коромысла под действием толкателя.

Зазор в этом клапанном механизме сохраняется между коромыслом и штоком клапана. Это также можно отрегулировать с помощью регулятора винта.

Для преобразования привода от коленчатого вала в распределительный вал предусмотрена подходящая зубчатая передача или цепь.

В высокоскоростных двигателях частота вибрации пружины клапана совпадает с нормальной рабочей частотой клапана, что приводит к резонансу и увеличению эффекта помпажа.

Для решения этой проблемы в настоящее время используется составная пружина.

Составная пружина означает «Одна пружина в другой с разными собственными частотами».

Чтобы получить более подробную информацию по теме, я также рекомендовал прочитать

Если вам понравился пост, поделитесь им с друзьями, а также в социальных сетях. Нажмите на колокольчик, чтобы подписаться

Клапанный механизм и принцип его работы.

Автомобильная промышленность

Клапанный механизм

Клапанный механизм относится к сборке компонентов, предназначенных для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.Большинство новых двигателей имеют узлы верхнего распредвала, подобные показанному. В других конструкциях распределительный вал расположен ниже в двигателе, а для перемещения клапанных узлов используются толкатели. Распределительный вал вращается с помощью ремня ГРМ, цепи ГРМ или прямой передачи.

Распредвал:

Распределительный вал (1) изготовлен с точно обработанными кулачками (2), которые регулируют открытие клапана. Количество лепестков на валу определяется количеством клапанов, которыми управляет вал. В некоторых двигателях используется один вал для управления как впускными, так и выпускными клапанами.У других есть специальные распределительные валы для каждого типа клапана. Двигатели, разработанные с четырьмя клапанами на цилиндр, обычно оснащены двойными распределительными валами для каждого ряда цилиндров.

кулачок:

Лепестки кулачка (2) имеют точную форму, которая определяет, когда клапан открывается по отношению к положению поршня, насколько далеко смещен клапан и сколько времени клапан остается открытым. Расстояние между конечной точкой радиуса основания и носиком регулирует смещение клапана.Геометрия боковых сторон (фланга) и носа определяет, как долго клапан остается открытым.

Опорный кулачок:

Толкатель кулачка (3) установлен поверх штока клапана и пружины (4) и представляет собой поверхность, на которую кулачок толкает, открывая клапан. Толкатель скользит вверх и вниз внутри отверстия в головке блока цилиндров.

Подъемник распредвала:

Высота подъема распредвала — это расстояние между конечной точкой радиуса основания кулачка и носиком.Подъем определяет, насколько далеко будет смещен клапан. Увеличение подъема увеличивает смещение клапана.

Длительность распредвала:

Длительность работы распределительного вала — это время, в течение которого клапан остается открытым. Геометрия носа и бока доли определяет продолжительность. Круто изогнутый бок обеспечивает более острый нос. Это дает более короткую продолжительность.

Толкатель:

В двигателях с распределительным валом, расположенным в блоке цилиндров, для открытия клапанов используются толкатели (2), действующие на коромысла (3).Толкатели установлены на толкателях клапана (1) или толкателях, которые перемещаются на кулачки распределительного вала. Используются подъемники трех типов: подъемник с гидравлическим клапаном, механический подъемник и роликовый подъемник. Некоторые толкатели полые, что позволяет подавать масло от подъемников к коромыслам. Это снижает износ наконечника толкателя и коромысла.

Гидравлические подъемники:

Гидравлические подъемники

используются чаще всего, поскольку они могут снизить шум клапанного механизма за счет поддержания нулевого зазора клапана (отсутствие зазора между компонентами клапанного механизма.) Маслозаполненные подъемники автоматически регулируются с учетом изменений, вызванных колебаниями температуры и износом деталей. Моторное масло заполняет внутреннюю часть подъемника, толкая плунжер подъемника до тех пор, пока в клапане не появится люфт. поезд удален.

Механические подъемники:

Механические подъемники, также называемые сплошными подъемниками, просто передают действие кулачка на толкатель. Они не содержат масла и не саморегулируются. В результате они требуют периодической регулировки.Клапанные механизмы, использующие механические подъемники, склонны к щелчку или грохоту при открытии и закрытии клапанов. Вот почему гидравлические подъемники более распространены.

Роликовые подъемники:

Роликовые подъемники бывают механическими или гидравлическими. В подъемник встроен ролик, который перемещает кулачок, уменьшая трение между распредвалом и подъемником. Трение между этими двумя компонентами — одна из самых высоких точек трения в двигателе.

Пружинный фиксатор:

Фиксатор пружины предназначен для удержания на месте наконечника штока клапана.Это позволяет коромыслу воздействовать непосредственно на клапан.

Цепь привода ГРМ:

Цепи привода ГРМ становятся стандартом для поворота распредвалов впускных и выпускных клапанов. Цепи расположены на передней части двигателя и приводятся в движение ведущей звездочкой (1), которая вращается коленчатым валом двигателя. Цепи привода ГРМ требуются как для звездочки впускных кулачков (2), так и для звездочки выпускных кулачков (3). Также имеется направляющая цепи (4). В некоторых двигателях до сих пор используются ремни вместо цепей.В любом случае чрезмерный зазор или люфт ухудшат работу двигателя.

Ремень ГРМ:

Ремень ГРМ вместо цепи ГРМ может использоваться для поворота распределительных валов. Внутренняя сторона ремня имеет квадратные (зубчатые) зубцы, которые предотвращают проскальзывание ремня. Ремень следует периодически проверять на предмет износа и надлежащего натяжения.

Натяжитель ремня:

Натяжитель ремня представляет собой подпружиненное колесо, которое удерживает ремень ГРМ в натянутом состоянии и совмещает его со звездочкой кулачка.Гладкая сторона ремня ГРМ проходит через натяжитель. Натяжитель прикладывает силу к задней стороне ремня. Это удерживает ремень в натяжении. Когда ремень необходимо снять, натяжитель можно снять, освободив ремень.

Клапаны:

Каждый цилиндр имеет как минимум один впускной клапан (1) и один выпускной клапан (2). Некоторые двигатели имеют два набора клапанов на цилиндр, как показано на фотографии. Впускной клапан имеет больший диаметр, чем выпускной, что увеличивает поток воздуха в цилиндр.Выпускной клапан должен выдерживать более высокие температуры, чем впускной, поскольку воздух, проходящий мимо впускного клапана, поддерживает более низкую температуру впускного клапана. Однако и впускной, и выпускной клапаны должны передавать свое тепло головке блока цилиндров, иначе они сгорят.

Пружины клапана:

Пружины клапана (4) обеспечивают силу сопротивления, которая возвращает смещенные клапаны в их закрытое положение. Пружина может иметь конструкцию с одной виткой или конструкцию с двумя витками, которая имеет внутреннюю и внешнюю витки.Вторая катушка увеличивает силу, удерживающую клапан в закрытом состоянии.

Клапаны с натриевым наполнением:

Клапаны, заполненные натрием, используются, когда требуется дополнительное охлаждение. В полых клапанах содержится натрий, плавящийся во время работы двигателя. Действие клапана заставляет натрий циркулировать, отводя тепло от головки клапана. Тепло проходит вверх по штоку клапана (3) и передается на головку блока цилиндров. Каналы охлаждающей жидкости в головке блока цилиндров (показаны зеленым) отводят тепло.

Стеллитовые клапаны:

Клапаны из стеллита

имеют твердосплавное покрытие, которое продлевает срок службы клапана. Еще во времена этилированного бензина свинцовые присадки покрывали клапаны, обеспечивая дополнительную защиту. Теперь, когда сжигают неэтилированное топливо, твердое металлическое покрытие обеспечивает защиту.

Типы клапанов двигателя: временная диаграмма клапана и рабочий механизм клапана

Типы клапанов двигателя: временная диаграмма клапана и рабочий механизм клапана

Что такое клапан двигателя?

Типы клапанов двигателя: временная диаграмма клапана и рабочий механизм клапана: Клапаны двигателя — это механические компоненты, которые расположены на головке камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания.Они предназначены для регулирования потока топлива и газов в камеру сгорания или из нее. Обычно предусмотрено два клапана. Один из них — это впускной клапан, который используется для ограничения и обеспечения потока топлива в камеру сгорания.

Другой клапан, известный как выпускной клапан, используется для отвода выхлопных газов. Эти клапаны приводятся в действие кулачковым и следящим механизмом. Этот механизм приводится в действие коленчатым валом с помощью цепи привода ГРМ для желаемого открытия и закрытия клапана.

Впускной клапан

Впускной клапан предназначен для всасывания топлива в камеру сгорания. Когда впускной клапан закрывается, он плотно закрывает камеру сгорания и ограничивает поступление большего количества топлива. Поскольку поступающее топливо имеет более низкую температуру, впускной клапан обычно изготавливается из никель-хромовой легированной стали.

Выпускной клапан

Выпускной клапан предназначен для удаления сгоревшего топлива, т. Е. Выхлопных газов, из камеры сгорания для поступления свежего заряда.Поскольку выхлопные газы имеют более высокую температуру. Выпускной клапан изготовлен из стального сплава кремния и хрома, который обладает хорошей термостойкостью.

Временная диаграмма клапанов

Временная диаграмма клапанов представляет собой графическое представление времени открытия и закрытия, а также длительности клапанов по отношению к вращению кривошипа. Как мы знаем, клапан открывается или закрывается в конце хода, но это теоретическое время. На практике время открытия и закрытия немного варьируется, чтобы получить наилучший выход при правильном потоке топлива и выхлопных газов.А клапаны — это механический механизм, который имеет некоторую задержку, поэтому фаза газораспределения приспособлена для преодоления этой задержки. Измененные тайминги клапанов улучшают объемный КПД двигателя.

Диаграмма фаз газораспределения бензинового и дизельного двигателей обсуждается ниже:

Диаграмма фаз газораспределения бензинового двигателя Диаграмма фаз газораспределения бензинового двигателя

В бензиновом двигателе фазы газораспределения следующие:

• Впускные клапаны открываются на 20 ° перед тактом впуска и остаются открытыми на протяжении такта впуска.Впускной клапан закрывается после поворота кривошипа на 35 ° после такта впуска.
• После этого перед концом такта сжатия возникает искра, предшествующая 35 ° ВМТ, чтобы дать надлежащее время для правильного зажигания топлива.
• Во время рабочего хода на 35 ° до НМТ выпускной клапан открывается и остается открытым на протяжении всего хода выпуска. Выпускной клапан закрывается на 10 ° после ВМТ.
• Как упоминалось выше, впускной клапан открывается на 20 ° перед, а выпускной клапан закрывается на 10 ° после впускного клапана, в это время оба клапана остаются открытыми, это называется перекрытием клапанов.

Диаграмма фаз газораспределения дизельного двигателя Диаграмма фаз газораспределения дизельного двигателя

В дизельном двигателе фазы газораспределения следующие:

• Впускной клапан ВМТ открывается и остается открытым перед впускным клапаном, на 25 ° вперед на протяжении такта впуска. Этот впускной клапан закрывается после 30 ° НМТ такта впуска.
• Перед концом такта сжатия, который находится на 5 ° перед ВМТ, начинается впрыск топлива и останавливается после 25 ° ВМТ.
• Во время рабочего хода на 45 ° до НМТ выпускной клапан открывается и остается открытым на протяжении всего хода выпуска.Этот выпускной клапан закрывается после 10 ° ВМТ хода всасывания.
• Поскольку впускной клапан открывается на 25 ° хода всасывания, а выпускной клапан закрывается на 10 ° после хода всасывания, этот момент известен как перекрытие клапана.

Типы клапанов двигателя

В основном существует 4 типа клапанов двигателя, которые являются следующими:

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

1. Тарельчатый клапан : (Типы клапанов двигателя) Двигатель с тарельчатым клапаном

Это наиболее часто используемый клапан в автомобильных двигателях.Название этого клапана дано из-за его подъема и опускания. Это похоже на грибы, поэтому его также называют грибовидным клапаном. Схема двигателя с тарельчатым клапаном

Тарельчатый клапан состоит в основном из двух частей: одна — головка, а другая — шток. Поверхность клапана наклонена на 30 ° -40 °, потому что она должна правильно прилегать к седлу клапана. Другая часть — это стебель. Это длинный стержень с канавкой для фиксации пружинного фиксатора, и его один конец контактирует с кулачком, который приводится в движение коленчатым валом.Пружина помогает правильно закрыть клапан.

Впускной клапан расположен на стороне камеры сгорания, так что во время такта выпуска выхлопное давление помогает герметизировать впускной клапан. Выпускной клапан расположен на стороне коллектора, так что давление всасывания помогает герметизировать выпускной клапан во время такта всасывания.

2. Рукавный клапан : (Типы клапанов двигателя) Рукавный клапан Двигатель

Как следует из названия, рукавный клапан представляет собой механизм типа «рукав вверх и вниз».В этом клапане между поршнем и стенкой цилиндра предусмотрена трубка или втулка. Стенка цилиндра снабжена постоянными впускным и выпускным отверстиями, а во втулке также имеется отверстие для них. Эта втулка перемещается вверх и вниз с помощью кулачкового механизма. Когда отверстия втулки совпадают с впускным и выпускным отверстиями стенки цилиндра, проход открывается, тогда как в противном случае он закрывается. Схема двигателя с клапаном с гильзой

Втулка образует внутренний цилиндр, в котором поршень совершает возвратно-поступательное движение.Движение рукава помогает вытеснить выхлопные газы. Преимущество этого клапана в том, что он имеет простую конструкцию. Он бесшумный, поскольку в нем нет движущихся частей, таких как коромысло, толкатель и т. Д. Он снижает детонацию и помогает в эффективном охлаждении.

3. Поворотный клапан : (Типы клапанов двигателя) Двигатель с поворотным клапаном

Поворотный клапан имеет конструкцию, подобную электродвигателю. Он имеет внешний корпус цилиндра, который имеет отверстия в корпусе для впуска и выпуска.Внутри цилиндра предусмотрен вал с лопастями как якорь двигателя. Схема двигателя с поворотным клапаном

Когда лопасти совпадают с отверстиями, они закрываются, в противном случае — открываются. Расположение портов и скорость лопастей регулируются таким образом, чтобы они соответствовали таймингу клапана.

4. Герметичный клапан : (Типы клапанов двигателя) Двигатель с пластинчатым клапаном

Это механический ленточный клапан. В этом клапане с одного конца шарнирно закреплена механическая планка.Он закрывает проходы и позволяет воздуху или заряду течь только в одном направлении. Этот клапан расположен таким образом, что давление всасывания открывает впускной клапан и закрывает выпускной клапан, а давление выпуска закрывает впускной клапан и открывает выпускной клапан. Обычно используется в двухтактных двигателях.

Типы рабочего механизма клапана

1. Механизм бокового клапана
2. Верхний механизм

1. Механизм бокового клапана

В этом механизме, как показано на рисунке, впускной клапан расположен сбоку от клапан баллона.Когда распределительный вал вращает кулачок, лепесток открывает клапан непосредственно через толкатель, преодолевая натяжение пружины. Когда выступ кулачка достигает максимальной высоты, клапан полностью открывается. Дополнительное вращение кулачка вызывает движение толкателя вниз, и клапан останавливается за счет натяжения пружины клапана.

2. Верхний клапанный механизм

Как следует из названия, в этом механизме клапаны расположены сверху на камере сгорания. Когда распределительный вал поворачивается, выступ кулачка поднимает толкатель вверх.Когда толкатель движется вверх, он толкает шток и один конец коромысла вверх. Другой конец кончика коромысла перемещается вниз, и впускной клапан открывается против натяжения пружины. Когда выступ кулачка достигает максимальной высоты, клапан открывается полностью. Дальнейшее вращение распределительного вала заставляет толкатель опускаться, и клапан закрывается за счет натяжения пружины.

Как работают распредвалы | HowStuffWorks

Если вы читали статью Как работают автомобильные двигатели, вы знаете о клапанах, которые пропускают топливно-воздушную смесь в двигатель, а выхлопные газы — из двигателя.В распределительном валу используются выступы (называемые кулачками ), которые толкают клапаны, открывая их при вращении распределительного вала; пружины на клапанах возвращают их в закрытое положение. Это критически важная работа, которая может сильно повлиять на работу двигателя на разных скоростях. На следующей странице этой статьи вы можете увидеть анимацию, которую мы создали, чтобы действительно показать вам разницу между рабочим распредвалом и стандартным.

Из этой статьи вы узнаете, как распредвал влияет на работу двигателя.У нас есть отличные анимации, которые показывают, как на самом деле работают разные компоновки двигателей, такие как с одинарным верхним кулачком (SOHC) и с двойным верхним кулачком (DOHC). А затем мы рассмотрим несколько изящных способов, которыми некоторые автомобили регулируют распределительный вал, чтобы он мог более эффективно справляться с разными оборотами двигателя.

Начнем с основ.

Основы распределительного вала

Ключевыми частями любого распределительного вала являются выступы . Когда распределительный вал вращается, кулачки открывают и закрывают впускной и выпускной клапаны синхронно с движением поршня.Оказывается, существует прямая зависимость между формой кулачков и тем, как двигатель работает в разных диапазонах скоростей.

Чтобы понять, почему это так, представьте, что мы запускаем двигатель очень медленно — всего 10 или 20 оборотов в минуту (об / мин), так что поршню требуется пара секунд, чтобы завершить цикл. На самом деле было бы невозможно запустить обычный двигатель так медленно, но давайте представим, что мы могли бы. На этой низкой скорости нам бы хотелось, чтобы выступы кулачка имели такую ​​форму, чтобы:

• Как только поршень начинает двигаться вниз на такте впуска (так называемая верхняя мертвая точка, или ВМТ ), впускной клапан открывался.Впускной клапан закроется сразу после того, как поршень опустится до дна.
• Выпускной клапан открывается сразу после того, как поршень опускается до дна (так называемая нижняя мертвая точка, или BDC ) в конце такта сгорания, и закрывается, когда поршень завершает такт выпуска.

Эта установка будет очень хорошо работать для двигателя, пока он работает на этой очень низкой скорости. Но что будет, если вы увеличите обороты? Давайте разберемся.

Когда вы увеличиваете число оборотов в минуту, конфигурация распределительного вала от 10 до 20 оборотов в минуту не работает.Если двигатель работает со скоростью 4000 об / мин, клапаны открываются и закрываются 2000 раз в минуту или 33 раза в секунду. На этих скоростях поршень движется очень быстро, поэтому воздушно-топливная смесь, устремившаяся в цилиндр, также движется очень быстро.

Когда впускной клапан открывается и поршень начинает свой ход впуска, топливно-воздушная смесь во впускном желобе начинает ускоряться в цилиндр. К тому времени, когда поршень достигает нижней точки своего такта впуска, воздух / топливо движутся с довольно высокой скоростью.Если бы мы закрыли впускной клапан, весь этот воздух / топливо остановился бы и не попал в цилиндр. Если впускной клапан остается открытым немного дольше, импульс быстро движущегося воздуха / топлива продолжает нагнетать воздух / топливо в цилиндр, когда поршень начинает свой ход сжатия. Таким образом, чем быстрее работает двигатель, тем быстрее движется воздух / топливо и тем дольше мы хотим, чтобы впускной клапан оставался открытым. Мы также хотим, чтобы клапан открывался шире на более высоких скоростях — этот параметр, называемый подъемом клапана , регулируется профилем выступа кулачка.

На анимации ниже показано, как обычный кулачок и рабочий кулачок имеют разные фазы газораспределения. Обратите внимание, что циклы выпуска (красный кружок) и впуска (синий кружок) намного больше перекрываются на кулачке производительности. Из-за этого автомобили с этим типом кулачка, как правило, очень грубо работают на холостом ходу.

Любой распределительный вал идеален только при одной частоте вращения двигателя. При любой другой частоте вращения двигатель не будет работать в полную силу. Таким образом, фиксированный распределительный вал — это всегда компромисс.Вот почему автопроизводители разработали схемы изменения профиля кулачка при изменении частоты вращения двигателя.

Существует несколько вариантов расположения распределительных валов на двигателях. Мы поговорим о некоторых из самых распространенных. Вы, наверное, слышали терминологию:

• Одинарный верхний кулачок (SOHC)
• Двойной верхний кулачок (DOHC)
• Толкатель

В следующем разделе мы рассмотрим каждый из них конфигурации.

Все, что вам нужно знать о механизмах клапана

Назначение клапана — регулировать или контролировать поток жидкости или газа в механизмах.

Тем не менее, клапан не работает сам по себе. Многие люди забудут о трубах, по которым транспортируется огромное количество жидкости.

Они используются по всему миру, обеспечивая эффективную работу различных процессов.

Чтобы трубы работали эффективно, необходимо регулировать жидкость, проходящую по ним.

Для труб необходим механизм, который будет правильно переключать поток. Здесь очень важны клапаны.

Клапаны действуют как механические переключатели, которые включают и выключают трубы.

Они дают людям возможность увеличить или уменьшить количество выходящего материала.

Основы клапана

Клапаны изготовлены из пластика или металла и состоят из разных частей. Наружная часть клапана называется седлом.

Имеет прочный металлический внешний кожух с мягкой внутренней резиной, закрывающий клапан. Внутренняя часть называется корпусом. Корпус умещается в сиденье. Корпус открывается и закрывается, управляя функцией клапана.

Работа других частей зависит от того, где используется клапан.Что касается смесителя, им можно управлять с помощью ручного рычага, колеса или привода.

Для парового или автомобильного двигателя клапан может работать автоматически.

Клапаны отключены, чтобы избежать утечки газа или жидкости.

Это критически важно для оборудования, содержащего опасные химические вещества.

Его клапаны должны функционировать должным образом, чтобы избежать несчастных случаев, загрязнения или взрывов.

Даже если это не опасно для жизни, капающий кран может увеличить расходы на воду.

Уплотнение клапана должно быть абсолютно надежным и плотно закрытым. Для потока жидкости или газа под высоким давлением необходим клапан, управляемый длинными рычагами или большими колесами. При работе с жидкостью под высоким давлением требуется большое усилие. T

вот огромные клапаны, которые человеческая сила не может запустить. Гидравлические цилиндры необходимы для управления этими типами огромных клапанов.

Клапанные механизмы

Большинство известных клапанов производятся от смесителей или даже газовых плит. Однако они также используются в разных отраслях.

Механизмы работы клапана зависят от используемого оборудования.

Клапанный механизм с двигателями

Клапанный механизм двигателей включает два клапана на каждый цилиндр.

Один из них работает как впускной, а другой как выпускной клапан.

Каждый из двух клапанов работает в разное время. Для каждого клапана работают отдельные механизмы.

Клапаны двигателей удерживаются тяжелыми пружинами, а также компрессором, расположенным в камере сгорания.Механизм привода клапана включает распределительный вал двигателя, толкатели распределительного вала, коромысла и толкатели.

Распределительный вал

Распределительный вал находится внутри двигателя.

Он содержит лепестки для клапанов двигателя.

Лепесток кулачка смещается под толкателем клапана при вращении распредвала. Он поднимается вверх к толкателю.

Он движется вверх, преодолевая давление пружины клапана, включая давление газа в цилиндре.

Это действие открывает клапан.Как только лепесток переходит под толкатель, давление пружины расслабляет клапан.

Распределительный вал четырехтактного двигателя вращается на половине скорости вращения двигателя. Распределительный вал для двухтактных двигателей должен вращаться с одинаковой скоростью.

Толкатели и коромысло

Толкатели распределительного вала — это компоненты механизма привода клапана, которые входят в контакт с распределительным валом.

Он также известен как подъемник клапана или толкатель клапана. Последователи в двигателе с L-образной головкой контактируют с концом штока клапана.

Последователи контактируют с толкателем в двигателе с верхним расположением клапанов. Толкатель — это тот, который управляет коромыслом.

Коромысло соприкасается со штоком клапана.

Существуют различные типы двигателей с саморегулированием. Гидравлические подъемники клапана работают с нулевым зазором.

Клапанный механизм с газами

На баллонах со сжатым газом должен быть установлен хотя бы один клапан. Этот тип клапана позволяет баллону удерживать газы.

Клапан баллона — уязвимый компонент сжатого газа.

Четыре основных типа клапанов для газов включают в себя герметичный клапан, клапан с уплотнительным кольцом, клапан с набивкой и мембранный клапан.

Каждый тип клапана имеет различную конструкцию. Клапаны цилиндров экономят время, улучшают процессы и поддерживают целостность клапана.

Это обеспечивает безопасность любых операций, связанных с газом. Для газлифтных систем требуются клапаны, которые открываются последовательно.

Это действие нагнетает газ, который перемещает жидкость в трубку до поверхности.

Для газовой плиты клапан регулирует подачу газа вверх и вниз.

Когда клапан поворачивается, он открывает трубку, позволяя газу течь. Когда он закрыт, подача газа прекращается.

Клапанный механизм с жидкостью

Клапаны, используемые для жидкостей, имеют самый простой механизм. Клапан блокирует трубу, чтобы контролировать количество, которое проходит через нее.

Когда человек включает кран, чтобы почистить зубы, при открытии клапана вода выходит из трубы.

Для огромных плотин клапаны имеют те же функции, что и клапаны водопроводных кранов. Разница в том, что он может использовать рычаги, так как для работы может потребоваться большее усилие.

Клапанный механизм с системами давления

Предохранительные клапаны

Предохранительный клапан также известен как PRV или предохранительный клапан. Это предохранительный клапан, который контролирует или ограничивает давление.

Если давление будет слишком сильным, оборудование может взорваться или стать причиной пожара.

PRV сбрасывают давление, позволяя жидкости под давлением вытекать из системы.

Предохранительные клапаны предназначены для открытия при заданном давлении для защиты сосудов высокого давления и вспомогательных каналов.

Это гарантирует, что давление не превысит свои пределы.

Оборудование с высоким давлением нуждается в открытом воздухе для уменьшения содержания материала под давлением внутри.

Бывают случаи, когда перепускной клапан работает как предохранительный клапан. Он возвращает выгруженный материал обратно в хранилище или на вход насоса.

Эта процедура может быть сделана для защиты оборудования от чрезмерного давления.
Низкое давление тоже может быть опасным. Некоторые машины необходимо защитить от внутреннего вакуума, создаваемого низким давлением.

Это означает, что оборудование не выдерживает очень слабого воздействия. Вакуумные предохранительные клапаны используются для пределов низкого давления.

Клапан сброса вакуума принимает дополнительное давление на оборудование.

Механизмы клапана для других целей показывают его важность для промышленности.

Отсутствие клапанов также означает, что из кранов будет стечь вода, потому что ничто не может остановить ее поток.

Без клапанов многие машины могут стать причиной несчастных случаев из-за неспособности контролировать давление.

Арматура задействована в производстве с повышенным риском. Клапаны должны быть изготовлены из качественного материала.

Высокопроизводительные устройства, такие как клапаны Huamei, могут гарантировать безопасное производство в любой отрасли.

Материал клапана и производственный процесс важны для знакомства с его внутренним устройством.

Тем не менее, очень важно знать правильные механизмы, влияющие на работу клапанов.

Заключение

Механизм для каждой функции, такой как газы, жидкости и системы, связанные с давлением, должен быть полностью понят, чтобы определить, какой клапан подходит для каждого оборудования.

Понимание правильных механизмов клапана имеет первостепенное значение для обеспечения безопасности любых промышленных операций.

Международный журнал научных и технологических исследований

ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ В IJSTR (ISSN 2277-8616) — Международный журнал научных и технологических исследований — это международный журнал с открытым доступом из различных областей науки, техники и технологий, в котором особое внимание уделяется новым исследованиям, разработкам и их приложениям. Приветствуются статьи, содержащие оригинальные исследования или расширенные версии уже опубликованных статей конференций / журналов. Статьи для публикации отбираются на основе экспертной оценки, чтобы гарантировать оригинальность, актуальность и удобочитаемость. IJSTR обеспечивает широкую политику индексирования, чтобы опубликованные статьи были хорошо заметны для научного сообщества. IJSTR является частью экологически чистого сообщества и предпочитает режим электронной публикации, поскольку он является «ЗЕЛЕНЫМ журналом» в Интернете. Мы приглашаем вас представить высококачественные статьи для обзора и возможной публикации во всех областях техники, науки и технологий.Все авторы должны согласиться с содержанием рукописи и ее представлением для публикации в этом журнале, прежде чем она будет отправлена ​​нам. Рукописи следует подавать в режиме онлайн IJSTR приветствует ученых, заинтересованных в работе в качестве добровольных рецензентов. Рецензенты должны проявить интерес, отправив нам свои полные биографические данные. Рецензенты определяют качественные материалы.Поскольку ожидается, что они будут экспертами в своих областях, они должны прокомментировать значимость рецензируемой рукописи и то, способствует ли исследование развитию знаний и развитию теории и практики в этой области. Заинтересованным рецензентам предлагается отправить свое резюме и краткое изложение конкретных знаний и интересов по адресу [email protected] . IJSTR публикует статьи, посвященные исследованиям, разработкам и применению в области инженерии, науки и технологий.Все рукописи проходят предварительное рецензирование редакционной комиссией. Вклады должны быть оригинальными, ранее или одновременно не публиковаться где-либо еще, и перед публикацией они должны быть подвергнуты критическому анализу. Статьи, которые должны быть написаны на английском языке, должны иметь правильную грамматику и правильную терминологию. IJSTR — это международный рецензируемый электронный онлайн-журнал, который выходит ежемесячно. Цель и сфера деятельности журнала — предоставить академическую среду и важную справочную информацию для продвижения и распространения результатов исследований, которые поддерживают высокоуровневое обучение, преподавание и исследования в области инженерии, науки и технологий.Поощряются оригинальные теоретические работы и прикладные исследования, которые способствуют лучшему пониманию инженерных, научных и технологических проблем.

Как работают клапаны | Типы клапанов

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 29 ноября 2020 г.

Какой вид транспорта самый любимый в мире? Машина? В велосипед? Реактивный самолет? Если бы мне пришлось рискнуть предположить, я бы не выбрал ни одного из этих вещей.Вместо этого я бы выбрал скромный конвейер. Ты можешь не замечаем трубы, но по ним транспортируется огромное количество жидкости (жидкость и газ) по всему миру тихо и эффективно, изо дня в день выходной. Для эффективной работы трубам необходим способ регулирования через них может проходить жидкость; им также нужен способ переключения стечь полностью. Это та работа, которую выполняют клапаны : клапаны похожи на механические переключатели, которые могут включать и выключать трубы, поднимать или опускать количество жидкости, протекающей через них.Давайте подробнее рассмотрим как они работают!

Фото: Этот запорный клапан управляется вручную: вы открываете и закрываете его, поворачивая колесо. Такое колесо облегчает открытие клапана, поскольку оно увеличивает усилие, прилагаемое к ободу. производят большую и более полезную силу в центре. Если вы не знаете, почему, взгляните на нашу статью об инструментах и ​​машинах. Фото Брайана Слоана любезно предоставлено

Что такое клапаны?

Фото: Клапаны бывают всех размеров.Некоторые из них крошечные, как этот тарельчатый клапан, который скользит вверх и вниз по бутылке с напитками, позволяя воде входить и выходить, когда вы тянете или толкаете ее зубами.

Клапан — это механическое устройство, которое частично блокирует трубу. или полностью изменить количество проходящей через него жидкости. Когда вы включаете кран (кран), чтобы почистить зубы, вы открываете клапан, который позволяет воде под давлением выходить из трубы. Сходным образом, когда вы спускаете воду в унитазе, вы открываете два клапана: один (сифон), который пропускает воду чтобы убежать, чтобы опорожнить кастрюлю и другую (называемую шаровым краном или шаровой кран), который впускает больше воды в бак, готовый к следующему промывать.

Клапаны регулируют как газы, так и жидкости. Если у вас есть газовая варочная панель (варочная панель) На вашей плите регуляторы, которые включают или выключают газ, — это клапаны. Когда вы увеличиваете огонь, вы открываете клапан, который позволяет больше газ поступает по трубе. Больше газа горит с большим пламенем так вы получите больше тепла.

Клапаны

практически гарантированно установлены на любой машине, использующей жидкости или газы. В вашей стиральной машине есть клапан, который вращается подача воды включается или выключается каждый раз при ополаскивании барабана.Есть также клапаны в цилиндрах двигателя вашего автомобиля, открывающиеся и закрывающиеся несколько раз в секунду, чтобы впустить воздух и топливо и дать возможность сгореть выхлопные газы для выхода.

Клапаны используются не только в машинах. У твоего тела есть красивое важные клапаны внутри вашего сердца, которые позволяют ему перекачивать кровь ваши легкие (где он забирает кислород), а затем вокруг вашего тела.

Фото: Клапаны большие и малые. 1) Этот дроссельный клапан диаметром 7,3 м (24 фута) из аэродинамической трубы затмевает человека, стоящего рядом с ним! Фото любезно предоставлено НАСА в Общинном сообществе 2) Этот гораздо меньший по размеру дроссельный клапан работает точно так же, откидываясь в центре, позволяя воздуху проходить через трубу.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Как изготавливаются клапаны?

Фото Перекрытие воды с помощью запорного клапана. Поворот этого рычага на девяносто градусов закрывает шаровой кран в середине трубы, перекрывая протекающую воду. В большинстве домов есть такие клапаны на входящей «подаче» холодной воды и на трубах, ведущих в резервуары для воды и выходящие из них. Запорные клапаны очень полезны во время аварийной ситуации (например, при разрыве водопровода) или для выполнения планового технического обслуживания.После закрытия клапана вы можете безопасно проводить ремонт, не допуская вытекания жидкости.

Клапаны обычно изготавливаются из металла или пластика и имеют несколько различные части. Внешняя часть называется сиденьем и часто имеет прочный металлический внешний корпус и мягкое внутреннее резиновое или пластиковое уплотнение, поэтому клапан закрывается абсолютно плотно. Внутренняя часть клапан, который открывается и закрывается, называется корпусом и подходит для седло, когда клапан закрыт.Также есть некоторая форма механизм открытия и закрытия клапана — ручной рычаг или колесо (как кран или запорный кран) или автоматизированный механизм (как в автомобильном двигателе или паровом двигателе).

Часто критически важно, чтобы клапаны были выключены, чтобы не допустить выхода жидкость или газ по трубе, чтобы избежать несчастных случаев, взрывов, загрязнения или потери ценных химикатов (даже капающий кран может быть дорогим, если у вас есть вода с дозатором). Вот почему уплотнение клапана должно быть абсолютно надежным, а закрытый клапан должен быть плотно закрыт.Отключение потока жидкости или газа под высоким давлением путем его перекрытия с клапаном — это физически тяжелая работа: другими словами, вам нужно приложить много усилий, чтобы сделай это. Вот почему некоторые клапаны приводятся в действие рычагами (как на фото здесь, но некоторые из них могут быть намного длиннее, чтобы обеспечить большее усилие поворота) или большие колеса (как на верхнем фото в этой статье). Если действительно большие клапаны требуют от человека слишком большого усилия, они управляются гидроцилиндрами.

Выбор подходящего материала

Не все клапаны — большие, мощные, промышленные изделия из металла.Внимательно посмотрите на контейнеры для еды на кухне, и вы обнаружите во многих из них есть клапаны. Бутылки с водой (как та, которую я изображал выше) часто имеют тарельчатые клапаны вместо винтовые колпачки. Верхняя часть емкости для еды, которую я сфотографировал ниже, — еще один действительно гениальный пример клапана, сделанного из упругий эластомер (на практике эластичный синтетический силиконовый каучук). Он закрывает банку для раздачи еды, которая обычно стоит вверх дном, поэтому, теоретически, еда может просто капать на стол под ним! Этот оригинальный клапан останавливает его.В резиновом материале есть четыре прорези, через которые проходит еда, но он также довольно твердый, поэтому открывается только тогда, когда вы сжимаете банку. Давление, которое вы оказываете, когда вы сжимаете, заставляет пищу проходить через четыре щели, которые открываются. Когда вы отпускаете давление, эластичность клапана заставляет щели снова опуститься вниз и снова закрыть банку. Это так просто и обыденно что вы, вероятно, даже не замечали этого, но это гениальная инженерная разработка, которая опирается на очень осторожные подбор именно подходящего материала.

Фото: Эластомерный клапан для герметизации пищевых продуктов. Слева: вид снизу на запечатанный клапан. В центре: вид сверху на тот же запечатанный клапан. Справа: глядя сверху, мой палец поднимается вверх, чтобы увидеть, как работает самоуплотняющийся щелевой механизм. (Если вам интересно, я считаю, что это щелевой клапан SimpliSqueeze® производства Aptar, и вы можете прочитать все технические подробности о том, как это работает, в их US10287066B2: Дозирующий клапан.)

И выбор материалов для клапанов — это не просто вопрос того, как они будут работать в течение всего срока службы, но что с ними происходит после этого.Например, в случае упаковки для пищевых продуктов переработка становится все более важным фактором. Возьмите маленькие клапаны, которые вы найдете на пакетиках для кофе. После того, как кофе обжаривается и разливается по пакетам, ему, возможно, придется простоять на полке магазина до года, в течение которого он продолжает выделять углекислый газ. Без клапана на сумке он взорвался бы и потенциально лопнул в магазине (или на вашей кухне), разлетев кофе повсюду. На пакетиках с кофе есть оригинальные односторонние «дегазирующие» клапаны, состоящие из мембран, которые открываются, когда внутри повышается давление.Вот почему вы можете «проснуться и почувствовать запах кофе», даже не открывая пакет. Когда воздух пытается проникнуть внутрь снаружи, он сглаживает мембрану и плотно закрывает мешок. Пока все хорошо, но как насчет утилизации? Если вы начнете ставить сложные пластиковые клапаны на пакеты, это сделает мешки намного сложнее утилизировать. Какой ответ? Сейчас производители делают кофейные пакеты и клапаны полностью из компостируемые биопластики для устранения проблемы утилизации отходов.

Фото: Принцип работы кофейных клапанов.Верхний ряд: Слева: Типичный клапан внутри пакета с кофе. В центре: этот компостируемый клапан из биопласта (производства швейцарской компании Wipf) имеет фиксированное внешнее седло (черное) и внутренний корпус (красный) с выпускным отверстием для газа. Справа: Разберите его, и вы обнаружите, что внутри него также пластиковая мембрана. (синий). На рисунке ниже показано, как эти три части работают вместе. Мембрана изгибается, позволяя Углекислый газ улетучивается, затем снова расплющивается, чтобы не допустить попадания воздуха и водяного пара.

Типы клапанов

Изображение: Восемь распространенных типов клапанов, значительно упрощенных.Цветовой ключ: серая часть — это труба, по которой течет жидкость; красная часть — это клапан и его ручка или элемент управления; синие стрелки показывают, как клапан движется или поворачивается; а желтая линия показывает, в каком направлении движется жидкость при открытом клапане.

Многие типы клапанов имеют разные названия. В самые распространенные — бабочка, петух или пробка, ворота, глобус, игла, тарелка и катушка:

• Шар : В шаровом кране полая сфера (шар) плотно прилегает внутри трубы, полностью перекрывая поток жидкости.Когда вы поворачиваете ручку, она заставляет шар поворачиваться на девяносто градусов, позволяя жидкости течь через его середину.
• Butterfly : Дроссельная заслонка — это диск, который сидит в середина трубы и поворачивается вбок (для впуска жидкости) или в вертикальном положении (чтобы полностью перекрыть поток).
• Кран или пробка : В кране или пробковом клапане расход заблокирован конической заглушкой, которая отодвигается при повороте колеса или ручка.
• Задвижка или шлюз : Задвижки открывают и закрывают трубы опускать металлические ворота поперек них.Большинство клапанов этого типа спроектирован так, чтобы быть полностью открытым или полностью закрытым и не может работают правильно, когда они открыты лишь частично. В водопроводных трубах используются такие клапаны.
• Globe : Водопроводные краны (краны) являются примерами глобуса клапаны. Когда вы поворачиваете ручку, вы закручиваете клапан вверх или вниз, и это позволяет воде под давлением течь вверх по трубе и выходить через носик ниже. В отличие от затвора или шлюза, такой клапан можно настроить так, чтобы пропускать через него больше или меньше жидкости.
• Игла : Игольчатый клапан использует длинную скользящую иглу для точно регулируют поток жидкости в таких машинах, как карбюраторы двигателей автомобилей и системы центрального отопления.
• Тарелка : Клапаны в цилиндрах двигателя автомобиля являются тарелками. Этот Тип клапана подобен крышке, сидящей на верхней части трубы. Время от времени крышка поднимается, чтобы выпустить или впустить жидкость или газ.
• Золотник : Золотниковые клапаны регулируют поток жидкости в гидравлические системы. Клапаны, подобные этому, скользят назад и вперед, чтобы поток жидкости в одном или другом направлении вокруг контура трубы.

Как работают предохранительные клапаны?

Клапаны часто используются для хранения опасных жидкостей или газов — возможно, токсичных химикатов, легковоспламеняющейся нефти, пара высокого давления, или сжатый воздух — его нельзя выпускать ни при каких обстоятельствах. Теоретически клапан должен быть полностью защищен и, будучи закрытым, никогда не должен пропускать жидкость или газ через него. На практике это не совсем так. Иногда лучше, чтобы клапан вышел из строя намеренно, чтобы защитить какую-то другую часть системы или машины.Например, если у вас есть паровой двигатель, приводимый в действие водогрейным котлом, в котором накапливается пар, но давление внезапно становится слишком высоким, вам нужен клапан, который бы открылся, позволил пару уйти и безопасно сбросить давление до того, как все произойдет. котел катастрофически взрывается. Клапаны, работающие таким образом, называются предохранительными клапанами. Они предназначены для автоматического открытия, когда жидкость или газ, которые они содержат, достигают определенного давления (хотя многие системы и машины имеют предохранительные клапаны, которые можно открывать вручную для той же цели).

Изображение: Пример предохранительного клапана, установленного в обычный водопроводный кран (кран).

В обычном смесителе вы поворачиваете оранжевую ручку вверху по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы повернуть клапан вверх или вниз. Это позволяет воде течь слева направо через горизонтальную трубу, вокруг изгиба (через зазор, где находился клапан) и наружу через вертикальную трубу справа.

Вы можете повернуть ручку на разную величину, чтобы открыть клапан на разную высоту, пропуская разное количество воды.

В этой конструкции Пола Вессона, запатентованной в 1923 году, внизу имеется дополнительный предохранительный клапан зеленого цвета. Он имеет коническую форму и обычно плотно удерживается на месте желтой пружиной, намотанной вокруг него. Однако, если давление воды возрастает слишком сильно, она давит на конус, открывает клапан, и вода утекает вниз, сбрасывая давление.

Изображение из патента США: 1 449 472: предохранительный кран, созданный Полом Б. Вессоном и компанией Hampden Brass, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

• Справочник по клапанам Филипа Л. Скоузена. McGraw-Hill Education, 2011. Исчерпывающее руководство по различным типам клапанов, их выбору, размеру и типам проблем, с которыми вы можете столкнуться.
• Справочник по клапанам и приводам Брайана Несбитта. Баттерворт-Хайнеманн, 2007/2011. Практическое руководство по выбору и использованию клапанов, включая руководство для покупателя.
• Справочник по клапанам, трубопроводам и трубопроводам Т.Кристофер Диккенсон. Elsevier, 1999. Подробный технический справочник. Много информации о различных типах клапанов и о том, как выбрать клапаны для конкретного применения.

Статьи

• Создание улучшенного клапана, Джина Колата. Нью-Йорк Таймс. 20 июня 2015 г. Новый тип операции на сердечном клапане (транскатетерная замена аортального клапана) снижает риск хирургического вмешательства для пациентов.
• Мужчина из Великобритании получил искусственное пластиковое сердце: NHS Choices, 3 августа 2011 г.Описывает структуру искусственного сердца, в котором используются пластиковые клапаны.
• Предохранительные клапаны предотвращают опасность ожога: BBC News, 5 сентября 2005 г. Отчет о разработке термостатических кранов для защиты пожилых людей.

Патенты

Патенты дают прекрасное представление о технических деталях того, как все работает на самом деле.