Из какого материала выполнена направляющая втулка клапанов: Направляющие втулки клапанов.

Направляющие втулки клапанов.

Направляющие втулки клапанов, какие они должны быть, зазоры их установки и другое.

Приветствую всех любителей самостоятельного ремонта двигателя, своего мотоцикла или автомобиля. В этой статье мы поговорим о достаточно мелких, но важных деталях любого двигателя — направляющих втулках клапанов. Не смотря на свой скромный размер, направляющая втулка клапана деталь очень важная, и рано или поздно ей начинает интересоваться каждый опытный водитель, даже тот, который отдаёт свой мотор на ремонт в автосервис.

Направляющие втулки любого двигателя, обеспечивают точное направление возвратно-поступательному движению клапанов, для их открытия и закрытия в нужный момент, и от состояния трущейся пары втулка-клапан, напрямую зависит расход моторного масла, а так же плотное и точное прилегание тарелки клапана к своему седлу. К тому же, направляющая втулка — это деталь, по которой осуществляется отвод тепла от стержня клапана к головке двигателя.

Так же тепло к головке двигателя отводится и через тарелку клапана и седло (когда клапан находится в закрытом состоянии).

Появление в своё время сёдел и направляющих втулок клапанов, послужило толчком для замены вечно перегревающихся чугунных головок двигателя, более продвинутыми алюминиевыми головками, которые лучше отводят тепло и быстрей остывают.

Ведь во времена, когда головки были чугунными, направляющих втулок и сёдел клапанов не было, то есть эти детали составляли с чугунным телом головки одно целое. И при износе направляющих отверстий, по которым скользили стержни клапанов, а так же при износе (или прогаре) мéста прилегания тарелки клапана, чугунную головку приходилось менять на новую.

Но с другой стороны, каждое конструктивное решение головки двигателя, может исходить из многих причин. Ведь процессы отвода тепла от клапана в монолитную деталь и через запрессованную деталь (втулку или седло) ощутимо отличаются. И если втулка запрессована в тело головки, то средняя температура выпускного клапана большинства бензиновых двигателей около 400 градусов, а максимальная температура может достигать более 800 градусов.

В монолитной же конструкции головки, когда втулки не запрессованы в головку, а просто просверлены направляющие отверстия в теле головки, средняя температура выпускного клапана меньше — примерно 300 — 315 градусов, а максимальная температура достигает не более 700 — 720 градусов.

Но всё же, несмотря на меньшую температуру монолитных головок, от них постепенно отказались из-за их не ремонтопригодности (хотя и их можно отремонтировать — расточить и завтулить, но температура нагрева клапанов, восстановленной таким образом чугунной головки, будет намного больше чем у алюминиевой).

Я думаю, что отказались от чугунных монолитных головок всё таки из-за их веса, и из-за их меньшего теплоотвода, по сравнению с алюминием. Вспомните хотя бы то, как греются чугунные цилиндры старых двигателей, и как греются современные алюминиевые цилиндры (или блоки цилиндров). Естественно, более современный мотор с алюминиевыми цилиндрами греется меньше.

Материал, для изготовления направляющих втулок клапанов.

Раньше втулки точили из чугуна (да и сейчас на некоторых моторах тоже, и ниже станет понятно почему), но чуть позже использовали и металлокерамику (смешивание в точной пропорции порошка меди, графита и железа и затем пропитка маслом этой смеси и далее спрессовка и спекание при определённой температуре).

Металлокерамические направляющие втулки можно встретить и сейчас, например на 412-х Москвичах, или «газонах» — ГАЗ 66. Но минус таких втулок — это то, что их не сделаешь самостоятельно (на токарном станке), так как требуется специальное оборудование. Чугунные же втулки или втулки из латуни или бронзы, можно выточить на обычном токарном станке для любого, даже редкого автомобиля или мотоцикла.

Для более современных форсированных моторов, в том числе и с надувом, втулки начали точить из алюминиевой бронзы. Этот сплав способен обеспечить более лучший отвод тепла от стержня клапана. К тому же этот сплав очень медленно изнашивается от трения, даже в условиях недостаточной смазки трущейся пары (клапан-втулка).

Это важное качество особенно полезно для форсированных моторов с надувом, где условия смазки стержня клапана и втулки очень плохие, так как температура здесь очень высокая (любое масло почти теряет свои смазывающие свойства).

А на стержнях выпускных клапанов условия ещё хуже, так как они сильнее греются. Но на впускном клапане условия смазки тоже плохие, так как масло выдувается из зоны трения стержня клапана, потоком воздуха во впускном коллекторе, который находится под избыточным давлением от надува.

Сейчас, на некоторых иномарках, например Вольво, Ауди,  можно встретить направляющие втулки  из латуни. Но лучше конечно точить втулки из бронзы, так как коэффициент трения у неё меньше. К тому же, как у латуни так и у бронзы, теплопроводность в два раза лучше, чем у чугуна и это очень полезное преимущество перед чугунными втулками.

Но устанавливая направляющие втулки из латуни или бронзы на свой двигатель, не смотря на то, что они более скользкие и износостойкие чем чугун, следует учитывать один важный момент. Как видно из таблицы слева, у латуни и бронзы ощутимо больше коэффициент теплового расширения, чем у чугуна. А это значит что зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой из бронзы или латуни, должен быть больше, чем у втулок из чугуна, иначе при нагреве клапан заклинит в отверстии втулки.

При меньшем чем требуется для латуни зазоре, при нагреве втулки она расширяется и зазор исчезает вовсе. А клапан продолжает своё возвратно-поступательное движение. В итоге, латунь начинает как бы намазываться (наволакиваться) на  твёрдую поверхность (HRC 50-60) стержня клапана, и от этого трущиеся детали нагреваются ещё сильнее. В конечном итоге происходит сварка стального стержня клапана и латунной втулки. В итоге мотор выходит из строя, а при его разборке иногда выбить приварившийся клапан бывает очень сложно, и как правило он выбивается вместе со втулкой.

Причём более склонны к наволакиванию, латуни с небольшим содержанием меди, такие как Л68, Л70, Л62. Цифра в обозначении рядом с буквой, означает процентное содержание меди в латуни, остальное составляет цинк.

Но при большем зазоре в сопряжении стержня клапана и направляющей втулки, увеличится расход моторного масла (несмотря на новые сальники клапанов). Но дело не только в этом, при большем зазоре и приводе клапана через коромысло и рычаг, возникает пусть и небольшое, но всё же боковое усилие, действующее на стержень клапана.

А из-за этого немного нарушается точная посадка тарелки клапана к седлу (очень небольшой перекос), и это означает хоть и очень небольшую, но всё же потерю герметичности клапана (конечно же не как на изношенном моторе, но всё же). Но это происходит только пока мотор не прогреется, ведь при прогреве, втулки расширяются от нагрева и зазор практически полностью уменьшается, и клапан начинает работать идеально ровно.

Но зато втулки из латуни, а тем более из бронзы, намного выигрывают чугунным по ресурсу, так как медленнее изнашиваются, потому что имеют маленький коэффициент трения.

Ну а при слишком маленьком зазоре, нарушаются условия смазки, и как я уже говорил, стержень клапана может заклинить в отверстии втулки.

Поэтому точность зазора между отверстием втулки и стержнем клапана очень важна, и причём величина этого зазора зависит от температурных условий каждого двигателя, а так же от материала втулки. Говоря проще — для каждого материала (сплава) втулки, требуется свой зазор.

И раз латунь или бронза больше расширяются при нагреве, чем чугун, значит при установке на свой двигатель латунной или бронзовой втулки, зазор между её отверстием и стержнем клапана, при одинаковой (нормальной) температуре, всегда должен быть больше, по сравнению с зазором чугунной втулки. Естественно, что на иномарках с латунными или бронзовыми втулками зазоры больше, чем на чугунных, и при ремонте (замене) втулок, всегда следует обязательно проверять и сравнивать эти зазоры с указанными в мануале конкретного двигателя.

Если же вы не можете достать оригинальные втулки для головки двигателя своей машины или мотоцикла, и собираетесь заказать токарю выточить новые, но у вас стояли чугунные, а вы хотите латунные (или наоборот), то тогда следует делать отверстия во втулках согласно приведённой здесь таблице слева, в которой указаны зазоры между стержнем и втулкой для каждого материала.

В таблице приведены зазоры, которые зависят от коэффициента линейного расширения разных материалов ( и естественно коэффициент расширения при нагреве, сделанных из них втулок, во время работы мотора).

Следует только помнить, что при вытачивании втулки, отверстие в ней следует сверлить всегда меньшего диаметра, чем требуется, для того, чтобы после сверления иметь возможность довести отверстие до нужного диаметра с помощью развёртки. Это позволит сделать нормальную (гладкую) внутреннюю поверхность отверстия во втулке — это важно.

После вытачивания новых втулок и развёртывания их отверстий, чтобы получить зазор стержня клапана в отверстии как в таблице (у латуни почти такое же расширение как у бронзы, поэтому бронза не показана в таблице) старые втулки выпрессовываются из головки, и запрессовываются новые. Как это сделать и с помощью чего, я написал вот в этой статье.

К тому же там написано, каким должен быть зазор между наружной поверхностью втулки и отверстием в головке, чтобы запрессовать втулку в тело головки с нормальным натягом. А о ремонте сёдел клапанов, желающие могут почитать вот здесь.

Надеюсь данная статья поможет многим ремонтникам-новичкам, иметь полное представление о направляющих втулках клапанов, а так же о важности правильных зазоров, между ними и стержнями клапанов, успехов всем.

Втулки впускного и выпускного клапанов из чугуна и латуни, размеры

У бензиновых автомобильных двигателей температура впускного клапана достигает 400 градусов, а выпускного более 800 градусов. Впускные клапаны омываются топливо-воздушной смесью, а выпускные — отработавшими газами. При этих условиях втулки клапанов должны прочно сидеть в головке блока цилиндров, осуществлять смазку и обеспечивать отвод тепла от стержня клапана. 

Втулки впускного и выпускного клапанов из чугуна и латуни, геометрические параметры и особенности материала клапанных втулок двигателя.

Требования к геометрии направляющих втулок и характеру их сопряжений по наружному диаметру (D) в головке блока и по внутреннему диаметру (d) со стержнем клапана строго нормированы. Втулки впускного и выпускного клапанов легко отличить. У втулок впускного клапана винтовая канавка для удержания масла нарезана на половину длины, что уменьшает поступление масла в камеру сгорания, а втулка выпускного клапана для лучшего отвода тепла сделана более длинной.

Для головок блоков цилиндров из алюминиевых сплавов втулки изготавливают из чугуна, латуни или бронзы. Бронзовые и латунные втулки обеспечивают более интенсивный отвод тепла от стержня клапана и лучше работают в условиях недостаточной смазки.

Чугунные направляющие втулки впускных и выпускных клапанов.

Их обычно устанавливают в более форсированных двигателях, в которых условия смазки стержней выпускных клапанов весьма неблагоприятны из-за высокой температуры последних, а стержней впускных клапанов — вследствие выдувания и смывания масла топливовоздушной смесью, постоянно находящейся во впускном трубопроводе под пульсирующим давлением.

Латунные направляющие втулки клапанов.

Латунь лучше чем чугун работает в условиях ограниченной смазки, ее теплопроводность в два раза выше, чем у чугуна. У латунных втулок есть смысл изменить посадочную поверхность под маслоотражательный колпачок, удалить канавку под стопорное кольцо и сделать ребро охлаждения, которое одновременно является и фиксатором положения втулки в головке блока цилиндров. Латунные клапанные втулки применяются в двигателях автомобилей Audi, BMW, Volvo.

Размеры направляющих втулок впускных и выпускных клапанов различных автомобилей, зазор и натяг, мм (d — внутренний диаметр, D — наружный диаметр).

Вышеперечисленные свойства латуни позволяют отказаться от винтовых канавок в отверстиях клапанных втулок и сделать втулки впускных и выпускных клапанов одинаковой длины. Так сделано у упомянутых выше иномарок. У части иномарок одинаковыми (короткими) делают ремонтные латунные втулки.

Тепловые характеристики чугуна, стали, бронзы, латуни и алюминия.

Латунные втулки клапанов позволяют уменьшить рабочий зазор в паре втулка — стержень клапана, что уменьшает расход масла. Большой коэффициент теплопроводности латуни способствует быстрой передаче тепла от стержня клапана к головке блока цилиндров и далее к охлаждающей жидкости.

При выборе марки латуни необходимо иметь в виду, что латуни с большим содержанием цинка более дешевые, лучше обрабатываются резанием, лучше прирабатываются и меньше изнашиваются. Вместе с тем у этих латуней меньше теплопроводность. Более низкая температура латунных втулок способствует более длительной работе маслосъемных колпачков, что также уменьшает расход масла.

К сожалению, у латунных втулок есть и минусы. При нормальном рабочем зазоре «разогретой» втулки зазору «неразогретой» слишком велик. Так у Audi (латунь) в соединении втулка — клапан зазор у впускных клапанов 0,1 мм, у выпускных 0,13 мм. Тогда как у автомобилей ВАЗ (чугун) соответственно 0,022-0,055 мм и 0,029-0,062 мм, т.е. примерно в два раза меньше. Попытка уменьшить этот зазор всегда приводит к заклиниванию (схватыванию) стержней клапанов латунными втулками.

При изготовлении втулок необходимо обеспечить максимальную соосность внутреннего отверстия (под стержень клапана) и наружных посадочных поверхностей (в головку и под колпачок). Заметим, что у чугунных втулок, поступающих в запасные части, несоосность встречается довольно часто.

Если головка блока цилиндров чугунная, то установка специальных направляющих втулок клапанов не обязательна, отверстия под клапаны выполнены непосредственно в головке. Усилие запрессовки латунных втулок в 2-3 раза меньше, чем чугунных. Процесс их запрессовки — легкое постукивание по оправке. На втулку колпачок напрессовывают нажатием руки на специальное приспособление. А вот спрессовывается колпачок в этом случае значительно труднее.

По материалам книги «Приспособления для ремонта автомобилей».
Росс Твег.

Похожие статьи:

• Автомобили ГАЗель Next А21R22 и А21R32 с двигателем Cummins ISF2.8s4129Р, размеры, характеристики, основные параметры для контроля, применяемые масла и жидкости.
• Регулировка головных блок-фар Газель Классик ГАЗ-33027, ГАЗ-33023, ГАЗ-27057, ГАЗ-3221, размеры и разметка экрана для регулировки фар.
• Руководство по эксплуатации на дизели Д-245.7Е4, Д-245.9Е4, Д-245.35Е4, 245Е4-0000100 РЭ.
• Система контроля доступа автомобиля Лада Веста, устройство и функции, электрическая схема, порядок обучения системы и ключей зажигания.
• Сборник технологических инструкций на Лада Веста, двигатель, ЭСУД, рулевое управление, подвеска, тормозная система, электрооборудование, кузов.
• Устройство электронного управления работой дизельного двигателя Д-245.7Е4, Д-245.9Е4, Д-245.35Е4, системные блоки, схема расположения компонентов электронной системы управления.

Клапанная пружина

Клапанная пружина

Клапанная пружина предназначена для замыкания кинематической связи системы кулачок распределительного вала — клапан в процессе его перемещения, а также для удерживания клапана в закрытом положении при превышении силы давления в трубопроводе над силой давлением в цилиндре. Она работает в условиях резко меняющихся динамических нагрузок.

Материалом для изготовления пружин является пружинная сталь. Пружину подвергают закалке и среднему отпуску. Концевые витки пружин шлифуют для получения плоской кольцевой опорной поверхности. Для повышения усталостной прочности пружины обрабатывают стальной дробью, а для защиты от коррозии пружину оксидируют, оцинковывают или кадмируют.

Шаг витка цилиндрической пружины обычно делают постоянным по всей длине. Для уменьшения склонности к возникновению резонанса пружину делают с переменным шагом или конической.

Использование двух пружин в клапанном узле позволяет уменьшить габариты клапанного узла и повысить долговечность пружин. Для предотвращения попадания витков одной пружины между витками другой внутренняя и наружная пружины должны иметь противоположные направления или различные углы навивки.

Чтобы повысить долговечность опорной поверхности головки блока цилиндров, под пружину устанавливают стальную штампованную тарелку.

Направляющая втулка обеспечивает поступательное перемещение клапана и отвод теплоты от стержня клапана. Для фиксации в головке цилиндров втулки выполняют с выточкой под пружинное стопорное кольцо, с заплечиками или с наружным конусом. Втулку изготовляют из антифрикционных серых чугунов, бронзы, спекаемой хромистой или хромони-келевой керамики. Для повышения износостойкости и антифрикционных свойств керамические втулки, пористая структура которых позволяет хорошо удерживать смазку, сульфидируют и гра-фитизируют в масле.

Зазор между направляющей втулкой и стержнем клапана для впускных клапанов устанавливают меньше, чем для выпускных, из-за разной температуры нагрева.

Клапан с пружиной крепятся опорной тарелкой и двумя разрезными сухарями 2 с углом конуса 10… 15°.

В верхней части стержня клапана для установки сухарей делают специальные выточки: цилиндрическую с галтелями, с одним или двумя поясками или коническую.

Поворотный механизм клапана используется для увеличения долговечности и надежности работы фасок в сопряжении клапан-седло головка клапана. Конструктивно он может быть выполнен в виде обоймы, на которую опирается пружина, или дополнительной конической втулки. Обойма вращается за счет перекатывания шариков в наклонных углублениях из-за изменения сил, вызывающих перемещение клапана. Втулка нижним торпом опирается на днище тарелки по небольшой площади. В определенные моменты времени, когда суммарная сила, действующая вдоль оси клапана, невелика и сила трения в плоскости контакта мала, вибрация двигателя вызывает колебания втулки, отрывает ее от тарелки и поворачивает вместе с клапаном.

Вопросы по теме картер и пр. (Раздаточный материал к модулю 1 (Двигатели))

Текст из документа «Вопросы по теме картер и пр.»

Вопросы для контроля студентов по теме «Картер, блок цилиндров, головка блока»

Вариант1.

1. Из какого материала выполнена верхняя половина картера двигателя?

2. Для чего нужны утолщения (пояски) в силовых шпильках подшипников?

3. Какая часть двигателя называется передней, а какая задней?

4. Для чего устанавливают щиток в нижней половине картера?

5. Материал прокладок между блоком цилиндров и головкой блока?

Вариант 2.

1. Из какого материала выполнен блок цилиндров?

2. Для чего нужны «дренажные» отверстия в дне отверстий под шпильки в верхней половине картера?

3. С какой стороны с двигателя снимается момент на гитару?

4. Назначение бугельного замка в верхней половине картера?

5. Материал прокладки между головкой блока и крышкой головки блока?

Вариант 3.

1. Из какого материала выполнена головка блока цилиндров?

2. Смысл установки резинового пояска (люнета) на стягивающие шпильки бугельного замка?

3. С какой стороны устанавливаются патрубки впуска воздуха?

4. С какой стороны крепится крышка центрального подвода масла?

5. Материал прокладки между крышкой головки блока и лючками?

Вариант 4.

1. Из какого материала выполнена нижняя половина картера?

2. Для чего нужны отверстия в боковых стенках рубашки блока цилиндров?

3. С какой стороны устанавливается выпускные патрубки (выхлопа)?

4. Смысл бабышек в верхней части рубашки блока цилиндров?

5. Чем отличается тип смазывания с «сухим картером» от смазывания по типу «мокрый картер»?

Вариант 5.

1. Из какого материала выполнены направляющие втулки клапанов?

2. Каким образом устанавливается гильза в рубашку блока цилиндров?

3. С какой стороны находятся впускные клапаны?

5. Какая прокладка используется между верхней и нижней половиной картера двигателя?

Ответы.

Вариант 1.

1. Алюминиевый сплав.

2. Для центровки подшипников — центрующие пояски.

3. Передней называется та часть двигателя на которой устанавливается механизм передач, а задней та часть двигателя с которой снимается момент.

4. Щиток-маслоуловитель устанавливается для уменьшения барботажа масла, стекающего с трущихся поверхностей.

5. Дюралюминий.

Справочная и техническая информация о деталях двигателей

Назначение гильз, требования к гильзам цилиндров.

Стенки цилиндра двигателя образуют совместно с поршнем, кольцами и поверхностью камеры сгорания пространство переменного объема, в котором совершаются все рабочие процессы двигателя внутреннего сгорания. Стенка цилиндра должна быть тщательно обработана и образовывает с поршневыми кольцами пару скольжения. Цилиндры и гильзы цилиндров нагружаются силами давления газов, боковой нагрузкой от поршня и температурной нагрузкой. Переменная по величине и направлению боковая нагрузка вызывает изгиб и вибрацию цилиндра и ослабляет его крепление к картеру. Стенки цилиндра под действием возникающих при движении поршня сил трения подвергаются, кроме того, износу. Гильзы цилиндров должны быть прочными, жесткими, износостойкими, обеспечивать, возможно, меньшие потери на трение поршня о поверхность цилиндра. Внешняя и внутренняя поверхность гильз должна обладать антикоррозионной устойчивостью. Конструкция гильз должна также обеспечивать надежность уплотнений в местах стыков гильз с головкой и блоком цилиндров. Гильзы цилиндров могут, являются как самостоятельной конструкционной единицей двигателя («мокрые» и гильзы двигателей  воздушного охлаждения), так и являться элементом ремонтной технологии, предусмотренной заводом изготовителем (например: «сухие» гильзы для двигателей, где цилиндры выполнены заодно с блок-картером).  В автомобильных и тракторных двигателях наибольшее распространение получили чугунные гильзы.

По конструкции гильзы цилиндра современных автомобильных и тракторных двигателей можно разделить на три основные группы:

1. «Мокрые» гильзы цилиндров.
2. «Сухие» гильзы цилиндров.
3. Гильзы для двигателей с воздушным охлаждением. 

 

«Мокрые» гильзы. Конструкцией двигателя с водяным охлаждением предусмотрена полость в картере двигателя, так называемая «рубашка охлаждения». Гильза, соприкасающаяся свой поверхностью с охлаждающей жидкостью находящейся в «рубашке охлаждения» называется «Мокрой». «Мокрые» гильзы цилиндров обеспечивают лучший отвод тепла, но картер двигателя с такими гильзами обладает меньшей жесткостью. Большое распространение эти гильзы получили на грузовых и тракторных двигателях в силу своей высокой ремонтопригодности. Как правило, выпускаемые производителями «мокрые» гильзы не требуют перед установкой, какой либо доработки. Изношенные «мокрые» гильзы в большинстве случаев не ремонтируют, а заменяют новыми без снятия двигателя с шасси. Для предотвращения прорыва газов в охлаждающую жидкость и просачивания этой жидкости в цилиндр и картер двигателя «мокрые» гильзы комплектуются уплотнительными прокладками. Внутренняя поверхность гильз тщательно обрабатывается (хонингуется)для того что бы обеспечить наличие требуемой масляной пленки для смазки поршневых колец. Двигатели с «мокрыми» гильзами устанавливаются почти на все современные коммерческие автомобили.

«Сухие» гильзы. Гильзы, не имеющие соприкосновения с охлаждающей жидкостью, называются «сухими» гильзами. Конструкцией некоторых двигателей предусмотрена заливка при изготовлении в блок картер гильз изготовленных из износостойкого материала, создавая тем самым оптимальные условия для работы цилиндропоршневой группы. Например, некоторые модели двигателей HONDA, Land Rover, Volkswagen, AUDI, VOLVO и многих других производителей имеют алюминиевый блок цилиндров (для уменьшения веса силового агрегата) и залитые в него «сухие» гильзы (для увеличения ресурса и повышения ремонтопригодности).  Но самое широкое распространение «сухие» гильзы получили в сфере капитального ремонта двигателя. Не «загильзованный» блок цилиндров современного двигателя имеет несколько, предусмотренных технологией, расточек с последующей установкой в него ремонтных поршней. Установка «сухих» гильз позволяет не менять блок двигателя даже после износа цилиндра расточенного в последний ремонтный размер. Производители гильз выпускают так называемые, заготовки гильз, то есть гильзы имеющие запас по длине и внешнему диаметру, которые после токарной обработки запрессовываются с натягом в блок цилиндров. Такие гильзы как правило не имеют обработки внутренней поверхности. Они растачиваются и хонингуются только после установки гильзы в блок цилиндров. Поверхность блока цилиндров под установку тоже повергается тщательной обработке: расточке и в некоторых случаях хонингованию. Гильза с упором устанавливается в блок под давлением, с натягом (в среднем 0,03-0,04 мм), для гильз, не имеющих упора натяг больше. Наружная поверхность «сухих» ремонтных гильз, как правило, подвергается шлифовке, для увеличения плотности прилегания к блоку цилиндров.  Гильзы могут фиксироваться при установке верхним буртом, нижним буртом или вообще могут устанавливаться без упора. Некоторые японские производители, например ISUZU, изготавливают двигатели с тонкостенными стальными гильзами, имеющими покрытие из пористого хрома железом. Такие гильзы не подвергаются механической обработке и устанавливаются в блок цилиндров без натяга, с небольшим усилием и удерживаются в блоке за счет прижатия широкого бурта гильзы головкой блока. Блок картер с сухими гильзами имеет повышенную жесткость по сравнению с блоком, с установленными «мокрыми» гильзами.

Гильзы цилиндров для двигателей с воздушным охлаждением. В двигателях воздушного охлаждения конструкция оребрения и необходимость создания охлаждающих воздушных потоков не позволяют применять блок-картерный тип отливки. В этих двигателях применяют отдельно отлитые цилиндры с воздушными ребрами, расположенными чаще всего перпендикулярно оси цилиндра. Эти гильзы цилиндра крепятся к верхней части картера короткими шпильками через опорный фланец (несущие цилиндры) или при помощи анкерных (несущих) шпилек. Гильзы цилиндров двигателей воздушного охлаждения изготавливают как из одного (монометаллические), так и из двух (биметаллические) металлов. Монометаллические цилиндры делают из чугуна, реже из стали или легких сплавов. Из биметаллических цилиндров получили распространение чугунные или стальные цилиндры с залитыми (или навитыми) алюминиевыми ребрами. Широкое распространение двигатели с воздушным охлаждением получили среди производителей тяжелой строительной техники. Ярким примером является всемирно известный производитель индустриальных двигателей немецкая фирма DEUTZ.

Устройство головки цилиндров двигателя МеМЗ-968Н автомобиля ЗАЗ-968М «Запорожец»

У двигателя внутреннего сгорания (ДВС) МеМЗ-968Н автомобиля ЗАЗ-968М «Запорожец» головка 9 цилиндров с полуклиновой камерой сгорания, на два цилиндра общая, отлита из сплава алюминия и обладает ребрами охлаждения. В головку цилиндров запрессованы втулки 11 клапанов, сделанные из спеченной керамики и седла 7 и 8 клапанов, которые выполнены из особого чугуна. В отверстия под свечи закручиваются бронзовые резьбовые втулки 16, которые фиксируются штифтами.

В новой направляющей втулке диаметр отверстия под стержень клапана составляет 7,992-8,020 мм, а ширина рабочей фаски седла клапана равна 1,4-2,0 мм. Перед тем, как установить втулки, седла клапанов и направляющие головку нагревают до 200-220° C. Маслосливная трубка 6 и кожухи 5 штанг также запрессованы в головку.

У головки есть два раздельных впускных канала, расположенных по одному на цилиндр, а также два выпускных канала, которые находятся со стороны свечей зажигания. Патрубки 14 с плоскими фланцами для закрепления выпускных труб запрессованы в расточки выпускных каналов.

В головках для их правильной установки есть проточки, садящиеся на цилиндры центрирующим пояском.

Гайки, служащие для крепления головки цилиндров необходимо затягивать исключительно на холодном двигателе, в два приема: в первый раз с усилием 16-20 Н·м (1,6-2,0 кгс·м) и в завершении — 40-50 Н·м (4-5 кгс·м).

Объем выполненной в головке камеры сгорания составляет 41,2-43,7 см³.

В головке на 4-е опоры ставится валик коромысел в сборе с коромыслами. Головка сверху закрывается крышкой.

Головка цилиндров двигателя МеМЗ-968Н: 1 — Прокладка; 2 — Коллектор впускной; 3 — Крышка головки цилиндров; 4 — Прокладка крышки головки цилиндров; 5 — Кожух штанги; 6 — Трубка маслосливная; 7 — Седло впускного клапана; 8 — Седло выпускного клапана; 9 — Головка цилиндров; 10 — Шпилька валика коромысел; 11 — Втулка направляющая клапанов; 12 — Рым; 13 — Штифт; 14 — Патрубок выпускной; 15 — Заглушка масляного канала; 16 — Втулка свечи; 17 — Шпилька крепления крышки.

Крышка 3 головки цилиндров двигателя МеМЗ-968Н отштампована из листовой стали и на поверхности имеет ребра жесткости. К стенкам с внутренней стороны крышки приварены масляные отражатели для улучшения слива масла. Между головкой и крышкой поставлена уплотнительная прокладка 1, выполненная из материала БР-1 толщиной 3 мм. К головке крышка закрепляется 4-мя шпильками с гайками.

Впускной коллектор 2 отлит из сплава алюминия и обладает общим входом и раздельными патрубками на каждый цилиндр двигателя. Коллектор к головке цилиндров прикрепляется шпильками. Под фланцы ставят нужное количество прокладок 1 до выбора зазора между впускной трубой и фланцем.

Начатый в карбюраторе процесс приготовления горючей смеси продолжается во впускном трубопроводе. Там горючая смесь подогревается с целью лучшего испарения топлива, для более равномерного распределения по цилиндрам двигателя МеМЗ-968Н и для его полного перемешивания с воздухом.

Во впускном трубопроводе горючая смесь подогревается горячим воздухом от цилиндров и головок цилиндров. При этом, независимо от режима работы двигателя автомобиля ЗАЗ-968М, к впускному трубопроводу подводится приблизительно постоянное количество тепла. Объем же проходящей через трубопровод горючей смеси полностью зависит от режима, в котором работает двигатель. Оно при снижении нагрузки уменьшается, а приток к впускному трубопроводу тепла остается прежним. Из чего следует, что смесь в этом случае сильнее подогревается, и наоборот, чем больше нагрузка, тем больший объем смеси проходит через трубопровод при постоянном потоке тепла. Смесь, следовательно, подогревается меньше. Степень подогрева горючей смеси, таким образом, меняется автоматически, в зависимости от режима, в котором работает двигатель ЗАЗ-968М, именно так, как это нужно для оптимальных условий его работы.

дилеры фольксваген в москве

электромагнитная форсунка — патент РФ 2098653

Использование: двигателестроение, в частности бензиновые двигатели, оборудованные системой впрыска топлива с электронным управлением. Сущность изобретения: электромагнитная форсунка содержит регулировочный винт, корпус, в котором расположены электромагнит соосно с корпусом, коническое седло, направляющая втулка. Якорь жестко закреплен с клапаном, выполненным в виде шара. Пружина упирается одним концом в клапан. Направляющая втулка выполняет дополнительную роль фильтрующего элемента, а пружина вторым концом упирается в регулировочный винт. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Рисунок 1

Формула изобретения

1. Электромагнитная форсунка для циклической подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащая корпус, в котором расположены электромагнит соосно с корпусом, коническое седло, направляющая втулка, якорь с жестко закрепленным клапаном, выполненным в виде шара, упирающегося в коническое седло и отцентрированного относительно оси седла направляющей втулкой, пружина, упирающаяся одним концом в клапан, отличающаяся тем, что она снабжена регулировочным винтом, направляющая втулка выполняет дополнительно роль фильтрующего элемента, а пружина вторым концом упирается в регулировочный винт. 2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что втулка выполнена в виде шайбы, спеченной, например, из бронзовых шариков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано для впрыскивания легкого топлива во впускной тракт двигателя. Известны электромагнитные форсунки для ДВС, содержащие корпус, в котором размещены электромагнит, подпружиненный якорь-сферический клапан. К таким форсункам следует отнести, например, серийно выпускаемые форсунки фирмы «Bosch» в модификации EV6. В этих форсунках коническое седло клапана выполнено за одно целое с цилиндрической направляющей. Изготовление такого седла при высоких требованиях к концентричности цилиндрической поверхности направляющей с конической поверхностью седла, а также к зазору между клапаном и направляющей представляет значительные технологические трудности и требует специального оборудования. Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, выбрана форсунка, по заявке РСТ 9105951, кл. F 02 M 51/08, 61/12, 1991. К недостатку этой форсунки следует отнести то, что в ней отсутствует устройство регулировки натяжения пружины, позволяющее осуществлять регулировку натяжения пружины в процессе работы форсунки. В изобретении решена задача устранения указанных недостатков прототипа путем введения устройства регулировки натяжения пружины в виде регулировочного винта. Сущность изобретения в том, что электромагнитная форсунка снабжена регулировочным винтом, а направляющая втулка выполнена из какого-либо антифрикционного материала (например, латуни или бронзы) в виде шайбы со звездообразным отверстием, центрирующим с жесткими допусками сферический клапан. Направляющая втулка, выполненная из спеченных бронзовых шариков, дополнительно является топливным фильтром, защищающим клапанную пару. На чертеже изображена предлагаемая форсунка в разрезе. В корпусе 1 электромагнитной форсунки расположены электромагнит 2, якорь 3, жестко закрепленный с клапаном 4, седло 5, пружина 6, упирающаяся одним концом в клапан 4, а другим в регулировочный винт 7, сочлененный с корпусом поводком 8, втулка 9 с рифленой поверхностью А, для доступа к которой в корпусе 1 выполнено отверстие Б, уплотнительные кольца 10, направляющая втулка 11. Форсунка работает следующим образом: топливо под постоянным избыточным давлением подводится через штуцер во внутреннюю полость форсунки. В исходном состоянии клапан 4 прижат пружиной 6 к седлу 5 и форсунка закрыта. При подаче на обмотку управляющего электрического импульса тока якорь 3 притягивается к сердечнику, клапан 4 открывается и топливо через дозирующее отверстие в седле 5 впрыскивается в двигатель. После окончания управляющего импульса клапан 4 под воздействием усилия пружины 6 закрывается и подача топлива прекращается. Количество подаваемого за цикл топлива определяется временем открытого состояния клапана 4 и задается длительностью управляющего импульса, подаваемого на обмотку форсунки. Через отверстие Б путем воздействия на рифленую поверхность А втулки 9 достигается компенсация различных погрешностей путем изменения натяжения пружины. Уплотнительными кольцами 10 осуществляется герметизация. Для устранения образования асимметричного факела распыленного топлива при установке форсунки наклонно к горизонту введена направляющая втулка 11 со звездообразным отверстием, центрирующим с жесткими допусками сферический клапан 4. Топливо поступает к клапану через пазы в этом звездообразном отверстии в том случае, если направляющая втулка 11 выполнена из спеченных бронзовых шариков, отпадает необходимость изготавливать сложный фигурный профиль отверстия для прохода топлива оно приходит между шариками. В данном случае направляющая втулка выполняет и второе назначение: она является дополнительным топливным фильтром, защищающим клапанную пару форсунки. В настоящее время освоено промышленное производство форсунки по изобретению на АО «Карбюраторный завод» в Санкт-Петербурге применительно к новым двигателям Заволжского, Ульяновского и Уфимского моторных заводов.

Клапаны двигателя

Топливо-воздушная смесь поступает в цилиндры через отверстия впускных клапанов, а сгоревшие газы выводятся через отверстия выпускных клапанов. Головка каждого клапана открывает и закрывает эти отверстия цилиндра. В авиационных двигателях используются клапаны тарельчатого типа. Клапаны также типичны по своей форме и называются грибами или тюльпанами из-за их сходства с формой этих растений. На рис. 1-20 показаны различные формы и типы этих клапанов.

Рисунок 1-20. Различные типы клапанов.

Конструкция клапана

Клапаны в цилиндрах авиационного двигателя подвергаются воздействию высоких температур, коррозии и рабочих нагрузок; таким образом, металлический сплав в клапанах должен выдерживать все эти факторы. Поскольку впускные клапаны работают при более низких температурах, чем выпускные, они могут быть изготовлены из хромоникелевой стали. Выхлопные клапаны обычно изготавливаются из нихрома, сильхрома или кобальтхромовой стали, поскольку эти материалы гораздо более жаропрочные.

Головка клапана имеет шлифованную поверхность, которая образует уплотнение против заземленного седла клапана в головке цилиндров, когда клапан закрыт. Лицевая поверхность клапана обычно шлифуется под углом 30 ° или 45 °. В некоторых двигателях поверхность впускного клапана отшлифована под углом 30 °, а поверхность выпускного клапана — под углом 45 °. Поверхности клапана часто делают более прочными за счет применения материала, называемого стеллитом. Около 1⁄16 дюйма из этого сплава приваривается к торцу клапана и шлифуется под правильным углом.Стеллит устойчив к высокотемпературной коррозии, а также к ударам и износу, связанным с работой клапана. Некоторые производители двигателей используют нихромовую облицовку клапанов. Это служит той же цели, что и материал стеллита.

Рисунок 1-21. Вид на направляющую клапана, установленную на головке блока цилиндров.

Шток клапана действует как пилот для головки клапана и перемещается в направляющей клапана, установленной для этой цели в головке блока цилиндров. [Рис. 1-21] Поверхность штока клапана закалена для предотвращения износа.Шея — это часть, которая образует соединение между головой и стеблем. Наконечник клапана закален, чтобы выдерживать удары коромысла клапана при открытии клапана. Обработанная канавка на штоке возле наконечника принимает шпонки штока с разрезным кольцом. Эти стволовые ключи образуют стопорное кольцо для удержания пружины клапана удерживающей шайбы на месте. [Рисунок 1-22] Рисунок 1-22. Стволовые ключи, образующие стопорное кольцо удержания пружины клапана фиксирующих шайб на месте.

Некоторые штоки впускных и выпускных клапанов полые и частично заполнены металлическим натрием.Этот материал используется потому, что он отлично проводит тепло. Натрий плавится примерно при 208 ° F, и возвратно-поступательное движение клапана приводит к циркуляции жидкого натрия, позволяя ему отводить тепло от головки клапана к штоку клапана, где оно рассеивается через направляющую клапана к головке цилиндров и охлаждающим ребрам. . Таким образом, рабочая температура клапана может быть снижена на 300–400 ° F. Ни при каких обстоятельствах клапан, заполненный натрием, не должен открываться или подвергаться обработке, которая может вызвать его разрыв.Попадание натрия в эти клапаны в наружный воздух приводит к пожару или взрыву с возможными травмами.

Наиболее часто используемые впускные клапаны имеют твердые штоки, а головка имеет либо плоскую форму, либо форму тюльпана. Впускные клапаны для двигателей малой мощности обычно имеют плоскую головку. В некоторых двигателях впускной клапан может быть типа «тюльпан» и иметь шток меньшего размера, чем выпускной клапан, или он может быть похож на выпускной клапан, но иметь твердый шток и головку. Хотя эти клапаны похожи, они не являются взаимозаменяемыми, так как поверхности клапанов изготовлены из разного материала.Впускной клапан обычно имеет плоскую фрезеровку на конце, чтобы идентифицировать это.

Летный механик рекомендует

Сиденья и направляющие — Требования к материалам

Тарельчатый клапан в двигателе внутреннего сгорания подвергается очень суровым условиям эксплуатации с быстро меняющимися нагрузками и тепловыми циклами. Как правило, с клапаном контактируют еще четыре компонента — зазор, уплотнение штока, направляющая клапана и седло клапана.Тем не менее, некоторые двигатели работают без уплотнений штока, а крышки люков недавно были рассмотрены в другой статье RET-Monitor.

Хотя они имеют очень похожий цикл работы, впускной и выпускной клапаны подвергаются очень разным тепловым циклам, при этом выпускной клапан работает намного горячее, чем впускной. Это связано с тем, что впускной клапан будет иметь относительно холодный воздух или воздушно-топливную смесь, периодически обтекающую его, тогда как выпускной клапан нагревается за счет протекающих мимо очень горячих сгоревших выхлопных газов.Следовательно, к выпускному клапану предъявляются гораздо более высокие требования в отношении термостойкости материала и более высокие требования к охлаждению.

Седла клапана являются основным средством отвода тепла от клапана, поэтому одним из требований к материалу седла является высокая теплопроводность. Сочетание площади контакта клапана с седлом и теплопроводности определяет потенциальную скорость отвода тепла от седла.

Седла клапанов часто изготавливаются из медных сплавов, причем бериллиевая медь популярна благодаря сочетанию прочности и теплопроводности.Обычно входное седло изготавливают из более прочного материала с меньшей теплопроводностью. Медные сплавы также являются отличными подшипниковыми материалами: они очень устойчивы к заклиниванию и не вступают в химическую реакцию с какими-либо жидкостями, проходящими через порты и камеру сгорания.

Температурный предел для медных седел выхлопных газов иногда достигается для седел выхлопных клапанов в двигателях с форсированным двигателем с высокими температурами выхлопных газов, где седло иногда может начать плавиться.В производственных двигателях часто используются вкладыши седла клапана, изготовленные путем спекания порошковых черных металлов, а некоторые компании разработали спеченные материалы, которые пропитаны медью для улучшения теплопроводности.

Направляющие клапана также обычно изготавливаются из медных сплавов. Поскольку через направляющую передается меньше тепла, чем через седло, требования к теплопроводности ниже, а используемые материалы, как правило, не являются очень дорогими сплавами, содержащими бериллий.При этом двигатели, в которых используются клапаны с натриевым охлаждением, пропускают через направляющую гораздо большую часть тепла; жидкий натрий очень эффективно забирает тепло от головки клапана и передает его штоку. Требования к прочности также ниже; в идеальной ситуации на клапан не должно быть боковой нагрузки, хотя в реальном мире часто возникает некоторая боковая нагрузка от срабатывания клапана и тепловая деформация головки.

Хотя направляющая и седло обрабатываются концентрически с большой точностью, было бы наивно думать, что они остаются идеально концентрическими при использовании.Боковые нагрузки достаточно низкие, чтобы можно было использовать другие материалы. Алюминий — один из возможных кандидатов, так как он имеет низкую плотность и высокую теплопроводность. Чугунные направляющие широко используются в промышленных двигателях, работающих в тяжелых условиях, и были разработаны направляющие материалы из порошкового металла и черного металла, в которых смазочные жидкости хранятся в порах спеченной структуры. Также существуют спеченные направляющие материалы, пропитанные твердыми смазочными материалами.

Автор Уэйн Уорд

(PDF) Сравнительное исследование различных материалов с Al-Sic для направляющих клапана двигателя с использованием FEM

H.К. Шриваства и соавт.

ers уже были поощрены удовлетворить противоречивые требования к увеличению мощности и производительности,

более низкому расходу топлива, снижению выбросов загрязняющих веществ и снижению вибрации и шума. Чтобы удовлетворить эти

новые и возникающие потребности, автомобильная промышленность признала необходимость замены материалов.

Композитные материалы с металлической матрицей обеспечивают выдающиеся свойства в большом количестве автомобильных компонентов, таких как

, например, поршень, гильза цилиндра, клапаны двигателя, тормозные диски, тормозные барабаны, диски сцепления, тяги и т. Д.

Было задокументировано несколько функций по замене используемых в настоящее время материалов матричными композитами из алюминия

для различных автомобильных деталей, а именно. поршень, гильза цилиндра, клапаны двигателя, вкладыши седла клапана и т. д.

Направляющие клапана двигателя из композитных материалов Al-Sic уже изготовлены методами порошковой металлургии и литья

. Были измерены и сравнены прочность на радиальное раздавливание, твердость и износостойкость направляющих клапана двигателя из чугуна и сплава Al-SiC

.Было обнаружено, что композиты Al-SiC с содержанием SiC от 5 до 30 мас. %

имеют повышенную твердость по Роквеллу и прочность на радиальное раздавливание по сравнению с чугунными направляющими клапана двигателя

. Было обнаружено, что направляющие клапана двигателя из сплава Al-SiC с содержанием SiC 20 и 30% обладают более высоким уровнем износостойкости

по сравнению с направляющими клапана двигателя из чугуна. Существующая работа включает в себя стратегию конечных элементов

, чтобы включить перспективы композитов Al-SiC как одного альтернативного материала для направляющих клапанов двигателя

.Анализ методом конечных элементов направляющих клапанов двигателя проводился с использованием программы Ansys 13.0

. Были использованы граничные условия температуры, смещения и давления, и было получено распределение температуры, напряжения и напряжения на всей площади направляющих клапанов двигателя. Сплавы Alumi-

num более широко используются в качестве потенциальных матричных материалов по сравнению с некоторыми другими сплавами

.

В 2000 году Кацунао Чикахата, Коитиро Хаяши (номер публикации US6012703 A) [1] представили направляющую клапана

и процесс производства, они говорят, что направляющая клапана изготовлена ​​из спеченного сплава, а

используется для двигателя, и более конкретно, к направляющей клапана, которая имеет высокую износостойкость и может предотвратить появление задиров на поверхности штока клапана, связанного с направляющей клапана.

В 2009 году Сухэль Ахмед [2] представил разработку и определение характеристик гибридных композитов

на основе Al7075. Композиты на основе алюминия с металлической матрицей стали важным классом материалов для структурных, износостойких, термических, транспортных и электрических применений

.

Шриниваса Р. Бакши, Ди Ван, Тимоти Прайс, Арвинд Агарвал в 2009 году [3] представили микроструктуру и

Износостойкость покрытий из алюминиево-алюминиево-кремниевого композитного материала, полученных холодным напылением.

Манодж Сингла, Д. Дипак Двиведи, Лахвир Сингх, Викас Чавла в 2009 г. [4] продемонстрировали, что разработали традиционный малозатратный

метод производства ММС и получения гомогенной дисперсии керамического материала.

В 2011 году Дуния Абдул Сахеб [5] представила композиты из карбида кремния и графита алюминия в виде частиц

.

Раман Прит Сингх, Эр. Рахул Сингла в 2012 году [6] представил трибологические характеристики сплава алюминий-кремний

с карбидом, полученным путем механического легирования алюминиево-металлических композитов, которые представляют собой комбинации материалов

таким образом, чтобы полученные материалы обладали определенными конструктивными свойствами при улучшенном качестве.

В 2014 году П.С. Чайтанья [7] сравнил алюминиевый сплав 6061 с алюминиевым сплавом A204 для корпуса цилиндра с ребрами

, который смоделирован, а термический анализ переходных процессов выполнен с использованием Pro / Engineer и ANSYS. Эти ребра

используются в системах воздушного охлаждения двухколесных транспортных средств. В исследовании рассматриваются различные параметры (т.е. геометрия и толщина ребра

), уменьшая толщину, а также изменяя форму ребра на круглую форму от традиционной геометрии i.е. прямоугольной формы, вес корпуса ребра уменьшается, тем самым увеличивая на

скорость теплопередачи и эффективность ребра. И пришел к выводу, что за счет использования круглого ребра из материала

Алюминиевый сплав 6061 лучше, поскольку скорость теплопередачи ребра больше, а также за счет использования круглых ребер вес корпуса ребра

уменьшается по сравнению с существующим прямоугольным ребром цилиндра двигателя.

Silva F.S [8] в 2006 году проанализировал поршень, поврежденный усталостью.Осматриваются поврежденные старты на коронке, кольцевые канавки,

отверстий под пальцы и юбку. В его работе анализируется как термическая усталость, так и структурная или механическая усталостная дамба —

возрастов. Анализ линейных статических напряжений с применением «космоса» используется для определения распределения напряжений

во время сгорания. Он также обсуждает напряжения в головке поршня и отверстиях под пальцы, а также напряжения в канавке

,

и юбке в зависимости от зазоров до земли.

Экрем Бююккая [9] еще в 2007 году исследовал стандартный (без покрытия) поршень дизельного двигателя, изготовленный из сплава алюминия

минимум

и стали. Он провел термический анализ поршня, покрытого материалом Mgo-ZrO2, используя коммерческий код ANSYS. Наконец, результаты четырех разнесенных поршней сравниваются друг с другом. Результаты исследования

покрытий на тепловое поведение поршня были исследованы, и был сделан вывод, что максимальное значение

Что такое уплотнения штока клапана и что они делают для вашего двигателя?

Уплотнения штока клапана управляют смазкой штока клапана, когда он скользит в направляющей клапана.Слишком мало масла вызывает износ штока и направляющей. Слишком много масла увеличивает расход масла и может вызвать накопление нагара, что приведет к повреждению седла клапана и преждевременному истиранию клапана. Неисправные уплотнения штока клапана увеличивают расход масла.

Уплотнение штока клапана.

Ужесточающиеся нормы выбросов требуют, чтобы масло не попадало в камеру сгорания. Эти правила, в сочетании с тем, что современные двигатели работают более горячо, а клапаны открываются и закрываются со скоростью 100 000 раз в час, требуют, чтобы уплотнения штока клапана были изготовлены из материалов высочайшего качества и с использованием новейших технологий, чтобы гарантировать долговечное уплотнение.Это привело к снижению потребности в замене уплотнения штока клапана. В настоящее время эта работа обычно выполняется только при ремонте головки двигателя.

Конструкции уплотнений

Существуют две основные конструкции уплотнения штока клапана: дефлекторные (зонтичные) уплотнения и положительные уплотнения.

Уплотнение штока дефлекторного клапана.

• Положительные уплотнения прикрепляются к втулке направляющей клапана. Они работают как ракель, вытирая и дозируя масло на штоке, когда оно проходит через уплотнение.
• Уплотнения дефлектора, как следует из названия, отводят масло от штока клапана.Также называемые зонтичными уплотнениями, они перемещаются вместе со штоком клапана, чтобы защитить направляющую клапана от избыточного масла.

Выбор материала

Уплотнения штока клапана изготавливаются из различных материалов, включая нейлон, тефлоновый каучук, сталь и синтетический каучук. Иногда эти материалы объединяют в единый изысканный дизайн.

Когда используется синтетический каучук, существует три основных типа: нитрил, полиакрилат и витон®. Самая большая разница между тремя типами уплотнений из синтетического каучука — их термостойкость.Уплотнение из синтетического каучука с недостаточной термостойкостью преждевременно затвердеет и потрескается. Это может привести к деградации уплотнения с отламыванием его частей и засорением системы смазки и маслосборного экрана, что приведет к повреждению двигателя из-за потери смазки. По этой причине многие уплотнения штока клапана NAPA для автомобилей последних моделей изготавливаются из Viton®. Viton® — лучший материал, доступный в настоящее время для использования во многих современных двигателях, работающих в более горячих условиях, особенно в небольших отечественных и импортных моделях.Его часто сочетают с «металлической оболочкой» или покрытием, которое полностью окружает положительное уплотнение из Viton®. Viton® обеспечивает отличную устойчивость к нагреванию (до 450 ° F) и истиранию и является выбранным материалом для большинства уплотнений штока клапана Fel-Pro.

Ознакомьтесь со всеми деталями двигателя , доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания AutoCare NAPA для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о том, как работают уплотнения штока клапана, поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фото любезно предоставлено Flickr.

Замена направляющих клапанов мотоциклов

Во время обслуживания ГБЦ механик часто сталкивается с вопросом, заменять или нет направляющие клапана. Эти простые детали работают в суровых условиях (особенно выхлопные патрубки) и изнашиваются в течение длительного времени.

Замена направляющих клапанов мотоциклов

Лицензия John H Glimmerveen на About.com

Во всех алюминиевых головках цилиндров используется направляющая клапана из другого (более износостойкого) материала.Как правило, это бронза или чугун, оба материала имеют приемлемые свойства износостойкости и цену.

Примечание. Большинство производителей двигателей рекомендуют бронзовые направляющие, поскольку они обладают лучшими характеристиками износа по сравнению с их аналогами из чугуна. Однако бронзовые направляющие обычно стоят в четыре раза больше, чем чугунные (например, 4 доллара против 16 долларов).

Перед заменой направляющих клапанов механик должен тщательно осмотреть клапаны, направляющие и седла клапана.Чтобы завершить тщательный осмотр различных деталей, механик должен полностью разобрать головку блока цилиндров. Разборка будет включать удаление клапанов (типа OHC), заглушек и любых уплотнений (Примечание: все уплотнения должны быть автоматически заменены во время обслуживания головки блока цилиндров).

Опора для головы

После того, как головка полностью разобрана и осмотрена, механик должен подготовить место для работы. Поскольку алюминиевые головки относительно легко повредить, рекомендуется сделать деревянную опору (см. Фотографию).Кроме того, выколотки подходящего размера должны быть готовы к использованию, как только голова будет нагрета. Первая выколотка должна быть из алюминия (лучше всего из круглого прутка 6061), а за ней следует стальная выколотка немного меньшего диаметра, чем у наружной части направляющей. Например, для направляющих с наружным диаметром 0,500 дюйма (внешний диаметр) механик должен использовать выколотку 7/16 дюйма (0,4375 дюйма) для второй выколотки, которая будет проходить через направляющее отверстие.

Для снятия направляющих клапанов необходимо сначала нагреть головку блока цилиндров.Алюминиевая головка будет расширяться примерно в два раза быстрее, чем направляющая клапана из чугуна, поэтому, хотя головка и направляющая могут нагреваться одновременно, направляющая будет эффективно ослабляться по мере нагрева головки. Температура, необходимая для достаточного нагрева головки для снятия направляющей клапана, составляет приблизительно 200 F; однако эта температура является температурой головки, а не духовкой. Поэтому механик должен периодически проверять температуру головки, чтобы определить, когда она достигает 200 F.

Алюминиевый стержень

Нагревая голову до заданной температуры, слесарь должен положить ее на деревянную опору.Сначала следует использовать алюминиевую выколотку, чтобы начать удаление направляющей — для этого достаточно сильного удара двухфунтовым молотком. Когда направляющая продвигается через головку, механик должен поменять алюминиевую выколотку на стальную деталь, чтобы завершить снятие. Как правило, механик должен уметь снимать четыре направляющих клапана (работая быстро) без повторного нагрева головки.

После того, как направляющие были сняты, отверстия в головке необходимо тщательно очистить; однако их нельзя вскрывать абразивными материалами, сверлами и т. д.Простая круглая щетка в электродрели, используемая с очистителем тормозов, отполировывает отверстие, готовое для установки новой направляющей.

Перед установкой новых направляющих головку необходимо повторно нагреть, а сами направляющие следует поместить в пакет с застежкой-молнией, а затем положить в морозильную камеру (замораживания в течение одного часа будет достаточно, чтобы немного сжать направляющую, что облегчит процесс переоборудования).

Когда температура головки и направляющих будет подходящей, механик должен вставить новые направляющие в головку с помощью алюминиевой выколотки.В этой выколотке должно быть достаточно большое отверстие, чтобы она могла скользить по направляющей — это обеспечит прямую и надежную поддержку направляющей.

После установки новых направляющих механик должен переточить клапаны, чтобы обеспечить хорошее уплотнение.

Примечание. Если седла клапана нуждаются в замене, механик должен доверить эту работу автомобильной мастерской, у которой есть необходимые станки и инструменты. Если для головки действительно требуются новые седла клапана, механику рекомендуется одновременно заменить направляющие клапана в мастерской.

BlueToad ™ Делайте больше с меньшими затратами

Платформа для мобильных устройств, Интернета и приложений

Посетите статью: https://bluetoad.com/article/A+Platform+for+Mobile%2C+Web%2C+and+Apps/2564130/331998/article.html.

Мобильные версии

Мне также нужна помощь, чтобы найти телефонных читателей

Посетите статью: https://bluetoad.com/article/Mobile+Editions/2564166/331998/article.html.

Создание концентратора контента

Посетите статью: https: // bluetoad.ru / article / Создание + вашего + Hub + контента / 2564167/331998 / article.html.

Цифровые флип-издания

Сейчас мне просто нужны основы

Посетите статью: https://bluetoad.com/article/Digital+Flip+Editions/2564168/331998/article.html.

Интернет-публикации

Я не использую PDF-файл!

Посетите статью: https://bluetoad. com/article/Web+Publishing/2818506/331998/article.html.

Начните с некоторых специальных предложений

Посетите статью: https: // bluetoad.ru / article / Get + Started + With + Some + Special + Offers / 2818507/331998 / article.html.

Монетизация

Как заработать деньги с помощью BlueToad

Посетите статью: https://bluetoad.com/article/Monetization/2833373/331998/article.html.

Браузер

и собственные приложения

Посетите статью: https://bluetoad.com/article/Browser+vs.+Native+Apps/2833381/331998/article.html.

Аналитика

Получите ценную информацию с помощью данных

Посетите статью: https: // bluetoad.ru / article / Analytics / 2833389/331998 / article.html.

Нужна поддержка или говорить в цифровом формате?

Свяжитесь с нами сегодня!

Посетите статью: https://bluetoad.com/article/Need+Support+or+to+Talk+Digital%3F/2833395/331998/article.html.

Выберите уровень обслуживания, который подходит именно вам

Посетите статью: https://bluetoad. com/article/Choose+the+Service+Level+That%27s+Right+for+You/3674753/331998/article.html.

Почему BlueToad?

Посетите статью: https: // bluetoad.com / article / Why + BlueToad% 3F / 3682713/331998 / article.html.

Три способа, которыми может помочь BlueToad, прямо сейчас

Посетите статью: https://bluetoad.com/article/Three+Ways+BlueToad+Can+Help%2C+Right+Now/3698581/331998/article.html.

Чего ожидать … при переходе на цифровую версию

Посетите статью: https://bluetoad.com/article/What+to+Expect…+When+Pivoting+to+Digital/3767188/331998/article.html.

Видеообзор

Посетите статью: https: // bluetoad.ru / article / Video + Overview / 3

1/331998 / article.html.

Клапаны в двигателе — как они работают

Газы поступают в камеру сгорания и выходят из нее через каналы в головке блока цилиндров, называемые порта . Этот поток газов регулируется клапанами. Есть два набора клапанов: один для управления впуском, а другой — для выпуска. Клапаны должны создавать минимальные препятствия для потока газов, когда они открыты, и создавать газонепроницаемое уплотнение, когда они закрыты.

На такте впуска впускной клапан будет открыт, и в него может войти смесь воздуха и топлива. Затем клапан закроется, чтобы смесь можно было сжать и сжечь, затем выпускной клапан открывается на такте выпуска, так что сгоревшая смесь может быть вытеснена движением поршня вверх.

Клапаны управляются распределительным валом, который в нужное время толкает каждый клапан — напрямую или через рычажный механизм. Клапаны должны быть синхронизированы с поршнем, чтобы они открывались и закрывались в нужный момент хода поршня.А ремень ГРМ (cambelt по-английски) или же цепь ГРМ проходит между коленчатым валом и распределительным валом, связывая их вместе, удерживая их синхронизированными.

Клапан в сборе

Ранние двигатели экспериментировали со всеми типами клапанов, но в течение примерно ста лет автомобильные двигатели использовали одну и ту же конструкцию: тарельчатый клапан.

Каждый клапан расположен в круглом отверстии в крыше камеры сгорания. В закрытом состоянии между клапаном и поверхностью, к которой он прижимается, будет плотное уплотнение, известное как седло клапана .Клапан закрыт пружина клапана который прижимается к диску, прикрепленному к штоку клапана, который называется фиксатор .

Давление, вытесняющее выхлопные газы, сильнее, чем вакуум, вытягивающий воздух и топливо. Давить газы легче, чем всасывать их с помощью вакуума. Вы можете попробовать это самостоятельно, дыша через соломинку для питья, это займет больше времени, чтобы наполнить легкие, чем опорожнить их. Это означает, что выхлопные газы движутся легче, и поэтому впускные клапаны больше (или больше), чем впускные клапаны, что дает большую площадь для всасываемого потока.

Клапан

Сам клапан состоит из круглой головки, соединенной с длинным штоком. Шток проходит в направляющей клапана и гарантирует, что клапан может двигаться только вверх и вниз, а не покачиваться из стороны в сторону.

Клапан состоит из двух частей, которые затем свариваются. Головка обычно изготавливается из нержавеющей стали, а шток — из высокоуглеродистой стали. Клапаны в основном изготавливаются из закаленной стали или из более экзотических материалов, таких как титан в высокопроизводительных двигателях.

Когда клапан закрыт, он контактирует с поверхностью по периметру порта клапана. Эта поверхность, на которой находится клапан, называется седло клапана . Седло должно быть гладким, так как оно обеспечивает уплотняющую поверхность, а максимальный контакт между клапаном и седлом гарантирует, что головка цилиндра может поглощать тепло от клапана. С чугунной головкой седло клапана будет обработано непосредственно в головке, тогда как для более мягких алюминиевых головок, которые не могут противостоять коррозии выхлопных газов, седло клапана будет сделано из более прочного металла и вдавлено в головку.

Впускные и выпускные клапаны нагреваются во время работы. Это тепло должно быть отведено, и это тепло в основном передается через поверхность клапана, через седло клапана в головку цилиндров, где оно уносится протекающей охлаждающей жидкостью. Тепло также проходит вверх по штоку и через направляющие клапана в головку. Штоки некоторых рабочих клапанов заполнены натрием, который плавится и разбрызгивается внутри штока для улучшения теплопередачи.

[Схема теплового потока в клапанах]

Выхлопные клапаны имеют более жесткий срок службы, чем впускные клапаны, они подвергаются более высоким температурам, потому что горячие выхлопные газы текут вокруг них и за ними.Они проводят свою рабочую жизнь в тесном контакте с горячими едкими выхлопными газами и поэтому изготовлены из особо прочных, жаростойких и устойчивых к коррозии материалов.

Направляющие клапана

Клапаны проходят через отверстие в порту, это отверстие будет облицовано прецизионной фрезерованной трубкой, называемой направляющая клапана . Направляющая клапана очень плотно прилегает к штоку клапана, чтобы предотвратить любое поперечное движение или покачивание. Плотная посадка означает, что поверхность клапана идеально совмещена с седлом клапана.

Этот тесный зазор предотвращает утечку масла в порт, а также помогает предотвратить попадание сжатых газов через шток клапана в головку блока цилиндров.

Направляющие клапана дополнительно уплотнены уплотнение штока клапана , которое, по сути, представляет собой уплотнительное кольцо, которое плотно прилегает к штоку клапана, предотвращая попадание избыточного масла и газов через направляющую клапана в порт. Некоторое количество масла желательно в направляющей клапана для предотвращения износа и обеспечения плавной работы.

Пружина клапана

Каждый клапан удерживается закрытым с помощью пружина клапана .Пружина удерживает клапан в закрытом состоянии, а также удерживает клапанный узел в контакте с распределительным валом или коромыслом, когда клапан открыт. Чтобы открыть клапан, клапанный механизм должен противостоять натяжению пружины. Прочность пружины клапана имеет большое значение.

[Иллюстрация с плавающей запятой клапана]

Слишком сильный, и мы тратим энергию на открытие и закрытие клапанов, а также увеличиваем износ клапанного механизма. Но если пружина слишком слабая, она не сможет закрыть клапан достаточно быстро на высоких скоростях, клапан не будет контактировать с распределительным валом в состоянии, известном как клапан поплавковый чего мы хотим всегда избегать.

Пружина клапана сидит вокруг штока клапана и толкает вверх круглую пластину, называемую фиксатор клапана который заблокирован вокруг штока клапана.

Фиксатор фиксируется на штоке с помощью двух держатели клапанов (также известные как фиксаторы клапана, цанги или замки). Держатели клапана имеют коническую форму и входят в пазы на штоке клапана, предотвращая скольжение фиксатора вверх по штоку.

Подъемники клапанов

Толкатели клапана , также называемый толкатели клапана или же толкатели , представляют собой цилиндрические прокладки, которые находятся между верхней частью штока клапана и выступом кулачка или коромыслом.Подробнее о них мы поговорим в статье о распредвале.

Распредвал

Функция клапанов очень тесно связана с функцией распределительного вала, и они действуют вместе, при этом распределительный вал управляет открытием и закрытием клапанов. Прочтите статью о распределительном валу, чтобы получить полное представление о клапанной передаче.

Неисправности клапана

Поврежденные клапаны вызовут плохую компрессию и серьезные проблемы с двигателем.Результат отказа клапана в одном цилиндре будет находиться где-то по шкале между неработающим двигателем и плохой работой — в зависимости от количества цилиндров в двигателе.

Отказ клапана почти всегда приводит к потере компрессии в пораженных цилиндрах из-за того, что клапан не герметизирует камеру.

Сгоревшие клапаны

А сгоревший клапан происходит, когда часть поверхности клапана повреждается из-за нагрева или коррозии.Если клапан не сидит идеально из-за изгиба или небольшой трещины, то выхлопные газы могут просачиваться через небольшой участок клапана. Концентрация газов в этой области будет иметь тенденцию разъедать головку клапана, вызывая дальнейший износ. Сгоревший клапан вызовет плохое уплотнение вокруг клапана, что приведет к потере сжатия в цилиндре.

Гнутый клапан

Клапаны находятся в постоянном танце с поршнями, синхронизированными с помощью ремня ГРМ или цепи.Если ремень ГРМ щелкает или подпрыгивает, то мощный поршень может коснуться клапана и это вызовет коленчатый клапан . Двигатель, в котором поршень и клапан могут перекрываться, известен как интерференционная конструкция — большинство современных двигателей имеют интерференционная конструкция . А двигатель невмешательства имеет зазор между поршнем и клапаном, даже когда клапан полностью открыт и поршень находится в верхней части своего хода.

После сгибания клапана он не сможет правильно сесть, что приведет к плохому сжатию.В зависимости от силы контакта между поршнем и клапаном, направляющая клапана может быть повреждена.