Впускний Клапан

У цьому випуску ми поговоримо про впускні та випускні клапани, однак, перш ніж вдаватися до подробиць, ми розглянемо ці елементи в контексті для кращого розуміння. Двигуну необхідні засоби для розподілу всмоктуваних та вихлопних газів, для контролю та переміщення їх через колектор у впускний колектор, камеру згоряння та випускний колектор. Це досягається за допомогою низки механізмів, що утворюють систему, яку називають розподілом.

Двигуну внутрішнього згоряння потрібна паливно-повітряна суміш, яка при згорянні приводить у рух механізми двигуна. У колекторі повітря фільтрується і направляється у впускний колектор, де здійснюється дозування паливної суміші через такі системи, як карбюратор або впорскування.

Готова суміш надходить у камеру згоряння, де цей газ згоряє і, таким чином, перетворює теплову енергію на механічну. Після завершення процесу необхідно, щоб продукти згоряння залишили камеру та дозволили циклу повторитися. Щоб розвинути цей процес, двигун повинен контролювати впуск та випуск газу в кожному циліндрі, це досягається за допомогою впускних та випускних клапанів, які відповідатимуть за відкриття та закриття каналів у потрібний час.

ЦИКЛИ ДВИГУНА

Робота чотиритактного двигуна складається з чотирьох етапів:

ВХІД

На цьому етапі впускний клапан відкривається, пропускаючи повітря, що надходить ззовні, що призводить до опускання поршня, а також переміщення шатуна і колінчастого валу.

Стиснення

На цьому етапі закриті впускний та випускний клапани. При обертанні колінчастого валу шатун і поршень піднімаються, це дозволяє повітря, що впорскується у впускному ступені, збільшувати свій тиск в кілька разів, в кінці такту стиснення впорскується паливо і повітря під високим тиском.

ПОТУЖНІСТЬ

У робочому такті поршень починає опускатися, оскільки стиснена повітряно-паливна суміш спалахує свічкою запалювання, що призводить до вибуху всередині камери згоряння.

ВИПУСК

Нарешті, на цьому етапі колінчастий вал повертається вправо, тим самим переміщуючи шатун, щоб поршень міг повернутися вгору, тоді як випускний клапан відкритий, і дозволяє газам згоряння виходити через нього.

ЩО ТАКЕ ВПУСКНОЇ І ВИПУСКНОЇ КЛАПАНИ?

Впускні та випускні клапани - це елементи, функцією яких є керування потоком рідини або газу; ті, які використовуються у впуску та випуску чотиритактного двигуна, зазвичай являють собою сідельні клапани.

Яка роль цих клапанів? Клапани є прецизійними частинами двигуна і виконують чотири дуже важливі завдання у роботі двигуна:

• Блокуючі ділянки потоку.
• Контролює газообмін.
• Герметичне закриття циліндрів.
• Розсіювання тепла, поглиненого від згоряння вихлопних газів, передача його на вкладиші сідел клапанів та направляючих клапанів. При температурі до 800ºC кожен клапан відкривається та закривається до 70 разів на секунду і протягом терміну служби двигуна витримує в середньому 300 мільйонів змін навантаження.

ФУНКЦІЇ

ВПУСКНІ КЛАПАНИ

Впускний клапан виконує функцію з'єднання колектора впускного з циліндром в залежності від часу розподілу. Як правило, вони виготовляються тільки з одного металу, сталі з домішками хрому та кремнію, які забезпечують хорошу стійкість до нагрівання та роботи. Деякі області металу, такі як сідло, шток та головка, зазвичай гартуються для зменшення зносу. Охолодження цього клапана відбувається за рахунок контакту з паливно-повітряною сумішшю, яка значною мірою розсіює свою температуру, як правило, при контакті зі штоком, а його робоча температура досягає 200-300°С.

ВИПУСКНІ КЛАПАНИ

Випускний клапан знаходиться в постійному контакті з вихлопними газами, що мають дуже високу температуру, тому вони повинні мати міцнішу конструкцію, ніж впускні клапани.

Нагромаджене в клапані тепло виділяється через його сідло на 75%, не дивно, що воно досягає температури 800 ºC. Через свою унікальну функцію цей клапан повинен бути виготовлений з різних матеріалів, його головка і шток зазвичай виготовляються зі сталі з хромовим і магнієвим сплавом, оскільки він має відмінні властивості опору окисленню і високим температурам. Верхня частина штока зазвичай виготовляється із хром-кремнію. Для теплопровідності виготовляють порожнисті днища та штоки, заповнені натрієм, оскільки цей матеріал має функцію швидкої передачі тепла в зону охолодження, знижуючи температуру днища до 100 ºС.

ТИП КЛАПАНІВ

МОНОМЕТАЛІЧНИЙ КЛАПАН

Виготовляється раціонально методом гарячої екструзії чи штампування.

БІМЕТАЛІЧНІ КЛАПАНИ

Це уможливлює ідеальне поєднання матеріалів як для штока, так і для голівки.

ПІДЛОГІ КЛАПАНИ

Ця технологія використовується з одного боку зниження ваги, з другого для охолодження. Наповнений натрієм (температура плавлення 97,5ºC), він може передавати тепло від головки клапана до штока за рахунок ефекту перемішування рідкого натрію та досягати зниження температури від 80º до 150ºC.