Что такое клапана на цилиндр

Признаки прогоревших клапанов. Низкая компрессия в цилиндре. Замена клапанов

Что такое клапана на цилиндр

Современные двигатели оснащаются сложной системой клапанов. Кроме того, что конструкция непростая, она также высокоточная, но это никоим образом не защищает клапана от повреждений.

К сожалению, прогоревшие клапана – это довольно распространенная проблема как для бензиновых, так и для дизельных силовых агрегатов. Признаки прогоревших клапанов можно наблюдать не только на старых моторах, но и на относительно свежих.

Эксплуатировать двигатель с прогоревшим клапаном нельзя, а поэтому начинающим автомобилистам будет полезно узнать, откуда берется такая проблема, что делать в таком случае, каковы симптомы данной неприятности.

Почему прогорают клапана?

На самом деле причин очень много. Для тех двигателей, где производитель рекомендовал выполнять периодическую регулировку клапанов, такая проблема наступает по причине не вовремя выполненной настройки тепловых зазоров. На моторах, где процесс регулировки зазоров выполняется автоматически, могут выйти из строя гидрокомпенсаторы – в результате клапан просто прогорает.

Есть несколько самых популярных причин, итог которых один – прогорел клапан. Так, первая причина – детали очень сильно зажаты. Далее – направляющая втулка клапана находится в состоянии сильного износа. Также часто можно наблюдать износ стержня.

И еще одна причина – работа мотора на бедной смеси, особенно часто сталкиваются с проблемой прогара владельцы автомобилей, работающих на газу. Чаще всего сгорают выпускные элементы. Они нагреваются до значительно больших температур, нежели впускные.

Впускной клапан в процессе работы охлаждается смесью топлива и воздуха.

Рабочие температуры выпускных элементов – около 400 градусов. Данный клапан, в отличие от впускного, никак не охлаждается, вдобавок дополнительно нагревается из-за выхлопных газов. Далее эти клапана разогреваются примерно до 650 градусов.

Большой процент брака запчастей – проблема для автомобилиста

Это не основные причины, из-за чего прогорают клапана. Лидирующий производитель этих деталей провел небольшое исследование, и статистика получилась не радостная – каждая пятая деталь, которая выпускается, ломается или прогорает по причине человеческого фактора и брака.

И даже современный контроль качества продукции на заводах не дает гарантий, что деталь лишена любых дефектов. Еще одна причина – металлургические неоднородности, которые входят в сплав. Эти неоднородности делают клапан слабее, чем он должен быть. Кроме того, встречаются дефекты производства, а именно ковка. Это приводит к микротрещинам.

Ошибки в процессе термической обработки приводят к тому, что размеры изделия меняются.

Последствия прогара

Если прогорел клапан, то он может сразу же разрушиться. Осколки его обязательно попадут в камеру сгорания. В результате двигатель получит серьезные повреждения – потребуется серьезный ремонт. Так, сильно повреждаются поршни, головка блока цилиндров и блок цилиндров. Еще существует серьезный риск того, что крупные куски разрушенного прогоревшего клапана просто пробьют блок цилиндров, а это уже фактически выход из строя не только деталей поршневой группы и ГБЦ, но и блока цилиндров.

Не стоит эксплуатировать двигатель, в котором наблюдаются симптомы прогоревшего клапана. Это чревато большими расходами на ремонт, а в самом худшем случае — на замену всего мотора. Лучше своевременно заметить проблему, и тогда из последствий – только замена клапанов. Последствия эксплуатации автомобиля с прогоревшим клапаном могут быть различными – от значительно возросшего расхода топлива до полностью выгоревшего седла клапана.

Симптомы проблемы

Итак, основные признаки прогоревших клапанов – это троение двигателя. Данный эффект очень заметен, и его можно наблюдать на любых режимах работы силового агрегата. Кроме того, мотор сильно теряет в мощности. Еще одна причина – высокий расход топлива.

В диагностике этой поломки есть определенные сложности. Дело в том, что если прогорел клапан, симптомы очень похожи на другие неисправности. При этом владелец автомобиля будет уверен до последнего, что это именно другая, незначительная поломка.

Это лишние затраты и действия.

Функция клапанов в двигателе

Клапан в моторе выполняет важную роль. Эта деталь дает возможность топливо-воздушной смеси поступать в цилиндры. Кроме этого, клапана отвечают за выпуск отработанных газов после окончания цикла. Элемент постоянно работает в очень тяжелых, даже агрессивных условиях. Они постоянно подвергаются воздействию высоких температур и газов. Со временем металл детали разрушается и сгорает.

Особенно часто признаки прогоревших клапанов можно наблюдать на старых моделях автомобилей, детали двигателя которых изготовлены из далеко не качественных материалов. Большинство людей сами для себя создают эти неприятности. Зачастую мотор работает на некачественном и иногда даже не предназначенном для конкретного агрегата топливе. В итоге более высокие температуры сгорания приводят к повреждению и разрушениям ГБЦ.

Сложности диагностики

Бытует мнение, что если прогорел клапан, симптомы и проблемы будут скрываться в системе зажигания. Очень часто автослесари, опыт работы которых еще небольшой, первым делом начинают диагностику и ремонт именно зажигания. В процессе такого ремонта заменяется крышка трамблера, заменяются высоковольтные провода, свечи.

Также выставляется угол зажигания – результата, естественно, нет и не будет. Двигатель как работал, так и будет работать. Автослесарь будет искать проблему и дальше, не догадываясь об о истинной причине неполадки.

Даже те слесари, которые догадались, что проблема кроется в двигателе, видят признаки прогоревших клапанов только после снятия ГБЦ.

Диагностика прогара клапана без снятия ГБЦ

На первом этапе следует определить цилиндр, который не функционирует. Методы тестирования аналогичны процессу диагностики нерабочих свечей. Для теста заводят мотор и при работе его на холостых снимают свечные колпачки.

Далее нужно внимательно проследить за тем, как работает мотор. Если агрегат затроил еще сильнее, чем до теста, а то и вовсе заглох, тогда с этим цилиндром все в порядке. Однако, если характер работы двигателя не изменился, это говорит о проблеме в цилиндре.

После этого выкручивается свеча на найденном цилиндре и заменяется на заведомо работающую. Также нелишним будет проверить высоковольтный провод, идущий к нему. Дополнительно проверьте катушку зажигания. Дальнейший запуск мотора покажет, где скрылась проблема.

Если мотор после замены свечи и других деталей не меняет характер работы и продолжает троить, существует большая вероятность того, что клапан все-таки прогорел.

Локализация неисправности

Самый распространенный и действенный метод определения прогоревшего клапана – замеры компрессии. Если результаты показали низкую компрессию, тогда это явно признак прогара. Но здесь нужно учесть небольшой нюанс – при помощи замеров компрессии не удастся исключить дефекты ЦПГ. Низкая компрессия бывает не только из-за прогара. Различные другие дефекты могут снижать ее – например, это может быть поломка колец.

Поэтому, если наблюдаются все признаки прогоревшего клапана на ВАЗ-2109 или на любом другом авто, придется дополнительно диагностировать машину. Самый простой способ, который поможет определить прогар, после замеров – заливка небольшого количества масла в цилиндр. Далее компрессия замеряется снова. Она должна вырасти – это говорит о том, что создалась масляная пленка. Это характерно для изношенной поршневой системы.

Если компрессия не изменилась, тогда это однозначно прогар. Выход из ситуации — замена клапанов.

Еще один способ диагностики – визуальный осмотр свечи с проблемной камеры сгорания. Если на свече нет характерного налета, тогда это явный признак прогара клапанов. Кроме этого, из сапуна пойдет воздух либо дым.

Компрессия в двигателе

Компрессией называют давление, что создает поршень в цилиндре в момент нахождения первого в верхней мертвой точке.
Какая компрессия должна быть в двигателе, зависит от типа мотора. Например, для ВАЗ-2109 нормальной компрессией считается 11 кг/см3, а для ВАЗ-2110 – 13 кг/см3. Для большинства автомобилей уровень компрессии равен от 11 до 13 кг/см3. Если замеры показывают меньшие цифры, значит нужно диагностировать мотор. Возможно, в нем прогорел клапан.

Подведем итог

Первые признаки прогара клапана – это повод для скорейшей диагностики двигателя. Если мотор требует регулировки клапанов, то выполнять эти операции нужно строго по регламенту производителя. Не ждите, когда начнут появляться шумы.

Также следует знать, какая компрессия должна быть в двигателе, чтобы вовремя выявить поломку и устранить ее без последствий. Для тех, кто хочет экономить и эксплуатирует автомобиль на газу, следует обратить максимум внимания на регулировку. На таких двигателях рекомендуется выполнять регулировку тепловых зазоров через каждые 10 тыс.

км пробега. Двигатели на газу находятся в группе риска, тогда как на бензиновых прогар случается реже.

Источник: https://FB.ru/article/267232/priznaki-progorevshih-klapanov-nizkaya-kompressiya-v-tsilindre-zamena-klapanov

Клапанный механизм двигателя: устройство, работа и регулировка

Что такое клапана на цилиндр

> Оснастка > Приспособления > Обратный клапан

Обратный клапан позволяет жидкости протекать через трубопровод в одном направлении и препятствует – в противоположном. Это — важный компонент любой системы водоснабжения, отопления, канализации и промышленных технологических установок.

Он также используется в системах предотвращения протечек стиральных и посудомоечных машин. Запорные устройства имеют разнообразные конструкции, каждая из которых имеет свои преимущества и область применения.

Общая их черта — затвор открывается по достижении определенного давления и закрывается при падении давления ниже установленного значения.

Внешний вид обратного клапанаВнутреннее устройство обратного клапана

Из чего состоит и как работает обратный клапан для воды для насоса

Обратный клапан для воды состоит из следующих частей:

  • корпуса;
  • золотника — подвижного исполнительного органа, который в свою очередь собран из толкателя, золотниковых тарелок и зажатой между ними эластичной прокладки;
  • уплотнительной прокладки;
  • пружины (за исключением подъемных устройств гравитационного типа).

Устройство обратного клапана для воды варьируется в зависимости от его типа.

Корпус чаще всего делают из латуни — этот материал не подвержен коррозии и воздействию химически активных веществ, содержащихся в воде в виде раствора, он прочен и долговечен.

Иногда на внешнюю сторону гальваническим методом наносят хромовое или никелевое покрытие. Части золотника также изготавливают из латуни или прочного пластика. Прокладка водяного обратного клапана чаще всего бывает резиновая или силиконовая. И, наконец, пружину делают из нержавеющей стали с большим коэффициентом упругости.

Виды обратных клапанов

В зависимости от типа запирающего элемента различают следующие виды обратных клапанов:

  • Подъемного типа. Тарелка дискового обратного клапана двигается вверх и вниз. После подачи напора в рабочем направлении затвор открывается, а при падении напора или изменении направления движения жидкости — закрывается под действием пружины или собственного веса.
  • Поворотный. Невозвратный клапан представляет собой откидную створку, поворачивающуюся и открывающуюся под напором жидкости, и закрывающуюся силой пружины при падении напора.
  • Шаровой. Поток перекрывается шаром, прижимаемым к седлу клапана возвратной пружиной. Напор жидкости отжимает шар от седла, открывая проход для воды.
  • Межфланцевый. Может быть дисковым-конструкция аналогична подъемному, но тарелка перемещается вдоль оси потока, и двустворчатым-заслонка состоит из двух створок, складывающихся навстречу друг другу. Двустворчатая конструкция обладает минимальным сопротивлением потоку в открытом виде.

Обратный клапан подъемного типаОбратный клапан поворотного типаОбратный клапан шарового типаОбратный межфланцевый клапан

По материалу изготовления различают такие типы обратных клапанов, как:

  • Латунные — надежные и износостойкие, чаще всего применяются в быту.
  • Чугунные — недорогие, но подвержены ржавчине, применяются только на магистральных трубах.
  • Нержавеющие — самые высококачественные и надежные, но и самые дорогие. Применяются в самых ответственных системах.

В зависимости от метода крепления клапана обратного хода воды различают:

  • Муфтовые – клапан для воды включается в разрыв трубы с помощью двух резьбовых муфт. Наиболее распространены в бытовых системах.
  • Фланцевые — затворный клапан подключается с помощью фланцевых соединений. Применяется в основном для устройств из чугуна на трубах больших размеров.
  • Межфланцевые – запорный клапан находится между двух фланцев, которые стягиваются сквозными шпильками. Также применяются на магистральных трубопроводах.

Муфтовый обратный клапан

Места установки клапанов

В системах бытового водоснабжения и отопления найдется много мест, куда необходимо установить обратный клапан:

  • На входе в квартиру от централизованной подачи горячей воды.
  • После счетчика для защиты его от гидроудара.
  • Перед насосной станцией системы индивидуального водоснабжения — для пресечения утечки воды из труб после отключения напряжения.
  • На конце водозаборного шланга, опущенного в колодец или скважину, или после погружного насоса — во избежание стекания воды при остановке насоса.
  • На входе электрического или газового водонагревателя — во избежание выхода нагревшейся и расширившейся воды в холодную магистраль.
  • В системе защиты от протечек стиральных и посудомоечных машин.

Это самые распространенные места установки. При необходимости такой клапан для воды устанавливают во все места, где необходимо обеспечить водный поток строго в одну сторону.

Как сделать правильный выбор

Чтобы выбрать обратный клапан, который будет работать долго и надежно в гармонии с другими элементами вашей системы водоснабжения или отопления, необходимо обратить внимание на следующие моменты:

  • Назначение. Тип выбранного устройства должен ему соответствовать. Так, например, затворы подъемного типа с гравитационным действием можно устанавливать строго в предусмотренном конструкцией положении, так, чтобы ход штока был перпендикулярен поверхности земли.
  • Способ присоединения. Выбирается одновременно с проектированием разъемов, к которым будет присоединен клапан, во избежание нагромождения лишних переходников. Для бытовых систем обычно применяют муфтовые соединения.
  • Размер. Должен точно соответствовать диаметру трубопровода. Применение меньшего по диаметру затвора, присоединенного через переходники, снизит надежность конструкции и создаст повышенное сопротивление потоку.
  • Материал. Для горячих жидкостей лучше использовать латунный или нержавеющий, поскольку у полипропиленового при высоких температурах заметно снижается ресурс.

Начинающему домашнему мастеру трудно учесть все нюансы, поэтому в случае сомнений не нужно стесняться посоветоваться с опытным инженером.

Устройство клапанов разных типов

Выбор и установка обратного клапана на воду зависит от его конструктивных особенностей. Клапан для воды может принадлежать к таким типам, как:

Клапан обратный пружинный муфтовый

Корпус устройства представляет собой два цилиндра, объединенные резьбовым соединением. Золотник состоит из пластмассового толкателя, пары тарелок и упругой прокладки. Нормальное положение затвора — закрытое, при подаче напора жидкости и достижения им заданного значения он отжимает пружину, и клапан на воду открывается. При падении напора пружина возвращает золотник на место, закрывая затвор.

Поворотный лепестковый

Золотник в этом варианте выполнен не осевым, а поворотным, причем ось размещена выше просвета затвора. При подаче давления жидкости оно отжимает заслонку и клапан открывается. При падении напора заслонка под действием силы тяжести или возвратной пружины опускается и закрывает просвет.

При монтаже такого устройства важно соблюдать маркировку «верх» и максимально возможный уклон, определенный в документации. В устройствах больших размеров при возврате заслонки происходит мощный удар ее о седловину, что может привести к гидроудару и даже к выходу устройства из строя. Чтобы предотвратить это, конструкцию приходится усложнять и добавлять демпфирующие удар элементы.

Конструкция позволяет создавать затворы больших диаметров, мало чувствительные к наличию в жидкости взвесей и других включений.

Шаровая модель

Способ действия и устройство весьма схожи с тарельчатым пружинным клапаном. Роль запирающей детали играет шар, прижимаемый пружиной к седлу. Применяется в основном для труб малого диаметра, в бытовых сантехнических системах. Такой обратный проходной клапан при равном сечении обладает большими внешними размерами, чем тарельчатый.

Изделие подъемного типа

Шток золотника в этом случае размещается вертикально, под давлением воды золотник поднимается, открывая затвор. При снижении напора шток опускается, и клапан закрывается. На установку таких устройств накладывается ограничение — ее можно проектировать только на горизонтально расположенных трубах. Важное достоинство таких конструкций — возможность ремонта золотника без снятия всего корпуса. Минусом являются повышенные требования к чистоте жидкости.

Обратные клапаны для погружных насосов

Для организации бесперебойного водоснабжения в частных домах с использованием погружного насоса особенно важно установить сразу за насосом обратный клапан. Это будет препятствовать стеканию воды обратно в скважину при отключении насоса и избавит от необходимости каждый раз заново заполнять систему водой.

Обратный клапан для погружных насосов

При скважине большой глубины, достаточном диаметре трубопровода и удаленности скважины от дома речь может идти о десятках литров воды. Во многие модели погружных насосов такой затвор устанавливают на заводе. Если же его нет, то выбирают, как правило, устройство из латуни с осевым перемещением золотника и возвратной пружиной. Просвет затвора должен быть не меньше, чем внутренний диаметр трубопровода, чтобы не создавать дополнительного сопротивления потоку.

Правила установки обратного клапана

Мало осуществить оптимальный выбор модели устройства, необходимо еще и правильно его установить.

Неправильная установка затвора может привести к необходимости его ремонта или замены, что может быть весьма трудоемким делом, особенно если он установлен в скважине.

  • Если на корпусе нарисована или выбита стрелка- то устанавливать его надо строго стрелкой вверх, даже несмотря на наличие возвратной пружины.
  • Если глубина скважины или колодца (точнее, расстояние до зеркала воды) невелико, то обратный проходной клапан ставят непосредственно на входе в напорный аппарат.
  • В случае, когда глубина скважины более 8 м, устройство лучше поставить на водозаборе, дополнив его механическим фильтром грубой очистки.
  • При использовании погружного насоса затвор необходимо поставить на его выходе.
  • При большом расстоянии до скважины лучше поставить два затвора-на выходе напорного устройства и на вводе в дом.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Какая допустимая толщина тормозных колодок

Схема монтажа насосной станции с обратным клапаном

Все варианты предусмотреть невозможно, поэтому перед началом монтажа следует показать схему своей системы водоснабжения или отопления квалифицированному и опытному инженеру — сантехнику.

Как монтируются обратные клапаны для насосных станций

Обратный клапан для совместной работы с насосной станцией следует выбрать на этапе составления проекта. В некоторых моделях насосов такие затворы включены в конструкцию, для остальных существует несколько правил:

  • Для насосов вакуумного типа (всасывающих) затвор монтируется на выходе насоса, до гидроаккумулятора.
  • При большой глубине скважины и при большом расстоянии от скважины на поверхности следует установить дополнительное устройство на водозаборе.
  • Для напорных насосов, опускаемых в скважину, затвор монтируется на выходной патрубок.

Кроме того, при монтаже следует строго соблюдать направление потока, указанное на корпусе, и тщательно уплотнять все соединения.

Источник: https://indclimat.ru/gde-nahoditsya-pcv-klapan-harakteristiki-i-printsip-raboty/

Клапаны, устройство и назначение клапана

Что такое клапана на цилиндр

Кла́пан — это устройство, предназначенное для открытия, закрытия, а также регулирования потока горючей смеси, которая попадает в цилиндры двигателя и выпуска отработавших газов.

Для нормальной работы четырехтактного двигателятребуется, как минимум, по два клапана на каждый цилиндр — впускной клапан и выпускной клапан. В данный момент широкое распространение получили клапаны тарельчатого типа со стержнем. Для качественного наполнения цилиндра горючей смесью диаметр тарелки впускного клапана делается немного больше, чем у выпускного.

Из чего изготавливают клапана

Седла клапанов изготавливаются из чугуна или стали, затем запрессовываются в головку блока цилиндров. Клапаны во время работы двигателя подвержены значительным механическим и тепловым нагрузкам, поэтому необходимо подбирать специальный сплав для изготовления детали.

Клапана для высокофорсированных двигателей должны хорошо охлаждаться, поэтому в них применяют клапаны с полым стержнем, с наполнением натрия внутри. При достижении рабочей температуры натрий плавится и начинает перетекать от тарелки клапана, к стержню равномерно распределяя тепло. Для равномерности теплопередачи и уменьшения нагара на фасках клапана применяют механизмы вращения клапана.

Виды ГРМ

Существуют следующие виды газораспределительных механизмов: нижнеклапанный ГРМ и верхнеклапанный ГРМ. Сегодня, на современных автомобилях, используются только верхнеклапанные ГРМ, когда клапаны располагаются в головке цилиндров.

Клапан удерживается в закрытом состоянии с помощью клапанной пружины, а открывается при нажатии на стержень клапана. Клапанные пружины должны иметь определенную жесткость (оптимальную, чтобы не увеличивать ударную нагрузку на седло клапана) для гарантированного закрытия клапана во время работы.

Чтобы снизить потери на трение в ГРМ применяют ролики, которые установлены на рычагах и толкателях привода клапанов. Применение роликов в клапанном механизме заменяет трение скольжения, на трение качение, что значительно уменьшает потери на привод клапанов.

При открытии впускного клапана проходит топливно-воздушная смесь (или воздух) наполняя цилиндр двигателя. Чем больше площадь проходного сечения, тем полнее заполнится цилиндр, что приводит к повышению выходных показателей цилиндра при рабочем ходе.

Для улучшения очистки цилиндров от продуктов сгорания увеличивают диаметр тарелки выпускного клапана. Правда, размеры тарелок клапанов ограничены размером камеры сгорания, выполненной в головке цилиндров. Многое также зависит от регулировки клапанов.

 

Применение четырех клапанов на цилиндр началось еще в 1912 г. на двигателе автомобиля PeugeotGranPrix. Широкое использование такой схемы в серийном производстве легковых автомобилях началось только в конце 1970-х гг. Сегодня ГРМ с четырьмя клапанами на цилиндр стали практически стандартными для двигателей европейских и японских легковых автомобилей.

Mercedes выпускает двигатели, которые имеют по три клапана на цилиндр, два впускных и один выпускной, с двумя свечами зажигания (по одной с каждой стороны от выпускного клапана).

Существует практика использования даже 5 клапанов на цилиндр (3 впускных и 2 выпускных). Такой технологией практикует автомобильная группа Volksvagen-Audi, но при этом значительно усложняется привод клапанного механизма.

Источник: https://www.autoezda.com/-dviglo/1284-klapana.html

Что такое клапан: виды, типы клапанов, устройство и принцип работы

Запорно-регулирующий клапан

По сути, клапан является запорно-регулирующей трубопроводной арматурой. Это механическое приспособление, служащее для пропуска, перекрывания или регулировки поступления жидкостей, паров или газов по трубопроводу.

Исходя из вышеизложенного, такое изделие можно назвать периодическим препятствием, расположенным внутри трубы. Размеры клапанов могут исчисляться нескольким сантиметрами или несколькими миллиметрами. Точный параметр зависит от параметров трубы, на которую он установлен.

Конструкция может крепиться к трубопроводу посредством резьбового, фланцевого или сварного соединений.

Трубопроводная арматура нашла широкое применение во всевозможных технологических системах. Совершив поворот крана, приспособленного к трубе, исходящей от плиты, можно урегулировать расходование газа, а клапан, установленный на шине автомобиля, облегчает накачивание ее воздухом, предотвращая выход воздушных потоков наружу. Кран, вмонтированный внутри парового радиатора, дает возможность стравить находящийся там воздух и заменить его паром.

Основные детали

Устройство регулирующего клапана

Устройство регулирующих клапанов включает: корпус, крышку (головку), седло, затвор (заслонка) и шток (шпиндель) с маховиком. Иногда маховик может быть заменен на автоматическое приспособление. Все составляющие объединены посредством корпуса.

Рабочая материя подается вовнутрь устройства через корпус. Шпиндель, находящийся в головке (здесь же расположен уплотняющий сальник), заставляет затвор передвигаться, в результате чего открывается или закрывается отверстие, имеющееся в седле. Рабочий состав, поступая сквозь него, выходит с другой стороны.

Поток может быть прямым или заворачивать.

Материалы для производства

Чугунный клапан

Для изготовления таких конструкций используют материалы, которые соответствуют необходимым требованиям, выставляемым для определенного вида труб и рабочих составов.

Клапан может быть изготовлен с использованием следующих материалов:

  • чугуна для ковки или литейного (серого);
  • нержавеющей или углеродистой стали;
  • бронзы;
  • инконеля, монеля и других металлов, в основу которых входит никель.

Материалы, которые годятся для такого производства, отличаются по цене, и степени стойкости к температурным перепадам и образованию ржавчины.

Из серого чугуна, например, в большинстве случаев изготавливают низкопробные приспособления. Бронза, ввиду своей высокой стойкости к коррозии, применяется для работы с коррозионно-активными материалами. Углеродистую сталь, как наиболее прочный из перечисленных металлов, используют там, где поддерживается высокое давление. Жаропрочный хромомолибденовый материал используют на производствах, где температура воздуха может подниматься до 600°С.

Клапаны, состоящие из вышеперечисленных металлов, применяются для оснащения городских гидросистем. Элементы, вмонтированные во внутрь конструкции, могут быть изготовлены из тех же сплавов, что и корпус, а могут состоять из пластмассовых (чаще всего используются в гравитационных моделях) и резиносодержащих материалов.

Для уплотнения и улучшения герметизации седла, штока клапана и затвора, в большинстве случаев используют графит, хлопок, резину или тефлон (все зависит от разновидности и температуры содержимого труб, а также от условий, в которых используется прибор).

Разновидности клапанов

Затворный клапан

Конструкцию с линейным перемещением затвора или шибер (задвижка) часто применяется для трубопроводов. Такой промышленный клапан называется затворным. Он может быть полностью закрыт или открыт. Открытый дает возможность потоку материи проходить по трубопроводу почти беспрепятственно.

Вентильный механизм, если сравнить его с шибером, значительно затрудняет продвижение состава по трубам. Перепады давления, происходящие на вентиле, применяются для урегулирования расхода материи или давления внутри трубопровода.

Вентильный механизм снабжен вращающимся шпинделем. Когда вращается маховик, шпиндель передвигается относительно резьбы головки. В результате происходит подъем или опускание затвора.

Игольчатый клапан

Игольчатое устройство невелико. По форме рабочая область штока игольчатого устройства напоминает конус, позволяющий без рывков регулировать расход рабочей материи.

Устройство мембранного типа

Клапан мембранного типа выглядит как вентиль, на шпинделе которого (между корпусом и головкой) расположена гибкая мембрана. Под воздействием штока мембрана, перемещаясь, либо регулирует текущее положение механизма, либо полностью его перекрывает.

Подвижные составляющие такого механизма не взаимодействуют с потоком жидкости, потому мембрана не нуждается в замене затвора или уплотнительных материалов.

Предназначение мембранных устройств — взаимодействовать с жидкостями, содержащими твердые частицы или являющимся носителями агрессивной среды.

Применение обратного клапана

Назначение обратного механизма — предотвратить возвратное продвижение жидкости внутри трубопровода. Известно о существовании двух основных видов обратных клапанов. Они могут быть откидными и подъемными. Первые снабжены шарнирной заслонкой, закрепленной над седлом.

Под воздействием потока, идущего со стороны отверстия, заслонка открывается, а жидкость беспрепятственно проникает через клапан. Если поток изменит направление движения, заслонка опустится и закроет отверстие, плотно прижавшись к седлу под давлением жидкости. Подъемная створка функционирует по аналогичному принципу, перемещаясь в вертикально расположенном направляющем цилиндре.

Когда поток изменит направление, заслонка опустится и плотно прижмется к седлу.

Тарельчатый механизм

Тарельчатыми называют односедельные клапаны, открывающиеся посредством «кулачков» и рычажков, а закрывающиеся благодаря действию пружин. Автомобилисты используют такие устройства для подачи топлива и воздуха в цилиндры и двигатель автомобиля, а также для выброса использованных газов. Описанный тарельчатый механизм установлен в некоторых видах паровых машин и в паровых турбинах как приспособление для регулирования подачи пара.

Устройство с сильфоном

Сильфонный клапан имеет гофрированную конструкция из металлических материалов. Такое изделие сохраняет прочность и герметичность при неоднократных сжатиях, растяжениях, изгибах. Применяется в трубопроводной арматуре как герметизирующий, силовой элемент.

Применение импульсных устройств

Для защиты от механического разрушения трубопроводов слишком высоким давлением используются импульсные клапаны. Путем автоматического выпуска проходящей среды из систем они понижают силу увеличившегося давления.

Редукционный механизм

Назначение редукционного устройства — понижать давление внутри трубопровода. Величина проходного отверстия варьируется автоматически. Внутри он оснащен перемещающимся штоком и специальным приспособлением, посредством которого может быть изменено положение относительно седла.

Регулирующее приспособление в большинстве случаев изготавливают в виде профилированной детали. В простых моделях урегулированное давление оказывает действие на мембрану, которая закреплена на штоке.

При помощи пружины или грузка давление уравновешивается, а его сила изменяется, когда меняется натяжение пружины во время перемещения груза на рычаге. Мембрана, как правило, находится под воздействием давления потока, идущего над или под клапаном.

В силовых приводах, в большинстве случаев, нет необходимости.

Четырехходовой клапан

Там, где необходимо регулирование теплоносителя, применяются устройства четырехходового типа. Добиться нужной температуры в системе можно лишь одним способом – смешиванием горячей и холодной среды, получая на выходе нужный результат. Успешное выполнение такого процесса и обеспечивает четырехходовой клапан.

Клапаны, оснащенные поворотным затвором

Дроссельный механизм

Изделия дроссельного типа нужны для регулировки или перекрывания доступа к газу, жидким или двухфазным потокам. Тонкая заслонка внешне напоминает две сложенные вместе глубокие тарелки.

В проходном отверстии дроссельного устройства может находиться уплотняющая прослойка из мягкого материала. Шпиндель перемещается относительно заслонки.

При закрытии заслонка препятствует прохождению потока, принимая перпендикулярное положение и плотно примыкая к мягкому прокладочному материалу, расположенному внутри корпуса. Когда дроссельный клапан открыт, значит, заслонка расположена параллельно потоку.

Устройство шаровой конструкции

Регулирующая деталь шарового клапана похожа на шар со сквозным отверстием. Под воздействием шпинделя он может вращаться с амплитудой 90°С. Когда механизм открыт, это значит, что внешние концы сквозного отверстия на шаре совпали с отверстиями на седлах. Когда он находится в закрытом состоянии – отверстия в шаре не совпадают с отверстиями в седлах, а седла перекрыты, потому что плотно примыкают к поверхности.

Регулирующий механизм чем-то напоминает редукционный. Он снабжен специальным приводом (как правило – электрическим или пневматическим), сопряженным с автоматическим регулятором.

Касаемо характеристики блока управления регулирующего клапана, то можно отметить, что по сути, он является устройством для измерения расхода жидкости, температуры или давления с последующим сравнением уровня этих величин с требуемыми. Из блока управления поступает команда, повинуясь которой, рабочий орган принимает нужное положение.

Перемещение элемента внутри клапана непрямого действия может носить поступательный или вращательный характер. По конструкции регулирующий механизм может быть вентильного или дроссельного типа.

Посредством регулирующих клапанов можно контролировать расход вещества и уровень давления, поэтому механизм практически не бывает полностью открытым или закрытым. Так как он служит для дросселирования потока (процесса, для которого характерно понижение давления).

Материал, из которого изготовлено регулирующее устройство, должен отличаться высокой стойкостью к эрозии. Понижение давление иногда заканчивается кавитацией (если речь идет о жидких веществах) и шумами (если речь идет о потоках пара или газа).

Современные регулирующие клапаны обладают повышенной стойкостью к кавитации и шумам, что делает их пригодными для работы в самых неблагоприятных условиях.

Источник: https://ZnatokTepla.ru/truby/tehnicheskie-harakteristiki-i-osnovnye-tipy-klapanov.html

Нижнеклапанный двигатель, его плюсы и минусы — Плюс/минус

Гражданское моторостроение – это очень консервативная отрасль. Все те же коленчатый вал, поршни, цилиндры, клапаны, как и 100 лет назад. Удивительные бесшатунные, аксиальные и другие схемы никак не хотят внедряться, доказывая свою непрактичность. Даже двигатель Ванкеля, большой прорыв шестидесятых, фактически остался в прошлом.

Все современные «новшества», если присмотреться, лишь внедрение гоночных технологий пятидесятилетней давности, приправленное дешевой в производстве электроникой для более точного управления «железяками». Прогресс в строительстве двигателей внутреннего сгорания – скорее в синергии небольших изменений, чем в глобальных прорывах.

И жаловаться-то вроде бы грех. Про надежность и ремонтопригодность в этот раз не будем, а мощость, чистота и экономичность современных двигателей для человека из семидесятых годов показались бы истинным чудом. А если отмотать еще несколько десятилетий?

Сотню лет назад моторы были еще карбюраторные, с зажиганием от магнето, обычно нижнеклапанные или даже с «автоматическим» впускным клапаном И ни о каких наддувах еще и не думали. А еще старые-старые двигатели не имели детали, которая сейчас является главным его компонентом – блока цилиндров.

Первые моторы имели картер, цилиндр (или несколько цилиндров), но блока у них не было.

Вы удивитесь, но основа конструкции – картер – частенько был негерметичным, поршни и шатуны были открыты всем ветрам, а смазывались из масленки капельным способом.

Да и само слово «картер» сложно применимо к конструкции, сохраняющей взаимное положение коленчатого вала и цилиндра в виде ажурных кронштейнов.

У стационарных двигателей и судовых подобная схема сохраняется и по сей день, а автомобильные ДВС все же нуждались в большей герметичности. Дороги всегда были источником пыли, которая сильно вредит механизмам.

Первопроходцем в области «герметизации» считается компания De Dion-Bouton, которая в 1896 году запустила в серию мотор с цилиндрическим закрытым картером, внутри которого размещался кривошипно-шатунный механизм.

На фото: мотор Де-Дион

Правда, газораспределительный механизм с его кулачками и толкателями размещался еще открыто – это было сделано ради лучшего охлаждения и ремонта. Кстати, к 1900 году эта французская компания оказалась крупнейшим производителем машин и ДВС в мире, выпустив 3 200 моторов и 400 автомобилей, так что конструкция оказала сильное влияние на развитие моторостроения.

и тут появляется Генри Форд

Первая массовая конструкция с цельным блоком цилиндров до сих пор остается одной из самых массовых машин в истории.

Модель Ford T, появившаяся в 1908 году, имела четырехцилиндровый мотор, с чугунной головкой блока, нижними клапанами, чугунными поршнями и блоком цилиндров – опять же из чугуна.

Объем мотора был вполне «взрослый» по тем временам, 2,9 литра, а мощность в 20 л. с. еще долго считали вполне достойным показателем.

На фото: двигатель Ford T

Более дорогие и сложные конструкции в те годы щеголяли раздельными цилиндрами и картером, к которому они крепились. Головки цилиндров часто были индивидуальными, и вся конструкция из головки цилиндра и самого цилиндра крепилась к картеру шпильками. После появления тенденции к укрупнению узлов картер часто оставался отдельной деталью, но блоки по два-три цилиндра все еще были съемными.

В чем смысл разделения цилиндров?

Конструкция с отдельными съемными цилиндрами выглядит сейчас несколько необычно, но до Второй мировой войны, несмотря на нововведения Генри Форда, это была одна из наиболее распространенных схем.

У авиационных моторов и двигателей воздушного охлаждения она сохранилась и поныне. А у «воздушного оппозитника» Porsche 911 series 993 вплоть до 1998 года никакого блока цилиндров не было.

Так зачем же разделять цилиндры?

Цилиндр в виде отдельной детали – штука вообще-то достаточно удобная. Его можно сделать из стали или любого другого подходящего материала, например, бронзы или чугуна. Внутреннюю поверхность можно покрыть слоем хрома или никельсодержащих сплавов, при необходимости сделав ее очень твердой. А снаружи нарастить развитую рубашку для воздушного охлаждения.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Сколько рулевых наконечников

Механическая обработка сравнительно компактного узла будет точной даже на достаточно простых станках, а при хорошем расчете крепления тепловые деформации будут минимальны. Можно сделать гальваническую обработку поверхности, благо деталь небольшая.

Если у такого цилиндра появился износ или другие повреждения, то его можно снять с картера мотора и поставить новый.

Минусов тоже хватает. Помимо более высокой цены и высоких требований к качеству сборки моторов с раздельными цилиндрами серьезным недостатком является низкая жесткость такой конструкции. А значит – повышенные нагрузки и износ поршневой группы. Да и с водяным охлаждением сочетать «принцип раздельности» получается не очень удобно.

Из мейнстрима моторы с раздельными цилиндрами ушли уже очень давно – минусы перевесили. К середине тридцатых годов в автомобилестроении подобные конструкции уже почти не встречались.

Разнообразные комбинированные конструкции – например, с блоками из нескольких цилиндров, общим картером и головкой блока – попадались на мелкосерийных люксовых авто с объемными моторами (можно вспомнить подзабытую марку Delage), но к концу 30-х это все вымерло.

Победа цельночугунной конструкции

Привычная нам сегодня конструкция победила благодаря своей простоте и низкой стоимости изготовления.

Большая отливка из дешевого и прочного материала после точной механообработки получается все равно дешевле и надежнее, чем отдельные цилиндры и тщательная сборка всей конструкции.

А на нижнеклапанных моторах клапаны и распределительный вал располагаются тут же, в блоке, что еще больше упрощает конструкцию.

Рубашка системы охлаждения отливалась в виде полостей в блоке. Для особых случаев можно было применить и отдельные гильзы цилиндров, но мотор на Ford T таких изысков не имел.

Чугунные поршни со стальными компрессионными кольцами работали прямо по чугунному цилиндру.

И кстати, маслосъемное кольцо в привычном нам виде там отсутствовало, его роль выполняло нижнее третье компрессионное, расположенное ниже поршневого пальца.

На фото: Ford Model T

Такая «цельночугуниевая» конструкция доказала свою надежность и технологичность за много лет производства. И была перенята у Форда такими массовыми производителями, как GM, на долгие последующие годы.

Правда, отливка блоков с большим числом цилиндров оказалась технологически сложной задачей, и многие моторы имели по два-три полублока с несколькими цилиндрами в каждом.

Так, рядные «шестерки» тридцатых годов иногда имели два трехцилиндровых полублока, а уж рядные «восьмерки» и подавно изготавливали по такой схеме.

Например, мощнейший мотор Duesenberg Model J был изготовлен именно так: два полублока были накрыты единой головкой.

На фото: двигатель Duesenberg J

Впрочем, к началу сороковых годов прогресс позволил создавать и цельные блоки такой длины. Например, блок Chevrolet Straight-8 «Flathead» был уже цельным, что снижало нагрузку на коленчатый вал.

Чугунные гильзы в чугунном же блоке тоже были достаточно удачным решением. Высокопрочный легированный химически стойкий чугун стоил дороже обычного, и отливать из него весь большой блок не имело смысла. А вот сравнительно небольшая «мокрая» или «сухая» гильза оказалась хорошим вариантом.

Освоенная в довоенные еще годы принципиальная конструкция моторов не меняется много десятилетий подряд. Блоки цилиндров многих современных моторов отлиты из серого чугуна, иногда со вставками из высокопрочного в зоне верхней мертвой точки.

Например, чугунный блок имеет вполне современный Renault Kaptur с мотором F4R, об обслуживании которого мы писали на днях. Чугун хорош, в частности, тем, что блок из него легко поддается капремонту расточкой цилиндров большего диаметра.

Если, конечно, производитель выпускает поршни «ремонтного» размера.

На фото: двигатель F4R

Правда, с годами блоки становятся все более «ажурными» и менее массивными. По ранним блокам цифры найти сложно, но давайте возьмем два семейства моторов с разницей чуть более чем в 10 лет. У блока серии GM Gen II середины 90-х толщина стенки моторов колебалась от 5 до 9 мм. У современного VW EA888 конца 2000-х – уже от 3 до 5. Но мы явно забегаем вперед

Делаем блок легче

Утончение стенок, чем вовсю занимаются конструкторы в последние годы – это, как вы понимаете, не единственный способ снизить вес блока. В 20-30-е годы о экономии массы и топлива думали существенно меньше, чем сейчас, но первые попытки облегчения делались. И уже тогда додумались использовать алюминий.

На гоночных и спортивных машинах той эпохи можно было встретить симбиоз из алюминиевого картера и головки блока с чугунной отливкой блоков цилиндров. Затем прогресс в металлообработке позволил создать более удобный вариант подобного симбиоза.

Блок цилиндров оставался цельным, но отливался из алюминия, что снижало его массу в три-четыре раза, в том числе и за счет лучших литьевых качеств металла. Сами же цилиндры изготавливали в виде чугунных гильз, которые запрессовывали в блок.

Гильзы делились на «сухие» и «мокрые», разница в общем-то понятна из названия.

В блоках с сухой гильзой она вставлялась в алюминиевый цилиндр (или вокруг нее отливался блок) с натягом, а «мокрая» гильза просто закреплялась в блоке нижним концом, а при установке ГБЦ полость вокруг превращалась в рубашку охлаждения.

Второй вариант оказался перспективнее на тот момент, поскольку упрощал отливку и снижал массу деталей. Но в дальнейшем рост требований к жесткости конструкции, а также сложность сборки подобных двигателей оставили эту технологию «за бортом» прогресса.

Сухие же гильзы в алюминиевом блоке – это и сейчас самый распространенный вариант изготовления детали. И один из самых удачных, ведь чугунная гильза изготавливается из высококачественного легированного чугуна, алюминиевый блок жесткий и легкий. К тому же теоретически эта конструкция еще и ремонтопригодна, как и чугунные блоки. Ведь изношенную гильзу можно «вынуть» и запрессовать новую.

Что дальше?

Единственная принципиально новая технология последних лет – это еще более легкие блоки с напылением сверхпрочного и сверхтонкого слоя на внутреннюю поверхность цилиндров.

Подробно о плюсах и минусах, и даже о способах капремонта подобных конструкций я уже писал – повторяться смысла нет. Концептуально мы имеем все тот же ДВС образца 30-х годов.

И есть все основания полагать, что до конца «эры внутреннего сгорания», когда доведут до ума электромобили, моторы на жидких углеводородах останутся примерно такими же.

Источник: https://narobraz.ru/avto/nizhneklapannyj-dvigatel-ego-plyusy-i-minusy.html

Как устроен клапанный механизм — Спецтехника

В современных двигателях на каждый цилиндр приходится 4 клапана: два впускных и два выпускных — они работают попарно — т.е. два впускных клапана открываются одновременно и два выпускных одновременно (но отличное время от времени открытия впускных). Это контролируется распределительным валом. Во время такта впуска, когда цилиндр движется вниз, открывается пара впускных клапанов, чтобы смесь топлива и воздуха могла впрыснуться в камеру сгорания цилиндра.

Затем клапан закрывается, цилиндр движется уже наверх, и, следовательно, происходит сжатие смеси. Когда цилиндр достигает верхней точки, происходит взрыв этой смеси (инициируемый свечой в бензиновых двигателях и крайней степенью сжатия в дизельных).

Теперь цилиндр из-за возникшего по причине взрыва давления движется вниз, а, когда достигает крайней нижней точки, открывается пара выпускных клапанов, чтобы были выдавлены цилиндром отработавшие газы, когда тот снова начнёт двигаться вверх.

Ничего сложного, не правда ли? Но из чего состоит цепочка работы клапанов, откуда они знают, когда им открываться и закрываться. Увы и ах, но в эру умнейших компьютеров, эта операция контролируется всего лишь какими-то грушевидными отростками на валу, который приводится во вращения от коленчатого вала двигателя. Этот вал называется распределительным или распредвалом в обиходе.

К распредвалу идёт ремень или цепь ГРМ, которая имеет зубцы и предназначен для очень точной передачи оборотов коленчатого вала (который приводится в движение цилиндрами двигателя) распредвалу. На самом распредвале расположены так называемые кулачки, яйцевидные «отростки» на валу, которые и толкают клапаны в нужный момент. И вот как это выглядит:

Распределительный вал, установленный в блоке цилиндров, имеет мелкие металлические нажимные цилиндры (кулачки), расположенные выше самого клапана и металлического толкателя, который находится между клапаном и кулачком.

Когда распредвал крутится, крутятся и кулачки, и когда выступающая их часть поворачивается вниз, то она толкает толкатель, который передаёт толчок клапану, который и открывается.

А когда кулачок перестаёт нажимать на толкатель, пружина клапана позволяет ему подняться обратно вверх, чтобы закрыться. Это называется подвесной системой клапанов (OHV).

Причины прогорания

Клапаны прогорают по разным причинам, среди которых отметить:

  • заводской брак или некачественные запчасти;
  • неправильная регулировка клапанов или неисправность гидрокомпенсаторов;
  • износ клапанов (стержень клапана или направляющая втулка);
  • раннее или позднее зажигание;
  • обедненная смесь.

От покупки бракованных и некачественных запчастей никто не застрахован, поэтому запчасти покупайте у проверенных продавцов, которые дорожат своей репутацией. В случае неправильной регулировки клапанов (сильно зажаты), работа двигателя будет заметна по характерному «тракторному» звуку. При этом из-за несоблюдения теплового зазора клапан перегревается, что неизменно приведет к его прогару.

При неправильно выставленном зажигании сгорание горючей смеси происходит при открытом клапане и ведет к его неисправности. Обедненная смесь опасна тем, что температура сгорания горючей смеси  повышается, что ведет к перегреву и прогару.

Как определить

Неисправность клапанов можно определить несколькими методами:

  1. Диагностика методом разборки двигателя. Этот способ надежный и точный, но для этого необходимо разобрать двигатель — демонтировать головку блока цилиндров. В связи с тем, что этот процесс трудоемкий, занимает много времени и требует определенных навыков и инструментов, к нему стоит переходить в том случае, если исключены все остальные причины троения двигателя.
  2. Диагностика при помощи специальных инструментов. Данный метод наиболее предпочтительный, т.к. с помощью него можно быстро и с большей доли вероятностью установить причину троения без разборки мотора, однако для этого потребуется специальное устройство – компрессометр. Снижение компрессии в цилиндре приводит к потере мощности и говорит о том, что двигатель автомобиля требует разборки и ремонта.
  3. Троение мотора и пониженная компрессия 3 и 4 цилиндра  возникают в результате неисправности вакуумного усилителя тормозов. Низкая компрессия  говорит о неисправности клапанов и о проблемах цилиндропоршневой группы – неисправностях поршневых колец, износ цилиндра и поршня. Чтобы исключить проблемы с ЦПГ, нужно в неработающий цилиндр налить масло и прокрутить мотор. Если при этом компрессия вырастет, то проблема в изношенности ЦПГ, в ином случае прогорели клапаны.
  4. Диагностика без применения специальных инструментов. Неисправность клапанов можно определить с большой вероятностью и без инструмента, следуя определенным этапам, которые рассмотрим в нижеприведенной инструкции.

Рекомендуем:  Что лучше распределенный впрыск или непосредственный?

Инструкция

Как определить прогорания клапана без специальных инструментов? В данной инструкции рассмотрим, как определить прогорание, не прибегая к специальным инструментам и разборке двигателя (при условии, что система зажигания и питания отрегулированы в соответствии с требованиями и не являются причиной троения).

  1. Определяем неисправный цилиндр. Для этого мотор должен быть заведенным и соблюдена техника безопасности. Поочередно отсоединяем высоковольтные провода от трамблера либо от свечей зажигания и слушаем двигатель. Если звук работающего мотора изменился и троение стало заметным, значит данный цилиндр исправен. Когда вы отсоедините неисправный цилиндр, то мотор будет работать так же, как и до отключения.
  2. Определяем исправность высоковольтных проводов. Исправность проводов определяем так же, как и исправность свечей – методом перестановки с исправного на неисправный цилиндр. В темном помещении при неисправности проводов можно наблюдать искрение.
  3. Проверка трамблера и катушки зажигания. Чтобы проверить исправность трамблера, конденсатора и катушки зажигания, выверните свечу, подключите к высоковольтному проводу и прокрутите мотор стартером. При этом электрод свечи расположен от массы автомобиля на расстоянии 1-2 см. Если в результате возникнет яркая и синяя искра, это говорит об их исправности.
  4. Проверка вакуумного усилителя тормозов. Неисправный усилитель тормозов влияет на снижение компрессии в 3 и 4 цилиндрах. Для диагностики его исправности отсоедините шланг, идущий от вауумника к мотору, и закупорьте его. Если двигатель работает ровно, то усилитель тормозов замените. Если элементы систем электрооборудования и тормозов оказались исправны, то вам придется разбирать двигатель и ремонтировать его.
  5. Неисправность цилиндропоршневой группы. Неисправность ЦПГ отличается от прогара клапанов наличием отработавших газов в картере ДВС, которые можно заметить, отсоединив шланг сапуна от воздушного фильтра. И наличие масла на электроде свечи зажигания говорит о неисправности ЦПГ.
  6. Если в результате проведенной диагностики недостатки не выявлены, то можно говорить о прогаре и необходимости ремонта.
  7. Определяем исправность свечи зажигания. Самый простой способ, не требующий знаний, — замена свечи зажигания. Для этого на этапе диагностики не обязательно покупать новые свечи,  поменяйте свечи с работающего и неработающего цилиндра местами. Если при этом перестал работать цилиндр со свечой с неисправного цилиндра, то это говорит о неисправности данной свечи зажигания, а если он работает, то проблема не в свече.

Рекомендуем:  Можно ли мешать «Тосол» и антифриз?

Кроме того, определить неработающую свечу можно путем осмотра. Неисправная свеча имеет следующие внешние дефекты:

  • электроды свечи с нагаром, копотью и «мокрые»;
  • корпус имеет трещины;
  • на корпусе черные точки и полосы (пробита свеча). Электроды исправной свечи светлого или слегка коричневого цвета, корпус без повреждений и черных отметин.

Имея достаточные навыки и инструмент, замену клапанов можно провести своими руками, но так как данная процедура очень ответственна, сложна и требует наличия специальных инструментов и приспособлений, лучше доверить ее специалистам.

В случае, если двигатель троит, не откладывайте диагностику причины на потом, даже если бюджет не позволяет провести ремонт в ближайшее время. Необходимо выявить причину, по которой двигатель работает нестабильно.

И если эта причина не связана с прогаром клапанов и износом цилиндропоршневой группы, то автомобиль можно эксплуатировать в щадящем режиме, что приведет к увеличению расхода топлива и возможности заглохнуть в неподходящий момент.

А вот в ином случае эксплуатацию лучше прекратить во избежание удорожания ремонта.

Источник: https://mzoc.ru/prochie/kak-ustroen-klapannyj-mehanizm.html

Нижнеклапанный двигатель принцип работы — Спецтехника

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания – наиболее распространенный силовой агрегат, использующийся в современном автомобилестроении.

Свое название он получил по количеству фаз, необходимых для осуществления одного цикла работы, или поворота коленчатого вала на 720 градусов.

Фаза впрыска топлива или топливно-воздушной смеси, сжатие рабочего тела поршнем, рабочий ход и выпуск отработанных газов.

В модели идеального двигателя все фазы разнесены во времени, перекрытие между ними отсутствует, что, в свою очередь, обеспечивает получение максимально возможных рабочих значений мощности, крутящего момента и оборотов двигателя.

На практике, к сожалению, дела обстоят несколько хуже. Устройство газораспределительного механизма, отвечающего за исполнение фазы впрыска топлива и удаление выхлопных газов, его схема и принцип работы – основная тема данной статьи.

Общая схема и взаимодействие частей

Своевременное открытие впускных и выхлопных клапанов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания обеспечивается работой газораспределительного механизма или ГРМ.

Данное устройство состоит из распределительного вала с кулачками, необходимого количества коромысел или толкателей клапанов, пружин и собственно клапанов. Шестерня распредвала, ремень или цепь, используемые для передачи вращения от коленвала, и механизм натяжения цепи так же являются частью ГРМ.

  1. Фаза впрыска топлива. Поршень начинает движение от верхней мертвой точки к нижней. Открывается клапан подачи горючего, и топливно-воздушная смесь заполняет разреженное пространство цилиндра. Отмерив необходимую дозу ТВС, клапан закрывается. Коленчатый вал повернулся на 180 градусов от начального положения.
  2. Фаза сжатия. Достигнув нижней мертвой точки, поршень меняет направление движения к ВМТ, осуществляя сжатие топливно-воздушной смеси. При достижении верхней мертвой точки фаза сжатия рабочего тела оканчивается. Коленчатый вал совершил поворот на 360 градусов.
  3. Фаза рабочего хода. В момент нахождения поршня в ВМТ и достижения максимальной расчетной степени сжатия, происходит воспламенение топливно-воздушной смеси. Под действием стремительно расширяющихся газов поршень движется к нижней мертвой точке, совершая рабочий ход. При достижении НМТ третья фаза работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания считается оконченной. Коленчатый вал совершил поворот 540 градусов.
  4. Фаза удаления отработанных газов. Под действием коленчатого вала поршень начинает движение к верхней мертвой точке, вытесняя из объема цилиндра продукты сгорания топливно-воздушной смеси через открывшийся выхлопной клапан. По достижении поршнем ВМТ, фаза выхлопа считается завершенной, коленчатый вал совершил оборот на 720 градусов.

Для достижения такой точности по времени открытия впускных и выхлопных клапанов, газораспределительный механизм синхронизирован с оборотами коленчатого вала двигателя. Ремень или цепь передает вращение распределительному валу, кулачки которого, нажимая на коромысла, открывают поочередно впускные и выпускные клапаны ГРМ.

Нижнеклапанные двигатели

Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания прошел долгий путь от 1900-х годов до наших дней.

Нижнеклапанные двигатели с распредвалом в блоке цилиндров, использовались повсеместно, вплоть до середины двадцатого века.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое тнвд на машине

Схема и устройство впускных и выпускных клапанов, расположенных в ряд тарелками вверх, обеспечивала простоту изготовления и малошумность двигателя.

Основным минусом подобной конструкции был сложный путь топливно-воздушной смеси, неоптимальный режим наполнения цилиндров, и, как следствие, меньшая мощность силового агрегата.

Газораспределительный механизм такого вида использовался вплоть до 90-х годов двадцатого столетия в грузовых автомобилях. Пример тому – ГАЗ 52, выпуск которого закончился в 1991 году.

Смешанное расположение клапанов

Попытки повысить мощностные характеристики ДВС привели к созданию двигателя со смешанным расположением клапанов. Впускные находились в головке блока цилиндров, а выпускные – в блоке, как у обычного «нижнеклапанника».

Распределительный вал один, так же расположенный в блоке цилиндров.

Клапана, отвечающие за впуск топливно-воздушной смеси управлялись посредством штанг – толкателей, через которые передавалось усилие с распредвала, выхлопные – с помощью привычного коромысла.

Такая компоновочная схема обеспечивала более низкую температуру ТВС, и, как следствие, более высокую мощность, по сравнению с нижнеклапанными двигателями внутреннего сгорания.

Верхнеклапанные двигатели

Газораспределительный механизм, клапаны впускной и выхлопной системы которого находятся в головке блока цилиндров, а распредвал – в самом блоке, был сконструирован Дэвидом Бьюиком в самом начале двадцатого столетия. Управление клапанами осуществлялось посредством штанг – толкателей, воздействовавших на коромысла.

Подобная компоновочная схема обладает высокой надежностью, за счет передачи вращения от коленчатого вала к распределительному, с помощью шестерни.

Зубчатый ремень, изношенный в процессе эксплуатации, может оборваться, нанеся серьезные повреждения клапанному механизму ГРМ, изношенная же передаточная шестерня лишь немного сдвинет фазы газораспределения, что опытный водитель заметит по изменениям в работе двигателя.

Минусом является некоторая инерционность подобной конструкции, что накладывает ограничения на обороты двигателя, а, следовательно, на крутящий момент и степень форсирования.

Использование более чем двух клапанов на цилиндр приводит к усложнению газораспределительного механизма и увеличению габаритных размеров двигателя.

Четырехклапанные двигатели такой компоновки используются в грузовых автомобилях КамАЗ, дизельных тепловозных двигателях.

Газораспределительный механизм автомобиля «Волга» двадцать первой модели был устроен именно по верхнеклапанной схеме.

  • Двигатели, в которых распредвал и клапаны газораспределительного механизма располагаются в головке блока цилиндров, обозначаются аббревиатурой SOHC. Принцип действия и устройство механизма управления клапанами ГРМ отличается большим разнообразием. Существует схема открытия клапанов при помощи коромысел, рычагов и толкателей. Наибольшее распространение подобное устройство двигателей получило в период с середины 60-х до конца 80-х годов двадцатого столетия. В данный момент такие двигатели устанавливаются на недорогие легковые автомобили.
  • Двигатели, газораспределительный механизм которых включает в себя два распредвала, обозначается аббревиатурой DOHC. При использовании двух клапанов на цилиндр, каждый распределительный вал открывает свой ряд клапанов. Такое устройство ГРМ позволяет уменьшить инерцию коленчатого вала, и тем самым значительно увеличивает обороты и мощность ДВС. Принцип работы двигателя, использующего четыре и более клапана на цилиндр, ничем не отличается от вышеописанного. Подобные силовые агрегаты демонстрируют большую, чем у двухклапанных аналогов, мощность и устанавливаются на большинство современных автомобилей.

В двигателях с подобным типом газораспределительного механизма важную роль играет устройство привода распредвалов.

В качестве передаточного элемента используется цепь, находящаяся в герметично закрытом объеме, и омывающаяся маслом, или зубчатый ремень, находящийся на внешней стороне двигателя.

Поломка привода ГРМ зачастую приводит к печальным последствиям.

Оборвавшийся ремень, износившийся в процессе эксплуатации, вызывает мгновенную остановку распределительного вала, вследствие чего некоторые клапаны остаются в открытом состоянии.

Удар поршня по выступающей тарелке наносит серьезные повреждения головке блока цилиндров. В особо тяжелых случаях ремонт невозможен и требуется замена данного элемента двигателя.

Устройство десмодромного газораспределительного механизма

Для двигателей, конструкция ГРМ которых допускает использование пружин для закрывания клапанов, существует ограничение по максимальному количеству оборотов в минуту. При достижении значения в 9000 об/мин пружины не смогут обеспечить нужную скорость срабатывания, что неизбежно приведет к поломке двигателя.

Принцип десмодромного ГРМ заключается в использовании двух распределительных валов, один из которых производит открытие, а второй, закрытие клапанов. В таком двигателе нет ограничения на развиваемые обороты, ведь скорость срабатывания механизма напрямую зависит от скорости вращения коленвала.

Создание газораспределительного механизма с изменяемыми фазами стало возможным относительно недавно, с началом использования в двигателестроении бортовых компьютеров и электронных управляющих блоков. Система электромагнитных клапанов, меняющая режим работы согласно команд микропроцессора, позволяет снимать с двигателя мощность, приближающуюся к расчетной, при минимальном расходе топлива.

Замена ремня ГРМ своими руками

Снимая изношенный ремень, и устанавливая на его место новый, легко изменить взаимное расположение коленчатого и распределительного валов.

В этом случае сместятся фазы газораспределения двигателя, что приведет к нарушениям в работе, вплоть до поломки. Метки на шестернях приводного механизма служат для визуального контроля настройки ГРМ.

Сняв непригодный ремень, необходимо совместить метки шестерней коленчатого и распределительного валов с прорезями в кожухе приводного механизма.

Назначение этой операции – установка условного «нуля», с которого и начнется работа двигателя. Далее следует аккуратно установить запасной ремень, стараясь не сместить метки на шестернях.

Следующий шаг – осмотр и регулировка усилия натяжного ролика. Назначение этого узла в удержании ремня на шестернях приводного механизма.

Правильность регулировки ролика можно проверить, повернув натянутый ремень пальцами. Если удастся провернуть на девяносто градусов – натяжной механизм отрегулирован хорошо.

Если ремень повернется на угол меньший, чем 90 градусов, то он перетянут, если на больший, то недотянут.

Очень важно при монтаже не брать ремень ГРМ промасленными руками.

Это может привести к проскакиванию на шестернях приводного механизма.

Купленный на придорожной АЗС ремень следует тщательно осмотреть. При нарушении условий хранения, даже новый ремень привода ГРМ пойдет трещинами и не сможет быть использован по назначению.

, иллюстрирующее работу ГРМ

Источник: https://spectehnica-mo.com/nizhneklapannyy-dvigatel-printsip-raboty/

Как устроен клапанный механизм — Эксперт по технике

В двигателях с верхним расположением клапанов и других устройств ГРМ предусмотрена крышка, которая устанавливается на головку блока цилиндров через прокладку. О том, что такое прокладка клапанной крышки, каких типов она бывает и как устроена, а также о ее правильном выборе и замене читайте в статье.

Что такое прокладка клапанной крышки?

Прокладка клапанной крышки (прокладка крышки ГБЦ) — уплотнительный элемент поршневых двигателей внутреннего сгорания с верхним расположением клапанов газораспределительного механизма; эластичная прокладка для герметизации объема, закрытого установленной на головке блока цилиндров крышкой головки блока цилиндров.

Прокладка крышки ГБЦ выполняет несколько функций:

  • Обеспечение плотности монтажа крышки к головке;
  • Герметизация объема, закрываемого крышкой, для предотвращения утечек масла;
  • Защита деталей клапанного механизма и масла от загрязнений (от попадания грязи, пыли, отработавших газов и т.д).

Прокладка клапанной крышки не является критически важной для работы двигателя деталью — без нее силовой агрегат вполне будет функционировать.

Однако она обеспечивает чистоту мотора, его пожаробезопасность (предотвращая утечки масла и попадание его на нагретые части — выпускной коллектор и другие) и удобство обслуживания. Кроме того, прокладка вносит вклад в сохранение чистоты и характеристик моторного масла.

Поэтому при появлении утечек из-под крышки прокладку следует заменить, а, чтобы сделать верный выбор, следует разобраться в типах, особенностях и характеристиках этих деталей.

Типы, конструкция и характеристики прокладок клапанных крышек

Клапанная крышка с прокладкой и их место в силовом агрегате

Независимо от типа, все прокладки крышки клапанов имеют принципиально одинаковое устройство.

Это плоская эластичная деталь, повторяющая форму плоскости прилегания крышки к головке блока цилиндров, и имеющая отверстия под крепеж и другие детали.

Прокладка подкладывается под крышку, и за счет своей эластичности уплотняет щель между крышкой и ГБЦ (заполняя микронеровности и компенсируя небольшие отклонения их привалочных поверхностей от плоскости), обеспечивая ее герметизацию.

При этом прокладки могут иметь различную конструкцию:

  • Целые (безразрывные) — кольцевая прокладка или прокладка более сложной формы (например, под крышки двигателей с двумя распредвалами на ГБЦ) без разрывов, которая просто устанавливается под крышку;
  • Составные — прокладка с разрывами и вставками для герметизации входа распределительного вала или иных деталей;
  • Комплектные — кроме основной прокладки в комплект могут входить дополнительные кольцевые уплотнители для свечных колодцев и других отверстий в крышке.

Прокладки клапанных крышек можно разделить на несколько типов по материалу изготовления и применяемости с различными видами ГБЦ.

По материалу изготовления прокладки бывают:

  • Резиновые;
  • Резинопробковые;
  • Паронитовые;
  • Картонные.

Первых тип типа изделий изготавливаются на основе термостойкой и маслобензостойкой резины, которая подвергается модификации с помощью добавок и последующей вулканизации.

Резиновая прокладка крышки клапанов

Резиновая прокладка производится из различных сортов резины, она наиболее эластична, однако вследствие недостатков материала изготовления может значительно изменять свои характеристики при перепаде температур (размягчаться при высоких температурах, становиться менее эластичной на морозе) и в целом обладает меньшей долговечностью.

Резинопробковая прокладка крышки клапанов

Резинопробковые прокладки изготавливаются на основе резины, в которую добавлена гранулированная пробка или иные пористые наполнители. Такой материал обеспечивает высокую степень герметизации и вибрационной развязки, однако прокладки из него очень требовательны к качеству установки и монтажа крышки, зачастую они требуют дополнительной обработки жидким герметиком и имеют ограниченный срок службы.

Паронитовые прокладки изготавливаются из паронита — материала на основе резины с различными минеральными добавками, которая в дальнейшем подвергается формовке и вулканизации.

Паронит может быть асбестовым и безасбестовым, однако сегодня производители отказываются от использования асбеста в пользу более безопасных материалов. Также прокладки из паронита могут быть обычными неармированными и армированными стальной проволокой, тонкой перфорированной жестью и т.д.

Именно паронитовые прокладки крышек ГБЦ сегодня имеют самое широкое распространение вследствие своей высокой надежности, устойчивости к негативным воздействиям и неплохих герметизирующих качеств.

Картонные прокладки изготавливаются из специальных сортов плотной бумаги, прошедших обработку для приобретения устойчивости к маслам, бензину, воде и другим негативным воздействиям. Эти прокладки наиболее дешевы, однако они наименее надежны, поэтому сегодня они используются на самых простых двигателях.

По применяемости прокладки клапанных крышек можно разделить на две группы:

  • Для общих ГБЦ — в рядных и V-образных двигателях с общей для всех или одного ряда цилиндров головкой и крышкой;
  • Для раздельных ГБЦ — в двигателях с индивидуальными для каждого цилиндра головками и крышками.

Конструктивно прокладки для общих и раздельных головок не отличаются, они только имеют различные размеры под соответствующие крышки.

Прокладки крышки ГБЦ изготавливаются по стандартам автопроизводителей, а также они могут соответствовать отечественным стандартам ГОСТ 481-80, ГОСТ 15180-86 и другим.

Вопросы выбора и замены прокладки клапанной крышки

Прокладка крышки клапанов — деталь важная, но недолговечная и довольно часто требует замены. Обычно замена прокладки выполняется в следующих ситуациях:

  • Появление утечек масла из-под крышки (это говорит о повреждении или разрушении прокладки вследствие механических и химических воздействий, или в результате естественных процессов старения);
  • При каждом ремонте газораспределительного механизма;
  • В случае капитального ремонта силового агрегата или замене отдельных его деталей или агрегатов — ГБЦ, крышки клапанов и других;
  • При регламентном ТО, если это предусмотрено производителем двигателя.

На замену следует выбирать прокладку, предназначенную для данной конкретной марки и модели силового агрегата, так как детали для других моторов просто не подойдут по размерам и конфигурации. Однако здесь возможны варианты по выбору материала изготовления прокладки. Для новых автомобилей на гарантии необходимо использовать прокладку из того материала, который указан производителем, в этом случае и замену детали нужно доверять только специалистам.

Для других авто можно выбрать прокладку из резины, паронита или резинопробки — в принципе, современные прокладки стандартизированы по характеристикам, поэтому все они имеют приблизительно одинаковые характеристики.

Правда, здесь нужно помнить о прочностных качествах и удобстве установки прокладок из различных материалов.

Например, наиболее жесткими являются паронитовые прокладки, поэтому их устанавливать проще всего, а резинопробковые изделия, напротив, легко деформируются и разрываются, поэтому их монтаж наиболее сложен и требует особой осторожности.

Замену прокладки крышки ГБЦ необходимо выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту транспортного средства. Обычно эта работа сводится к следующему:

  1. Демонтировать оборудование, затрудняющее доступ к клапанной крышке — снять фильтр, убрать различные патрубки;
  2. Снять крышку, убрать старую прокладку, прочистить привалочные поверхности крышки и ГБЦ;
  3. Установить новую прокладку;
  4. Установить крышку, затянуть болты в правильном порядке — крест-накрест от центра к краям.

Для монтажа некоторых типов прокладок может потребоваться обезжирить поверхности прилегания ГБЦ и крышки, а после установки в некоторые места ввести герметик (или обработать им стык деталей) — об этом особо указывается в инструкции. При верном выборе и замене прокладки, при ее установке без перекосов в затяжке болтов и без других ошибок объем под крышкой будет надежно герметизирован, поэтому двигатель останется чистым, а клапанный механизм защищенным от различных негативных воздействий.

Еще в этом разделе

Источник: https://kumselstroy.ru/drugie/kak-ustroen-klapannyj-mehanizm.html

Прогорел клапан — симптомы, признаки и причины, как определить прогар клапана

Конструкция газораспределительной системы большинства двигателей внутреннего сгорания включает в себя систему клапанов. Она регулирует своевременное поступление воздуха или горючей смеси в камеру сгорания и выпуск отработанных газов.

Сам клапан постоянно работает в агрессивных условиях под воздействием высоких давлений и температур, которые разрушают корпус детали, приводя к поломке двигателя.

Существуют определенные причины и условия, при которых прогорание клапанов происходит значительно быстрее от расчетного периода эксплуатации.

Как понять, что клапан прогорел?

Если вы проверили свечи, но двигатель все же троит, тогда следует переходить к процедуре поиска неработающего цилиндра. Она несложная. После запуска двигателя на холостых оборотах, по одному снимаете колпачки со свечей. Если при снятии колпачка двигатель изменил режим работы, это означает что цилиндр рабочий. В случае если изменения произошли несущественные, то следует искать причину в данном цилиндре.

Снятие проводов со свечей зажигания

Далее надо проверить компрессию подозрительного цилиндра. Компрессометром замеряем уровень сжатия, а затем повторяем замер, залив в цилиндр шприц масла. Если второе значение выше первого, то проблема с поршнем. В случае совпадения значений – прогар клапана.

Причины высокотемпературных повреждений

Специалисты выделяют разные факторы, оказывающие непосредственное влияние на целостность деталей. Наиболее популярными среди них являются:

  • Чрезвычайно высокие температуры. Автопроизводители рассчитывают характеристики узла таким образом, чтобы он функционировал основную часть времени при 600-650С. В том случае, когда имеются неисправности теплоотвода, излишний перегрев чреват разрушениями.
  • Заводской брак. Хотя все детали, покидающие заводской конвейер, проходят жесткий контроль, но невысокий риск выхода брака остается. Его удастся определить самостоятельно по неоднородности металла, микротрещинам, дефектам сварочных швов и пр.
  • Низкокачественное топливо. Работа с обедненной топливной смесью может быть виной, почему прогорают клапана. Недостаток топлива в смеси губит температурными скачками.
  • Наличие подключенного газового оборудования. Моторы, использующие в качестве альтернативного топлива газ, характеризуются значительными нагрузками на газораспределительные системы. В зоне риска силовые установки с бедной подачей газа. Рекомендуем осуществлять калибровку не реже 12-14 тыс. км пробега.

Как будет работать двигатель и что будет если клапана зажать?

Как понять, что клапана зажало

Если после запуска мотор нормально работает, но при долгой работе тяга падает – это симптом зажатых клапанов. Еще одним признаком зажатых клапанов могут быть выстрелы в глушитель при сбросе газа. Т.к. камера сгорания не закрыта полностью, компрессия снижается и происходит нарушение рабочего процесса. Лучше при регулировке превысить допустимый зазор, чем сделать его меньше.

Прогоревший клапан необходимо отремонтировать как можно быстрее!

Последствием зажатых клапанов является перегрев, повышенный расход топлива и, как следствие, прогар. С прогоревшим клапаном эксплуатировать двигатель нежелательно, это приводит к прогару седла клапана. Что обернется автовладельцу заменой всей головки.

Последствия

В лучшем случае прогорание клапанов приводит к повышенному расходу топлива и снижению мощности автомобиля. Однако это быстро может перейти к более сложным проблемам:

  • повреждение головки блока, цилиндра, поршня осколками прогоревшего клапана;
  • пробой блока цилиндров крупными обломками;
  • прогорание седла клапана, что ведет к необходимости замены головки блока цилиндров.

Кроме того, огонь от воспламенившейся горючей смеси при непрогоревшем клапане может поступать как во впускной коллектор, так и в систему выпуска отработавших газов, сокращая срок их службы.

Что делать если прогорел клапан?

В случае прогоревших клапанов ремонт заключается не только в их замене, но и в выяснении причины прогара. Поэтому следует проверить системы зажигания и охлаждения.

Если вы заменили и притерли один клапан, не пожалейте времени и притрите остальные.

Заменить клапан можно не только на СТО, но и в гараже, если вы знакомы с основами ремонта.

Таким образом, клапан – важная деталь мотора, поэтому чтобы обезопасить себя от ремонта лучше проводить регламентные работы вовремя.

Источник: https://AutoManya.ru/lada-drugoe/progar-klapana.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
СТО
Как проверить реле зажигания

Закрыть