Motor szelep. Cél, eszköz, kialakítás

Annak érdekében, hogy bármely autó négyütemű belső égésű motorja működjön, készüléke sok különböző alkatrészt és mechanizmust tartalmaz, amelyek egymással szinkronban vannak. Ilyen mechanizmusok között van az időzítés. Feladata, hogy biztosítsa a szelep időzítésének időben történő aktiválását. Hogy mi ez, azt részletesen leírják itt.

Röviden, a gázelosztó mechanizmus a megfelelő időben kinyitja a be- / kimeneti szelepet, hogy biztosítsa a folyamat időzítését a henger egy adott löketének végrehajtása során. Bizonyos esetekben meg kell követelni, hogy mindkét lyuk zárva legyen, a másikban az egyik vagy akár mindkettő nyitva van.

Vizsgáljuk meg közelebbről egy olyan részletet, amely lehetővé teszi a folyamat stabilizálását. Ez egy szelep. Mi a kialakításának sajátossága, és hogyan is működik?

Mi az a motorszelep

A szelep egy fém alkatrész, amely a hengerfejbe van felszerelve. Ez a gázelosztó mechanizmus része, és vezérműtengely hajtja.

Az autó módosításától függően a motor alsó vagy felső időzítéssel rendelkezik. Az első lehetőség még mindig megtalálható a tápegységek néhány régebbi módosításában. A legtöbb gyártó már régóta átállt a második típusú gázelosztó mechanizmusra.

Ennek oka az, hogy egy ilyen motort könnyebb beállítani és javítani. A szelepek beállításához elegendő eltávolítani a szelepfedelet, és nem szükséges a teljes egységet szétszerelni.

A készülék célja és jellemzői

A szelep rugós elem. Nyugalmi állapotban szorosan lezárja a lyukat. Amikor a vezérműtengely megfordul, a rajta lévő bütyök lefelé tolja a szelepet, leereszti. Ez megnyitja a lyukat. A vezérműtengely kialakítását a újabb áttekintés.

Minden részlet a saját funkcióját tölti be, amelyet konstruktív módon lehetetlen végrehajtani a közelben található hasonló elem esetében. Hengerenként legalább két szelep van. A drágább modellekben négy van. A legtöbb esetben ezek az elemek párban vannak, és különböző lyukcsoportokat nyitnak: egyesek bemeneti, mások kimeneti nyílások.

A szívószelepek felelősek a levegő-üzemanyag keverék friss részének befogadásáért a hengerbe, és a közvetlen befecskendezésű motorokban (az üzemanyag-befecskendező rendszerek egy típusa, leírják itt) - a friss levegő mennyisége. Ez a folyamat abban a pillanatban történik, amikor a dugattyú végrehajtja a szívó löketet (a kipufogógáz eltávolítása után a felső holtpontról lefelé mozog).

A kipufogószelepek nyitási elve ugyanaz, csak más a funkciójuk. Rést nyitnak az égéstermékek eltávolítására a kipufogócsőbe.

Motorszelep kialakítása

A szóban forgó alkatrészek a gázelosztó mechanizmus szelepcsoportjába tartoznak. Más alkatrészekkel együtt időben megváltoztatják a szelep időzítését.

Vegye figyelembe a szelepek és a kapcsolódó alkatrészek tervezési jellemzőit, amelyektől függ a tényleges működésük.

Szelepek

A szelepek rúd alakúak, amelyek egyik oldalán van egy fej vagy bábu elem, a másikon pedig sarok vagy vég. A lapos részt úgy tervezték, hogy szorosan lezárja a hengerfej nyílásait. Sima átmenet történik a cintányér és a rúd között, nem pedig egy lépés. Ez lehetővé teszi a szelep egyszerűsítését úgy, hogy az ne okozzon ellenállást a folyadék mozgásával szemben.

Ugyanabban a motorban a szívó- és kipufogószelepek kissé eltérnek. Tehát az első típusú alkatrészeknek szélesebb lapja lesz, mint a másodiknak. Ennek oka az a magas hőmérséklet és nagy nyomás, amikor az égéstermékeket eltávolítják a gázkimeneten keresztül.

Az alkatrészek olcsóbbá tétele érdekében a szelepek két részből állnak. Összetételükben különböznek egymástól. Ezt a két részt hegesztéssel egyesítik. A kimeneti szelep tárcsa letörése szintén külön elem. Más típusú fémből rakódik le, amelynek hőálló tulajdonságai vannak, valamint ellenáll a mechanikai igénybevételnek is. Ezen tulajdonságok mellett a kipufogószelepek végfelülete kevésbé hajlamos a rozsda kialakulására. Igaz, ez a rész sok szelepben olyan anyagból készül, amely megegyezik azzal a fémmel, amelyből a lemez készült.

A bemeneti elemek feje általában lapos. Ez a kialakítás rendelkezik a szükséges merevséggel és könnyű kivitelezéssel. A felújított motorok homorú tárcsás szelepekkel felszerelhetők. Ez a kialakítás kissé könnyebb, mint a szokásos társ, ezáltal csökkentve a tehetetlenségi erőt.

Ami a kimeneti társait illeti, a fejük alakja lapos vagy domború lesz. A második lehetőség hatékonyabb, mivel áramvonalas kialakításának köszönhetően jobban eltávolítja a gázokat az égéstérből. Ráadásul a domború lemez tartósabb, mint a lapos társa. Másrészt egy ilyen elem nehezebb, emiatt tehetetlensége szenved. Az ilyen típusú alkatrészek merevebb rugókat igényelnek.

Ezenkívül az ilyen típusú szelepek szárának kialakítása kissé eltér a szívó részektől. Az elem jobb hőelvezetése érdekében a rúd vastagabb. Ez növeli az alkatrész ellenállását az alkatrész erős hevülésével szemben. Ennek a megoldásnak azonban van hátránya - nagyobb ellenállást eredményez az eltávolított gázokkal szemben. Ennek ellenére a gyártók még mindig használják ezt a kivitelt, mert a kipufogógáz erős nyomás alatt kerül kibocsátásra.

Ma a kényszerhűtéses szelepek innovatív fejlesztése zajlik. Ennek a módosításnak van egy üreges magja. Folyékony nátriumot pumpálnak az üregébe. Ez az anyag erős hő hatására elpárolog (a fej közelében helyezkedik el). Ennek a folyamatnak az eredményeként a gáz elnyeli a hőt a fémfalakról. Amint felfelé emelkedik, a gáz lehűl és kondenzálódik. A folyadék lefolyik az alapig, ahol a folyamat megismétlődik.

Annak érdekében, hogy a szelepek biztosítsák az interfész szorosságát, az ülésen és a tárcsán éleket választanak. A lépés kiküszöbölésére ferdén is végezzük. A szelepek motorra történő felszerelésekor a fejhez dörzsölik őket.

Az ülés-fej kapcsolat szorosságát a perem korróziója befolyásolja, és a kimeneti részek gyakran szénlerakódásoktól szenvednek. A szelep élettartamának meghosszabbítása érdekében néhány motor fel van szerelve egy további mechanizmussal, amely kissé elfordítja a szelepet, ha a kimenet zárt. Ez eltávolítja a keletkező szén-lerakódásokat.

Néha előfordul, hogy a szelepszár elszakad. Ez azt eredményezi, hogy az alkatrész a hengerbe esik, és károsítja a motort. A meghibásodáshoz elegendő, ha a főtengely megtesz néhány inerciális fordulatot. Ennek megakadályozása érdekében az automatikus szelepgyártók rögzítő gyűrűvel szerelhetik fel az alkatrészt.

Egy kicsit a szelep sarka jellemzőiről. Ez a rész súrlódási erőknek van kitéve, amikor a vezérműtengely bütykje hat rá. A szelep kinyílásához a bütyöknek elegendő erővel kell lenyomnia a rugót. Ennek az egységnek elegendő kenést kell kapnia, és hogy ne kopjon gyorsan, edzett legyen. Néhány motortervező speciális sapkákat használ a rúd kopásának megakadályozására, amelyek olyan anyagokból készülnek, amelyek ellenállnak az ilyen terheléseknek.

Annak megakadályozása érdekében, hogy a szelep hevítés közben elakadjon a hüvelyben, a cintányér melletti szárrész kissé vékonyabb, mint a sarok közelében lévő rész. A szeleprugó rögzítéséhez két horony készül a szelepek végén (egyes esetekben egy), amelyekbe a tartó krakkolóit helyezik (egy rögzített lemez, ahol a rugó nyugszik).

Szeleprugók

A rugó befolyásolja a szelep hatékonyságát. Arra van szükség, hogy a fej és az ülés szoros kapcsolatot biztosítson, és a munkaközeg ne hatoljon be a kialakult sipolyon. Ha ez a rész nagyon merev, a szelepszár bütyköstengelye vagy sarka gyorsan elhasználódik. Másrészt a gyenge rugó nem képes biztosítani a szoros illeszkedést a két elem között.

Mivel ez az elem gyorsan változó terhelések mellett működik, elszakadhat. A hajtáslánc-gyártók különböző típusú rugókat használnak a gyors meghibásodás megelőzésére. Bizonyos időzítésekben kettős típusok vannak telepítve. Ez a módosítás csökkenti az egyes elemek terhelését, ezáltal növelve annak élettartamát.

Ebben a kivitelben a rugóknak más irányú lesz a fordulata. Ez megakadályozza, hogy a törött rész részecskéi eljussanak a másik fordulatai közé. Ezeknek az elemeknek a gyártásához rugós acélt használnak. A termék képződése után megeresztik.

A széleken minden rugót úgy köszörülnek meg, hogy az egész csapágyrész érintkezzen a szelepfejjel és a hengerfejhez rögzített felső lemezzel. Az alkatrész oxidációjának megakadályozása érdekében kadmiumréteggel vonják be és horganyozzák.

A klasszikus időzítő szelepeken kívül pneumatikus szelep is használható a sportjárművekben. Valójában ez ugyanaz az elem, csak egy speciális pneumatikus mechanizmus mozgatja. Ennek köszönhetően olyan pontosságú működés érhető el, hogy a motor hihetetlen - akár 20 ezer - fordulatszámot képes kifejleszteni.

Ilyen fejlemény még az 1980-as években jelent meg. Hozzájárul a furatok tisztább kinyitásához / bezárásához, amelyet egyetlen rugó sem tud biztosítani. Ezt a működtetőt sűrített gáz táplálja a szelep fölötti tartályban. Amikor a bütyök eléri a szelepet, az ütőerő körülbelül 10 bar. A szelep kinyílik, és amikor a vezérműtengely gyengíti a sarkára gyakorolt ​​hatást, a sűrített gáz gyorsan visszahelyezi az alkatrészt a helyére. Az esetleges szivárgások miatti nyomásesés megelőzése érdekében a rendszert további kompresszorral látták el, amelynek tartálya körülbelül 200 bar nyomáson van.

James Ellison, PBM Aprilia, CRT teszt Jerez, 2012. február

Ezt a rendszert a MotoGP osztályú motorkerékpárokban használják. Ez az egy liter motor térfogatú szállítás 20-21 ezer főtengely-fordulat fejlesztésére képes. Az egyik hasonló mechanizmusú modell az Aprilia motorkerékpár-modellek egyike. Teljesítménye hihetetlen 240 LE volt. Igaz, ez túl sok egy kétkerekű jármű számára.

Szelepvezetők

Ennek a résznek a szelep működésében az a szerepe, hogy biztosítsa annak egyenes vonalú mozgását. A hüvely a rúd hűtését is segíti. Ezt a részt állandó kenéssel kell ellátni. Ellenkező esetben a rúd állandó hőterhelésnek lesz kitéve, és a hüvely gyorsan elhasználódik.

Az ilyen perselyek gyártásához felhasználható anyagnak hőállónak, ellenállnia kell az állandó súrlódásnak, jól el kell távolítania a hőt a szomszédos részből, és ellenállnia kell a magas hőmérsékletnek is. Ezeknek a követelményeknek gyöngyház szürkeöntvény, alumínium bronz, króm vagy króm-nikkel kerámia felel meg. Mindezeknek az anyagoknak porózus szerkezete van, ami segít megtartani az olajat a felületükön.

A kipufogószelep perselyének valamivel nagyobb a hézaga a szár között, mint a bemeneti egyenérték. Ennek oka a füstgázelvezető szelep nagyobb hőtágulása.

Szelepülések

Ez a hengerfej furatának érintkező része az egyes hengerek és szeleptárcsák közelében. Mivel ez a fejrész mechanikai és termikus igénybevételnek van kitéve, jó ellenálló képességgel kell bírnia a magas hőnek és a gyakori ütközéseknek (amikor az autó gyorsan halad, a vezérműtengely fordulatszáma olyan magas, hogy a szelepek szó szerint az ülésbe esnek).

Ha a hengerblokk és annak feje alumíniumötvözetből készül, a szelepülések szükségszerűen acélból készülnek. Az öntöttvas már jól megbirkózik ilyen terhelésekkel, ezért a nyereg ebben a módosításban magában a fejben készül.

Dugaszolható nyergek is rendelkezésre állnak. Ötvözött öntöttvasból vagy hőálló acélból készülnek. Annak érdekében, hogy az elem letörése ne kopjon annyira, hőálló fém rétegzésével hajtják végre.

A betétülés különböző módon van rögzítve a fej furatában. Bizonyos esetekben be van nyomva, és az elem felső részén horony készül, amelyet a telepítéskor a fej test fémével megtöltenek. Ez megteremti a szerelvény integritását a különböző fémekből.

Az acél ülést a fej felső részének fellángolásával rögzítik. Vannak hengeres és kúpos nyergek. Az első esetben az ütközőhöz vannak szerelve, a másodiknál ​​pedig kis végrés van.

A motor szelepeinek száma

A szokásos 4 ütemű égésű motor hengerenként egy vezérműtengellyel és két szeleppel rendelkezik. Ebben a kialakításban az egyik rész a levegő vagy csak a levegő keverékének befecskendezéséért felel (ha az üzemanyag-ellátó rendszer közvetlen befecskendezéssel rendelkezik), a másik pedig a kipufogógázok kipufogócsatornába történő eltávolításáért.

Hatékonyabb működés a motor módosításakor, amelyben hengerenként négy szelep van - mindegyik fázishoz kettő. Ennek a kialakításnak köszönhetően a kamra jobb feltöltése VTS vagy levegő új részével biztosított, valamint a kipufogógázok gyorsabb eltávolítása és a hengerüreg szellőztetése. A gépkocsikat ilyen motorokkal kezdték felszerelni a múlt század 70-es éveitől kezdve, bár az ilyen egységek kifejlesztése az 1910-es évek első felében kezdődött.

A mai napig a hajtóművek működésének javítása érdekében van egy motorfejlesztés, amelyben öt szelep található. Kettő a kimenethez, és három a bemenethez. Ilyen példák a Volkswagen-Audi konszern modelljei. Bár a vezérműszíj működési elve egy ilyen motorban megegyezik a klasszikus változatokkal, ennek a mechanizmusnak a kialakítása bonyolult, ezért az innovatív fejlesztés drága.

Hasonló, nem szabványos megközelítést alkalmaz a Mercedes-Benz autógyártó is. Az autógyártó egyes motorjai hengerenként három szeleppel vannak felszerelve (2 szívó, 1 kipufogó). Ezenkívül két gyertya van felszerelve az edény minden kamrájában.

A gyártó meghatározza a szelepek számát annak a kamrának a mérete alapján, amelybe az üzemanyag és a levegő belép. A töltelék javítása érdekében biztosítani kell a BTC friss részének jobb áramlását. Ehhez növelheti a lyuk átmérőjét, és ezzel együtt a lemez méretét. Ennek a modernizációnak azonban megvannak a maga korlátai. De teljesen be lehet szerelni egy további szívószelepet, ezért az autógyártók éppen ilyen hengerfej-módosításokat fejlesztenek ki. Mivel a szívósebesség fontosabb, mint a kipufogó (a kipufogógáz eltávolítása a dugattyú nyomása alatt történik), páratlan számú szeleppel mindig több lesz a szívóelem.

Miből készülnek a szelepek

Mivel a szelepek maximális hőmérséklet és mechanikai igénybevétel mellett működnek, fémből készülnek, amely ellenáll az ilyen tényezőknek. Leginkább felmelegszik, és mechanikai igénybevételnek is megfelel, az ülés és a szeleptárcsa közötti érintkezés helyén. Nagy motorfordulatszám mellett a szelepek gyorsan az ülésekbe süllyednek, sokkot okozva az alkatrész szélén. A levegő és az üzemanyag keverékének égési folyamatában a lemez vékony széleit éles melegítésnek vetik alá.

A szeleptárcsa mellett a szelephüvelyek is feszültek. A negatív tényezők, amelyek ezen elemek kopásához vezetnek, az elégtelen kenés és az állandó súrlódás a szelep gyors mozgása során.

Ezen okok miatt a következő követelményeket írják elő a szelepekre:

1. Tömíteniük kell a be- / kimenetet;
2. Erős hevítés esetén a lemez élei ne deformálódjanak a nyeregbe történő ütközéstől;
3. Jól áramvonalasnak kell lennie, hogy ne alakuljon ki ellenállás a bejövő vagy kimenő közeggel szemben;
4. A rész ne legyen nehéz;
5. A fémnek keménynek és tartósnak kell lennie;
6. Nem szabad erős oxidációnak alávetni magát (amikor az autó ritkán vezet, a fejek széle nem rozsdásodhat el).

Az a rész, amely megnyitotta a lyukat a dízelmotorokban, 700 fokig, a benzin analógoknál pedig akár 900 fölé is felmelegszik. A helyzetet bonyolítja, hogy ilyen erős fűtés esetén a nyitott szelep nem hűl. A kimeneti szelep bármilyen magasan ötvözött acélból készülhet, amely ellenáll a magas hőnek. Mint már említettük, egy szelep két különböző típusú fémből készül. A fej magas hőmérsékletű ötvözetekből, a szár pedig szénacélból készül.

Ami a bemeneti elemeket illeti, az üléssel érintkezve hűlnek. Ennek ellenére a hőmérsékletük is magas - körülbelül 300 fok, ezért nem megengedett, hogy az alkatrész hevítéskor deformálódjon.

A krómot gyakran tartalmazzák a szelepek alapanyagában, ami növeli annak hőstabilitását. Benzin, gáz vagy dízel üzemanyag elégetése során néhány anyag szabadul fel, amelyek agresszíven befolyásolhatják a fémrészeket (például ólom-oxid). A szelepfej anyaga nikkel-, mangán- és nitrogénvegyületeket tartalmazhat a káros reakciók elkerülése érdekében.

És végül. Senki számára nem titok, hogy bármelyik motorban idővel a szelepek kiégnek. Itt van egy rövid videó ennek okairól:

OKOK, AMELYEK A SZELEPEK kiégnek egy autómotorban A járművezetők 95% -a NEM TUDJA

Kérdések és válaszok:

Mit csinálnak a szelepek a motorban? Nyitásukkor a szívószelepek lehetővé teszik a friss levegő (vagy levegő/üzemanyag keverék) beáramlását a hengerbe. A nyitott kipufogószelepek a kipufogógázokat a kipufogócsonkhoz vezetik.

Hogyan lehet megérteni, hogy a szelepek kiégtek? A kiégett szelepek legfontosabb jellemzője a motor hármas mozgása, függetlenül a fordulatszámtól. Ugyanakkor a motor teljesítménye megfelelően csökken, és az üzemanyag-fogyasztás nő.

Mely részek nyitják és zárják a szelepeket? A szelepszár a vezérműtengely bütykökhöz van csatlakoztatva. Számos modern motorban hidraulikus emelőket is szerelnek ezek közé az alkatrészek közé.