A motor szelepmechanizmusa, berendezése és működési elve

A szelepmechanizmus egy közvetlen időzítő működtető szerkezet, amely biztosítja a levegő-üzemanyag keverék időben történő ellátását a motor hengereibe, és az ezt követő kipufogógázok kibocsátását. A rendszer kulcselemei a szelepek, amelyeknek többek között biztosítaniuk kell az égéstér tömítettségét. Nagy terhelésnek vannak kitéve, ezért munkájukra speciális követelmények vonatkoznak.

A szelepmechanizmus fő elemei

A motor megfelelő működéséhez hengerenként legalább két szelepre, egy szívó- és egy kipufogóra van szükség. Maga a szelep egy szárból és egy lemez alakú fejből áll. Az ülés az a hely, ahol a szelepfej találkozik a hengerfejjel. A szívószelepek fejátmérője nagyobb, mint a kipufogószelepeké. Ez biztosítja az égéstér jobb feltöltését a levegő-üzemanyag keverékkel.

A mechanizmus fő elemei:

• szívó- és kipufogószelepek - úgy tervezték, hogy belépjenek a levegő-üzemanyag keverékbe és a kipufogógázokba az égéstérből;
• vezetőperselyek - biztosítsák a szelepek pontos mozgási irányát;
• rugó - visszaállítja a szelepet az eredeti helyzetébe;
• szelepülés - a lemez érintkezési helye a hengerfejjel;
• kekszet - a rugó támaszaként szolgálnak, és rögzítik a teljes szerkezetet);
• szelepszár tömítések vagy olajrögzítő gyűrűk - megakadályozza az olaj bejutását a hengerbe;
• toló - továbbítja a nyomást a vezérműtengely bütyökéből.

A vezérműtengely bütykei rányomják a szelepeket, amelyek rugóterhelésűek, hogy visszatérjenek eredeti helyzetükbe. A rugó a rúdhoz van rögzítve kekszet és egy rugós lemezt. A rezonáns rezgések csillapítására nem egy, hanem két sokoldalú tekercselésű rugót lehet a rúdra felszerelni.

A vezetőhüvely hengeres darab. Csökkenti a súrlódást és biztosítja a bot sima és helyes működését. Működés közben ezek az alkatrészek feszültségnek és hőmérsékletnek is ki vannak téve. Ezért gyártásukhoz kopásálló és hőálló ötvözeteket használnak. A kipufogó- és a szívószelep perselyei a terheléskülönbség miatt kissé eltérnek.

Hogyan működik a szelep mechanizmus

A szelepek folyamatosan magas hőmérsékletnek és nyomásnak vannak kitéve. Ez különös figyelmet igényel ezen alkatrészek kialakítására és anyagaira. Ez különösen igaz a kipufogócsoportra, mivel a forró gázok azon keresztül távoznak. A kipufogószelep lapja benzinmotoroknál 800˚C – 900˚C, dízelmotoroknál 500˚C – 700˚C hőmérsékletre fűthető. A szívószelep lemezének terhelése többszöröse, de eléri a 300˚С-ot, ami szintén elég sok.

Ezért gyártásukban hőálló fémötvözeteket használnak ötvöző adalékokkal. Ezenkívül a kipufogószelepek jellemzően nátriummal töltött üreges szárral rendelkeznek. Ez szükséges a lemez jobb hőszabályozásához és hűtéséhez. A rúd belsejében lévő nátrium megolvad, áramlik, és elveszi a hő egy részét a lemezről, és átadja a rúdnak. Így elkerülhető az alkatrész túlmelegedése.

Működés közben szénlerakódások képződhetnek a nyeregen. Ennek elkerülése érdekében a szelep forgatására szolgáló kialakításokat alkalmaznak. Az ülés egy nagy szilárdságú acélötvözet gyűrű, amelyet közvetlenül a hengerfejbe nyomnak a szorosabb érintkezés érdekében.

Ezenkívül a mechanizmus megfelelő működéséhez be kell tartani a szabályozott hőrést. A magas hőmérséklet hatására az alkatrészek kitágulnak, ami a szelep hibás működését okozhatja. A vezérműtengely-bütykök és a tolókarok közötti távolságot meghatározott vastagságú speciális fém alátétek vagy maguk a tolókarok (üvegek) kiválasztásával állítják be. Ha a motor hidraulikus emelőket használ, akkor a rés automatikusan beáll.

A nagyon nagy hézag megakadályozza, hogy a szelep teljesen kinyíljon, és ezért a hengerek kevésbé hatékonyan töltődnek fel friss keverékkel. Egy kis rés (vagy annak hiánya) nem teszi lehetővé a szelepek teljes bezárását, ami a szelep kiégéséhez és a motor kompressziójának csökkenéséhez vezet.

Osztályozás a szelepek száma szerint

A négyütemű motor klasszikus változatának működéséhez hengerenként mindössze két szelepre van szükség. A modern motorok azonban egyre több erővel, üzemanyag-fogyasztással és környezetkímélő követelményekkel szembesülnek, így ez már nem elég számukra. Mivel minél több szelep, annál hatékonyabb lesz a henger feltöltése új töltettel. Különböző időpontokban a következő sémákat tesztelték motorokon:

• háromszelepes (bemenet - 2, kimenet - 1);
• négyszelepes (bemenet - 2, kipufogó - 2);
• ötszelepes (bemenet - 3, kipufogó - 2).

A palackok jobb feltöltése és tisztítása a hengerenkénti több szeleppel érhető el. De ez bonyolítja a motor kialakítását.

Ma a legnépszerűbb motorok hengerenként 4 szeleppel. Az első ilyen motorok 1912-ben jelentek meg a Peugeot Gran Prix-en. Akkoriban ezt a megoldást nem alkalmazták széles körben, de 1970 óta elkezdték aktívan gyártani az ilyen számú szeleppel rendelkező, sorozatgyártású autókat.

Hajtás kialakítása

A vezérműtengely és az időzítő hajtás felelős a szelepmechanizmus helyes és időben történő működéséért. A vezérműtengelyek kialakítását és számát minden motortípushoz egyedileg választják ki. Az alkatrész egy tengely, amelyen egy bizonyos alakú bütykök találhatók. Amikor elfordulnak, nyomást gyakorolnak a tolórudakra, a hidraulikus emelőkre vagy a lengőkarokra, és kinyitják a szelepeket. Az áramkör típusa az adott motortól függ.

A vezérműtengely közvetlenül a hengerfejben található. A hajtás a főtengelyről származik. Ez lehet lánc, szíj vagy fogaskerék. A legmegbízhatóbb a lánc, de ehhez kiegészítő eszközökre van szükség. Például egy láncrezgés csillapító (csillapító) és egy feszítő. A vezérműtengely forgási sebessége fele a főtengely forgási sebességének. Ez biztosítja az összehangolt munkájukat.

A vezérműtengelyek száma a szelepek számától függ. Két fő séma létezik:

• SOHC - egy tengellyel;
• DOHC - két tengely.

Egy vezérműtengelyhez csak két szelep elegendő. Forgatja és felváltva nyitja a szívó- és kipufogószelepeket. A leggyakoribb négyszelepes motorok két vezérműtengelyűek. Az egyik a szívószelepek, a másik a kipufogószelepek működését garantálja. A V-típusú motorok négy vezérműtengellyel vannak felszerelve. Mindkét oldalon kettő.

A vezérműtengely bütykei nem nyomják közvetlenül a szelepszárat. A "közvetítőknek" többféle típusa van:

• görgőkarok (lengőkar);
• mechanikus tolók (szemüvegek);
• hidraulikus tológépek.

A görgős karok a preferált elrendezés. Az úgynevezett billenőkarok a bedugható tengelyeken lendülnek és nyomást gyakorolnak a hidraulikus tolóra. A súrlódás csökkentése érdekében a karon egy görgő található, amely közvetlenül érintkezik a bütyökkel.

Egy másik sémában hidraulikus tológépeket (réskompenzátorokat) használnak, amelyek közvetlenül a rúdon helyezkednek el. A hidraulikus kompenzátorok automatikusan beállítják a hőrést, és egyenletesebb és csendesebb működést biztosítanak a mechanizmusnak. Ez a kis rész egy hengerből, dugattyúval és rugóval, olajjáratokból és visszacsapó szelepből áll. A hidraulikus tológépet a motor kenőrendszeréből táplált olaj hajtja.

A mechanikus tolók (üvegek) az egyik oldalon zárt perselyek. A hengerfejházba vannak beépítve, és közvetlenül adják át az erőt a szelepszárnak. Fő hátrányai az, hogy hideg motorral dolgozva rendszeresen be kell állítani a réseket és az ütéseket.

Zaj a munkahelyen

A fő szelep meghibásodása egy hideg vagy meleg motor kopogása. A hideg motor kopogása eltűnik a hőmérséklet emelkedése után. Amikor felmelegednek és kitágulnak, a termikus rés bezárul. Ráadásul az olaj viszkozitása lehet az oka, ami nem folyik be megfelelő mennyiségben a hidraulikus emelőkbe. A kompenzátor olajcsatornáinak szennyeződése is okozhatja a jellegzetes megcsapolást.

A szelepek a forró motoron kopoghatnak a kenőrendszer alacsony olajnyomása, a piszkos olajszűrő vagy a nem megfelelő hőtávolság miatt. Figyelembe kell venni az alkatrészek természetes kopását is. A hibák magában a szelepmechanizmusban lehetnek (rugó kopása, vezetőhüvely, hidraulikus szelepemelők stb.).

Hézagbeállítás

A beállításokat csak hideg motoron kell elvégezni. Az aktuális hőrést speciális, különböző vastagságú lapos fémszondák határozzák meg. A lengőkarok hézagának megváltoztatásához egy speciális állítócsavar van, amely elfordul. Tolóval vagy alátétekkel ellátott rendszerekben a beállítás a kívánt vastagságú részek kiválasztásával történik.

Fontolja meg a tolókarral (üveggel) vagy alátéttel ellátott motorok szelepeinek lépésről lépésre történő beállításának folyamatát:

1. Távolítsa el a motorszelep fedelét.
2. Forgassa el a főtengelyt úgy, hogy az első henger dugattyúja a felső holtpontban legyen. Ha ezt a jelek miatt nehéz megtenni, akkor csavarja ki a gyújtógyertyát, és helyezzen be egy csavarhúzót a kútba. Maximális felfelé mozgása a holtpont lesz.
3. Egy hézagmérő készlet segítségével mérje meg a szelephézagot azon bütykök alatt, amelyek nem nyomják a szelepemelőket. A szondának feszes, de nem túl szabad játékkal kell rendelkeznie. Jegyezze fel a szelep számát és a hézagértéket.
4. Forgassa el a főtengelyt egy fordulattal (360°), hogy a 4. henger dugattyúja a TDC-be kerüljön. Mérje meg a hézagot a többi szelep alatt. Írd le az adatokat.
5. Ellenőrizze, hogy mely szelepek vannak a tűréshatáron kívül. Ha vannak, válassza ki a kívánt vastagságú tolókarokat, távolítsa el a vezérműtengelyeket, és helyezzen be új üvegeket. Ezzel az eljárás befejeződik.

A hézagokat 50-80 ezer kilométerenként javasolt ellenőrizni. A szabványos hézagértékek a járműjavítási kézikönyvben találhatók.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a szívó- és kipufogószelepek hézagai néha eltérhetnek.

A megfelelően beállított és hangolt gázelosztó mechanizmus biztosítja a belső égésű motor zökkenőmentes és egyenletes működését. Ez pozitív hatással lesz a motor erőforrásaira és a vezető kényelmére is.