Supapă cu clapetă

Supapa cu clapetă  face parte din majoritatea motoarelor cu combustie internă alternativă (ICE), face parte din mecanismul de distribuție a gazului care controlează direct debitul fluidului de lucru care intră și iese din cilindru. De asemenea, sunt utilizate în compresoare mari, motoare cu abur.

Dispozitiv cu supapă poppet

Supapa clapetă constă dintr-un clapete rotund adecvat și o tijă cu diametru mai mic. Din motive de rezistență și aerodinamică, trecerea dintre placă și tijă se face cu o rază mare (Fig. 1). De ceva timp, plăcile în formă de umbrelă (în formă de lalele) au fost populare, ceea ce a redus greutatea supapei de admisie la greutatea supapei de evacuare (se alege mai mult diametrul supapelor de admisie, deoarece rezistența tractului de admisie scade. puterea motorului mai mare decât rezistența la evacuare) reducând în același timp rezistența hidraulică. Cu toate acestea, acest lucru crește aria camerei de ardere , ceea ce crește emisiile de hidrocarburi.

Supapa se mișcă de-a lungul axei tijei, în timp ce placa deschide calea gazelor, iar atunci când aterizează pe șa, o blochează strâns. Este necesar un anumit spațiu între tija supapei și manșon pentru a evita blocarea atunci când supapa se încălzește și pentru a permite clapetei să se autoajusteze la scaun. Pentru a menține auto-ajustarea și, în consecință, densitatea de blocare, placa are o teșitură la un unghi de 45 sau 30 de grade față de planul său.

Închiderea cu forță a circuitului cinematic al antrenării supapei (adică întoarcerea supapei în poziția închis) este efectuată de arcuri de supape răsucite, pe motoarele sport de mare viteză - folosind un mecanism desmodromic. Tija supapei are de obicei un capăt întărit la căldură, unde forța este transmisă de la basculant, basculant sau sticlă și una sau mai multe caneluri pentru instalarea crackerelor (canelura este vizibilă în Fig. 1). Transferul de forță prin filetul intern din tija supapei de la împingător este mai puțin obișnuit (supapa de pe V-2 și toate modificările ulterioare fabricate acum de Barnaultransmash au acest design)

Între arc și planul capului, pe lângă o șaibă din oțel călit, poate fi instalat un mecanism de rotație a supapei (altfel numit mecanism de autolapare). Acest lucru vă permite să extindeți intervalele dintre șlefuirea supapelor, menținând etanșeitatea acestora pentru o perioadă lungă de timp [1] .

Dispunerea supapelor motorului

Numărul de supape din motor depinde de schema acceptată a mecanismului de distribuție a gazului [2] . Valoarea tipică este de 2 sau 4 supape pe cilindru, dar există scheme cu 5 supape (dintre care 3 sunt de admisie) sau chiar 1 supapă de evacuare mare (curgere directă diesel în 2 timpi). Arcurile supapelor care susțin cinematica de sincronizare sunt întotdeauna elicoidale cu capete plane. O supapă are de obicei 1 (rar 2) arcuri și 2 biscuiți. Dimensiunea și forma jgheaburilor de supape sunt individuale, de obicei fiecare motor are ștuțuri de supape originale.

Supapele pot fi plasate în modelul supapei inferioare sau superioare, situate în unghi unul față de celălalt sau în paralel. Scopul muncii proiectantului atunci când le plasează este schimbul fiabil de gaze cu rezistență aerodinamică scăzută, amplasarea necesară a colectoarelor în compartimentul motor, compactitatea camerei de ardere, respectarea standardelor de evacuare etc.

Materiale și tehnologii aplicate

Supapele de admisie ale motoarelor sunt de obicei realizate prin răsturnare din oțel silcrom de tip 40X9S2, 40X10S2M. Aceste oțeluri au o rezistență la căldură destul de ridicată și, deoarece temperatura gazelor de eșapament la motoarele diesel este mai mică (datorită raportului de compresie ridicat ) decât cea a motoarelor cu scânteie , ele sunt folosite și la fabricarea supapelor de evacuare diesel.

Supapele de evacuare ale motoarelor vechi cu scânteie au fost, de asemenea, făcute silcrome, rezistența insuficientă la căldură a fost compensată de comoditatea măcinarii ( GAZ-51 ), lipirea marginilor plăcilor cu stellit; supapele de umplere cu sodiu pentru transferul de căldură din placă a fost folosită mai devreme ( GAZ-66 / GAZ-53 , ZIL-130 ), iar acum este folosită [3] [4] [5] [6] .

Ulterior, au trecut la supape sudate: o tijă din oțeluri de tip 40KhN, 38KhS, o placă din oțeluri de tip 40Kh14N14V2M, 45Kh22N4M3. Astfel de oțeluri nu sunt folosite la motoarele diesel: motorina conține sulf, iar gazele sulfuroase distrug rapid oțelurile care conțin nichel. Se mai folosește lipirea muchiilor cu materiale dure: stellit, nicrom [7] .

Defecțiuni de supapă

Principalele defecțiuni ale supapelor cu clapă sunt [8] :

Scurgerile supapelor pot fi din momentul fabricării, se pot dezvolta în timpul funcționării sau pot fi rezultatul unei reparații de proastă calitate sau al ajustării incorecte a supapelor. Supapa de admisie poate trece gaz pentru o lungă perioadă de timp fără să se ardă, dar motorul cu scânteie se agită de obicei: aruncă gaze de eșapament în tractul de admisie, iar aprinderea unui astfel de amestec diluat devine nesigură. Motorina, respectiv, fumează [9] . Un alt motiv poate fi îndoirea supapelor [10] , în timp ce motorul se agită foarte puternic, sau nu pornește deloc.

În cazul unei scurgeri moderate de supapă, acestea pot fi încă împământate, dar cel mai adesea sunt schimbate ca un set. Motivul este că, până în acest moment, tija supapei se uzează de obicei cu o creștere a consumului de ulei și, cu o șlefuire lungă a supapei vechi, proeminența capătului său deasupra planului capului crește - compensatorul hidraulic poate părăsi zona de lucru. Dacă proeminența depășește deja permisul cu o supapă nouă, atunci, conform instrucțiunilor, trebuie să schimbați capul blocului, în practică, capătul supapei este șlefuit pentru a reduce înălțimea.

Arsarea discului supapei de evacuare este întotdeauna rezultatul unei supraîncălziri severe în absența jocului supapelor și a unei străpungeri mari de gaze. Placa supapei de admisie nu se poate arde, deoarece cu mult înainte de aceasta, atunci când gazele pătrund în admisie, cilindrul va înceta să funcționeze, iar temperatura gazelor va scădea. Cu toate acestea, motoarele diesel pot avea alte probleme.

Uzura tijei supapei și/sau bucșei duce la funcționarea defectuoasă a garniturilor supapelor, ceea ce înseamnă un consum mare de ulei. Prin urmare, la repararea chiulasei, poate fi necesară înlocuirea supapelor și/sau ghidajelor. După schimbarea ghidajelor, de obicei este necesară prelucrarea scaunului cu freze pe un dorn pe baza noului ghidaj și apoi șlefuirea supapei. De obicei, toate ghidajele sunt schimbate odată, sau doar cele de admisie (decalajul dintre bucșele supapei de admisie este decisiv pentru consumul de ulei, datorită presiunii mai scăzute în conducta de admisie).

Vezi și

Note

  1. ^ Motoare auto: Teorie și întreținere, ediția a 4-a . — Editura Williams. — 660 p. — ISBN 9785845909541 . Arhivat pe 8 aprilie 2018 la Wayback Machine
  2. ↑ Alexander Popov, P. Klyukin, Alexander Solntsev, Vladislav Osipov, Vitali Gaevsky. Fundamentele designului auto modern . — Litri, 05-09-2017. — 338 p. — ISBN 9785457387928 . Arhivat pe 10 aprilie 2018 la Wayback Machine
  3. ↑ Sanders, JC, Wilsted, HD, Mulcahy, B.A. Temperaturile de funcționare ale unei supape de evacuare răcite cu sodiu măsurate de un termocuplu  //  Biblioteca digitală. - 1943. Arhivat 30 octombrie 2018.
  4. ↑ camion, mașină și . Supape Federal-Mogul  (rusă) . Arhivat din original pe 30 octombrie 2018. Preluat la 30 octombrie 2018.
  5. ↑ Fernando Zenklusen, Marcio Coenca, Alexander Puck. Eficiența de răcire cu sodiu în supape goale pentru motoare de mare capacitate  //  Seria de hârtie tehnică SAE. — 400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA, Statele Unite: SAE International, 2018-04-03. — doi : 10.4271/2018-01-0368 . Arhivat din original pe 31 octombrie 2018.
  6. ↑ Cum se răcesc supapele la motoarele cu ardere internă? - Quora  (engleză) . www.quora.com. Data accesului: 30 octombrie 2018.
  7. ↑ Kholmyansky I.A. Construcția motoarelor cu ardere internă. - Omsk, 2010. - S. 86-91. — 155 p.
  8. ^ Motoare auto: Teorie și întreținere, ediția a 4-a . — Editura Williams. — 660 p. — ISBN 9785845909541 . Arhivat pe 10 aprilie 2018 la Wayback Machine
  9. ↑ Gladky Alexey Anatolevici. Întreținere și reparații minore auto . - BHV-Petersburg, 2011. - 202 p. — ISBN 9785977505550 . Arhivat pe 8 aprilie 2018 la Wayback Machine
  10. ↑ Alexander Leonidovici Burov. Fundamentele întreținerii auto: manual. indemnizatie . - MGIU, 2008. - 104 p. — ISBN 9785276015538 . Arhivat pe 8 aprilie 2018 la Wayback Machine
  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii