Motor valfi. Amaç, cihaz, tasarım

Herhangi bir arabanın dört zamanlı içten yanmalı motorunun çalışması için, cihazı birbiriyle senkronize olan birçok farklı parça ve mekanizma içerir. Bu tür mekanizmalar arasında zamanlama var. İşlevi, valf zamanlamasının zamanında çalışmasını sağlamaktır. Ayrıntılı olarak anlatılanlar burada.

Kısaca, gaz dağıtım mekanizması, silindirde belirli bir strok gerçekleştirirken işlemin zamanlamasını sağlamak için giriş / egzoz valfini doğru zamanda açar. Bazı durumlarda, her iki deliğin de kapatılması, diğerinde birinin veya hatta her ikisinin açık olması gerekir.

Bu süreci stabilize etmemizi sağlayan bir ayrıntıya daha yakından bakalım. Bu bir valftir. Tasarımının özelliği nedir ve nasıl çalışır?

Motor valfi nedir

Valf, silindir kafasına takılı metal bir parçadır. Gaz dağıtım mekanizmasının bir parçasıdır ve bir eksantrik mili tarafından tahrik edilir.

Otomobilin modifikasyonuna bağlı olarak, motorun daha düşük veya daha yüksek bir zamanlaması olacaktır. İlk seçenek, güç ünitelerinin bazı eski modifikasyonlarında hala bulunur. Çoğu üretici, uzun zamandır ikinci tip gaz dağıtım mekanizmalarına geçmiştir.

Bunun nedeni, böyle bir motorun ayarlanması ve onarımının daha kolay olmasıdır. Valfleri ayarlamak için valf kapağını çıkarmak yeterlidir ve tüm üniteyi sökmek gerekmez.

Cihazın amacı ve özellikleri

Valf, yaylı bir elemandır. Dinlendiğinde deliği sıkıca kapatır. Eksantrik mili döndüğünde, üzerinde bulunan kam, valfi aşağı iterek alçaltır. Bu deliği açar. Eksantrik mili tasarımı ayrıntılı olarak açıklanmıştır. başka bir inceleme.

Her bölüm, yakınlarda bulunan benzer bir eleman için yapısal olarak gerçekleştirilmesi imkansız olan kendi işlevini oynar. Silindir başına en az iki valf vardır. Daha pahalı modellerde dört tane var. Çoğu durumda, bu elemanlar çift halindedir ve farklı delik grupları açarlar: bazıları giriş, diğerleri çıkış.

Hava-yakıt karışımının taze bir kısmının silindire ve doğrudan enjeksiyonlu motorlarda (bir tür yakıt enjeksiyon sistemi) emme valfleri sorumludur. burada) - temiz hava hacmi. Bu işlem, pistonun giriş vuruşunu gerçekleştirdiği anda meydana gelir (egzozu çıkardıktan sonra üst ölü merkezden aşağı doğru hareket eder).

Egzoz valfleri aynı açılma prensibine sahiptir, sadece farklı bir işleve sahiptirler. Yanma ürünlerinin egzoz manifolduna çıkarılması için bir delik açar.

Motor valf tasarımı

Söz konusu parçalar gaz dağıtım mekanizmasının valf grubuna dahildir. Diğer parçalarla birlikte, valf zamanlamasında zamanında bir değişiklik sağlarlar.

Etkili çalışmalarının bağlı olduğu vanaların ve ilgili parçaların tasarım özelliklerini göz önünde bulundurun.

valfler

Valfler, bir tarafında bir kafa veya dikme elemanı bulunan bir çubuk, diğerinde ise bir topuk veya uç şeklindedir. Yassı parça, silindir kapağındaki açıklıkların sıkı bir şekilde kapatılması için tasarlanmıştır. Zil ve çubuk arasında bir adım değil yumuşak bir geçiş yapılır. Bu, valfın akışkan hareketine direnç oluşturmaması için aerodinamik olmasına izin verir.

Aynı motorda, giriş ve egzoz valfleri biraz farklı olacaktır. Bu nedenle, ilk parça türleri, ikinciden daha geniş bir plakaya sahip olacaktır. Bunun nedeni yanma ürünlerinin gaz çıkışından uzaklaştırılması sırasında oluşan yüksek sıcaklık ve yüksek basınçtır.

Parçaları daha ucuz hale getirmek için vanalar iki parça halindedir. Kompozisyonda farklılık gösterirler. Bu iki parça kaynakla birleştirilir. Egzoz valfi diskinin çalışma pahı da ayrı bir elemandır. Isıya dayanıklı özelliklere ve ayrıca mekanik gerilime karşı dirence sahip başka bir metal türünden biriktirilir. Bu özelliklere ek olarak, egzoz valflerinin uç yüzü pas oluşumuna karşı daha az hassastır. Doğru, birçok vanadaki bu parça, plakanın yapıldığı metal ile aynı malzemeden yapılmıştır.

Giriş elemanlarının kafaları genellikle düzdür. Bu tasarım, gerekli sertliğe ve uygulama kolaylığına sahiptir. Geliştirilmiş motorlara içbükey disk valfler takılabilir. Bu tasarım, standart muadilinden biraz daha hafiftir, dolayısıyla atalet kuvvetini azaltır.

Egzoz muadillerine gelince, kafalarının şekli ya düz ya da dışbükey olacaktır. İkinci seçenek, aerodinamik tasarımı sayesinde yanma odasından gazların daha iyi uzaklaştırılmasını sağladığı için daha verimlidir. Ayrıca dışbükey plaka, düz muadiline göre daha dayanıklıdır. Öte yandan, bu tür bir element, eylemsizliği nedeniyle daha ağırdır. Bu tür parçalar daha sert yaylar gerektirecektir.

Ayrıca, bu tür vanaların gövde tasarımı, giriş parçalarından biraz farklıdır. Elementten daha iyi ısı dağılımı sağlamak için çubuk daha kalındır. Bu, parçanın güçlü ısınmasına karşı direnci artırır. Bununla birlikte, bu çözümün bir dezavantajı vardır - çıkarılan gazlara karşı daha büyük bir direnç oluşturur. Buna rağmen üreticiler hala bu tasarımı kullanıyor çünkü egzoz gazı güçlü basınç altında yayılıyor.

Bugün cebri soğutmalı vanalarda yenilikçi bir gelişme var. Bu modifikasyonun içi boş bir çekirdeği vardır. Boşluğuna sıvı sodyum pompalanır. Bu madde güçlü bir şekilde ısıtıldığında buharlaşır (başın yanında bulunur). Bu işlemin bir sonucu olarak gaz, metal duvarlardan ısıyı emer. Yükseldikçe gaz soğur ve yoğunlaşır. Sıvı, işlemin tekrar edildiği tabana doğru akar.

Vanaların arayüzün sızdırmazlığını sağlaması için yuva ve disk üzerinde bir pah seçilmiştir. Ayrıca adımı ortadan kaldırmak için bir eğimle yapılır. Valfleri motora takarken kafaya sürtünürler.

Koltuk-kafa bağlantısının sıkılığı flanş korozyonundan etkilenir ve çıkış parçaları genellikle karbon birikintilerinden muzdariptir. Valf ömrünü uzatmak için bazı motorlar, çıkış kapandığında valfi hafifçe döndüren ek bir mekanizma ile donatılmıştır. Bu, ortaya çıkan karbon birikintilerini ortadan kaldırır.

Bazen valf gövdesi kırılır. Bu, parçanın silindire düşmesine ve motora zarar vermesine neden olacaktır. Arıza için, krank milinin birkaç atalet dönüşü yapması yeterlidir. Bu durumu önlemek için, otomatik valf üreticileri parçayı bir tutma halkası ile donatabilirler.

Valf topuğunun özellikleri hakkında biraz. Bu parça, eksantrik mili kamından etkilendiği için sürtünme kuvvetine maruz kalır. Valfin açılması için, kamın yayı sıkıştırmaya yetecek kuvvetle onu aşağı doğru itmesi gerekir. Bu ünite yeterince yağlanmalıdır ve çabuk aşınmaması için sertleşir. Bazı motor tasarımcıları, bu tür yüklere dayanıklı malzemelerden yapılan çubuğun aşınmasını önlemek için özel kapaklar kullanır.

Valfin, ısıtma sırasında kovana sıkışmasını önlemek için, gövdenin zile yakın kısmı, topuğa yakın kısımdan biraz daha incedir. Valf yayını sabitlemek için, valflerin ucunda (bazı durumlarda bir tane) desteğin krakerlerinin yerleştirildiği (yayın durduğu sabit bir plaka) iki oluk açılır.

Valf yayları

Yay, vananın verimini etkiler. Baş ve yuvanın sıkı bir bağlantı sağlaması ve çalışma ortamının oluşan fistülden geçmemesi için gereklidir. Bu parça çok sertse, eksantrik mili kamı veya supap sapının topuğu hızla aşınır. Öte yandan zayıf bir yay, iki eleman arasında sıkı bir uyum sağlayamayacaktır.

Bu eleman hızlı değişen yükler altında çalıştığı için kırılabilir. Güç aktarım sistemi üreticileri, hızlı arızaları önlemek için farklı yay türleri kullanır. Bazı zamanlamalarda çift tipler kurulur. Bu modifikasyon, tek bir elemanın üzerindeki yükü azaltır ve böylece çalışma ömrünü uzatır.

Bu tasarımda yaylar farklı bir dönüş yönüne sahip olacaktır. Bu, kırık parçanın parçacıklarının diğerinin dönüşleri arasına girmesini önler. Bu elementleri yapmak için yay çeliği kullanılır. Ürün oluşturulduktan sonra temperlenir.

Kenarlarda, her bir yay taşlanır, böylece yatak parçasının tamamı valf kafası ve silindir kafasına bağlı üst plaka ile temas halinde olur. Parçanın oksitlenmesini önlemek için bir kadmiyum tabakası ile kaplanır ve galvanizlenir.

Spor araçlarda klasik zamanlama valflerine ek olarak pnömatik valf kullanılabilir. Aslında bu aynı unsurdur, ancak özel bir pnömatik mekanizma ile harekete geçirilir. Bu sayede, motorun inanılmaz devirleri - 20 bine kadar - geliştirebildiği bir çalışma doğruluğu elde edildi.

Böyle bir gelişme 1980'lerde ortaya çıktı. Hiçbir yayın sağlayamayacağı deliklerin daha net açılmasına / kapanmasına katkıda bulunur. Bu aktüatör, vananın yukarısındaki bir rezervuardaki sıkıştırılmış gazla çalıştırılır. Kam valfe çarptığında, darbe kuvveti yaklaşık 10 bardır. Valf açılır ve eksantrik mili topuğundaki darbeyi zayıflattığında, sıkıştırılmış gaz parçayı hızla yerine geri getirir. Olası sızıntılar nedeniyle basınç düşüşünü önlemek için sistem, rezervuarı yaklaşık 200 bar basınçta olan ek bir kompresör ile donatılmıştır.

James Ellison, PBM Aprilia, CRT Test Jerez Şubat 2012

Bu sistem MotoGP sınıfı motosikletlerde kullanılır. Bir litre motor hacmine sahip olan bu taşıma, 20-21 bin krank mili devri geliştirebilmektedir. Benzer bir mekanizmaya sahip bir model, Aprilia motosiklet modellerinden biridir. Gücü inanılmaz bir 240 hp idi. Doğru, bu iki tekerlekli bir araç için çok fazla.

Valf kılavuzları

Bu parçanın vananın çalışmasındaki rolü, düz bir çizgide hareket etmesini sağlamaktır. Kovan ayrıca çubuğun soğumasına yardımcı olur. Bu parçanın sürekli yağlanması gerekir. Aksi takdirde, çubuk sürekli termal gerilime maruz kalacak ve manşon hızla aşınacaktır.

Bu tür burçların imalatı için kullanılabilecek malzeme ısıya dayanıklı olmalı, sürekli sürtünmeye dayanmalı, ısıyı bitişik parçadan iyice uzaklaştırmalı ve ayrıca yüksek sıcaklıklara dayanmalıdır. Bu tür gereksinimler perlit gri dökme demir, alüminyum bronz, kromlu seramik veya krom-nikel ile karşılanabilir. Bu malzemelerin tümü gözenekli bir yapıya sahiptir, dolayısıyla yüzeylerinde yağ tutmaya yardımcı olur.

Egzoz valfi için burç, giriş emsaline göre biraz daha fazla gövde açıklığına sahip olacaktır. Bunun nedeni, atık gaz tahliye vanasının daha büyük termal genleşmesidir.

Valf yuvaları

Bu, her bir silindirin ve valf diskinin yanındaki silindir kafası deliğinin temas kısmıdır. Kafanın bu kısmı mekanik ve termal gerilimlere maruz kaldığından, yüksek ısıya ve sık darbelere karşı iyi bir dirence sahip olmalıdır (araba hızlı hareket ederken, eksantrik mili devri o kadar yüksektir ki valfler kelimenin tam anlamıyla koltuğa düşer).

Silindir bloğu ve kafası alüminyum alaşımdan yapılmışsa, valf yuvaları mutlaka çelikten yapılacaktır. Dökme demir zaten bu tür yüklerle iyi başa çıkıyor, bu nedenle bu modifikasyondaki eyer kafanın içinde yapılır.

Geçmeli seleler de mevcuttur. Alaşımlı dökme demirden veya ısıya dayanıklı çelikten yapılırlar. Böylece elemanın pahı çok fazla aşınmaz, ısıya dayanıklı metal katmanlanarak yapılır.

Uç yuvası, kafa deliğine farklı şekillerde sabitlenir. Bazı durumlarda, montaj sırasında kafa gövdesinin metali ile doldurulan elemanın üst kısmında bir oluk açılarak bastırılır. Bu, montajın farklı metallerden bütünlüğünü oluşturur.

Çelik oturak, baş gövdede üst kısım genişletilerek takılır. Silindirik ve konik eyerler vardır. İlk durumda, durdurmaya monte edilirler ve ikincisi küçük bir uç boşluğuna sahiptir.

Motordaki valf sayısı

Standart 4 zamanlı yanmalı motorda bir eksantrik mili ve silindir başına iki valf bulunur. Bu tasarımda, bir parça hava veya sadece hava karışımının enjeksiyonundan sorumludur (yakıt sistemi doğrudan enjeksiyona sahipse) ve diğeri egzoz gazlarının egzoz manifolduna giderilmesinden sorumludur.

Her bir faz için iki olmak üzere silindir başına dört valf bulunan motor modifikasyonunda daha verimli çalışma. Bu tasarım sayesinde, haznenin yeni bir VTS veya hava kısmı ile daha iyi doldurulması, ayrıca egzoz gazlarının daha hızlı uzaklaştırılması ve silindir boşluğunun havalandırılması sağlanır. Arabalar, geçen yüzyılın 70'lerinden itibaren bu tür motorlarla donatılmaya başlandı, ancak bu tür birimlerin gelişimi 1910'ların ilk yarısında başladı.

Bugüne kadar, güç ünitelerinin çalışmasını iyileştirmek için beş valfin bulunduğu bir motor geliştirmesi var. Çıkış için iki, giriş için üç. Bu tür birimlerin bir örneği, Volkswagen-Audi endişesinin modelleridir. Böyle bir motorda triger kayışının çalışma prensibi klasik versiyonlarla aynı olmasına rağmen, bu mekanizmanın tasarımı karmaşıktır, bu da yenilikçi geliştirmeyi pahalı hale getirir.

Benzer bir alışılmadık yaklaşım otomobil üreticisi Mercedes-Benz tarafından da benimseniyor. Bu otomobil üreticisinin bazı motorları, silindir başına üç valf (2 giriş, 1 egzoz) ile donatılmıştır. Ek olarak, tencerenin her bölmesine iki buji takılıdır.

Üretici, valf sayısını yakıt ve havanın girdiği odanın boyutuna göre belirler. Doldurulmasını iyileştirmek için, BTC'nin taze kısmının daha iyi girişini sağlamak gerekir. Bunu yapmak için deliğin çapını ve bununla birlikte plakanın boyutunu artırabilirsiniz. Ancak bu modernizasyonun kendi sınırları vardır. Ancak ek bir giriş valfi takmak oldukça olasıdır, bu nedenle otomobil üreticileri tam da bu tür silindir kafası modifikasyonları geliştirmektedir. Emme hızı egzozdan daha önemli olduğu için (egzoz, pistonun basıncı altında çıkarılır), tek sayıda valf ile, her zaman daha fazla giriş elemanı olacaktır.

Hangi vanalardan yapılır

Vanalar maksimum sıcaklık ve mekanik zorlanma koşullarında çalıştığı için bu tür faktörlere dayanıklı metalden yapılmıştır. Çoğu ısınır ve aynı zamanda yatak ile valf diski arasındaki temas yeri olan mekanik stresle karşılaşır. Yüksek motor hızlarında, valfler hızla yuvalara gömülerek parçanın kenarlarında bir şok yaratır. Ayrıca, bir hava ve yakıt karışımının yanma sürecinde, plakanın ince kenarları keskin bir ısınmaya tabi tutulur.

Valf diskine ek olarak, valf manşonları da gerilir. Bu elemanlarda aşınmaya neden olan olumsuz faktörler, yetersiz yağlama ve hızlı valf hareketi sırasında sürekli sürtünmedir.

Bu nedenlerle, vanalara aşağıdaki gereksinimler uygulanır:

1. Giriş / çıkışı kapatmaları gerekir;
2. Güçlü ısıtma ile, plakanın kenarları eyer üzerindeki darbelerden deforme olmamalıdır;
3. Gelen veya giden ortama karşı herhangi bir direnç yaratılmaması için iyi bir şekilde düzenlenmelidir;
4. Parça ağır olmamalı;
5. Metal sert ve dayanıklı olmalıdır;
6. Güçlü oksidasyona maruz kalmamalıdır (araç nadiren sürdüğünde, kafaların kenarları paslanmamalıdır).

Dizel motorlarda deliği açan kısım 700 dereceye kadar ve benzinli analoglarda - sıfırın üzerinde 900'e kadar ısınır. Durum, bu kadar güçlü bir ısıtma ile açık vananın soğumaması nedeniyle karmaşıktır. Çıkış valfi, yüksek ısıya dayanabilen herhangi bir yüksek alaşımlı çelikten yapılabilir. Daha önce de belirtildiği gibi, bir valf iki farklı metal türünden yapılmıştır. Kafa, yüksek sıcaklık alaşımlarından yapılmıştır ve gövde, karbon çeliğinden yapılmıştır.

Giriş elemanlarına gelince, yuva ile temas ederek soğutulurlar. Bununla birlikte, sıcaklıkları da yüksektir - yaklaşık 300 derece, bu nedenle ısıtıldığında parçanın deforme olmasına izin verilmez.

Krom, genellikle termal stabilitesini artıran vanalar için hammaddeye dahil edilir. Benzin, gaz veya dizel yakıtın yanması sırasında metal parçaları (örneğin kurşun oksit) agresif bir şekilde etkileyebilecek bazı maddeler açığa çıkar. Olumsuz reaksiyonu önlemek için valf kafası malzemesine nikel, manganez ve nitrojen bileşikleri dahil edilebilir.

Ve sonunda. Herhangi bir motordaki valflerin zamanla yandığı kimse için bir sır değildir. İşte bunun nedenleri hakkında kısa bir video:

ARAÇ MOTORUNDA VANALARIN YANMASINA NEDENLER Sürücülerin% 95'i BİLMİYOR

Sorular ve Cevaplar:

Bir motordaki valfler ne işe yarar? Giriş valfleri açıldıklarında temiz havanın (veya hava/yakıt karışımının) silindire akmasına izin verir. Açık egzoz valfleri, egzoz gazlarını egzoz manifolduna yönlendirir.

Valflerin yandığını nasıl anlayabilirim? Yanmış valflerin önemli bir özelliği, motorun rpm'den bağımsız olarak üçlü hareketidir. Aynı zamanda, motor gücü makul ölçüde azalır ve yakıt tüketimi artar.

Vanaları hangi parçalar açar ve kapatır? Valf gövdesi, eksantrik mili kamlarına bağlanır. Birçok modern motorda, bu parçalar arasına hidrolik kaldırıcılar da monte edilmiştir.