Motorun valf mekanizması, cihazı ve çalışma prensibi

Valf mekanizması, hava-yakıt karışımının motor silindirlerine zamanında beslenmesini ve ardından egzoz gazlarının salınmasını sağlayan doğrudan zamanlama aktüatörüdür. Sistemin temel elemanları, aynı zamanda yanma odasının sızdırmazlığını da sağlaması gereken valflerdir. Ağır yüklere maruz kalıyorlar, bu nedenle işlerine özel gereksinimler getiriliyor.

Valf mekanizmasının temel elemanları

Motorun normal çalışması için silindir başına en az iki valf (emme ve egzoz) gereklidir. Valfin kendisi bir çubuk ve plaka şeklinde bir kafadan oluşur. Koltuk, valf kafasının silindir kapağıyla temas ettiği yerdir. Emme valfleri, egzoz valflerinden daha büyük kafa çapına sahiptir. Bu, yanma odasının hava-yakıt karışımıyla daha iyi doldurulmasını sağlar.

Mekanizmanın ana unsurları:

• emme ve egzoz valfleri - hava-yakıt karışımına girmek ve egzoz gazlarını yanma odasından çıkarmak için tasarlanmıştır;
• kılavuz burçlar - valf hareketinin kesin yönünü sağlar;
• yay - valfi orijinal konumuna döndürür;
• valf yuvası - disk ile silindir kapağı arasındaki temas noktası;
• krakerler - yay için bir destek görevi görür ve tüm yapıyı sabitler;
• valf gövdesi contaları veya yağ atıcı halkalar - yağın silindire girmesini önler;
• itici - eksantrik mili kamından basıncı iletir.

Eksantrik mili üzerindeki kamlar, bir yay aracılığıyla orijinal konumlarına döndürülen valflere baskı yapar. Yay, krakerler ve bir yay plakası kullanılarak çubuğa tutturulur. Rezonans titreşimlerini azaltmak için çubuğa çok yönlü sargılı bir değil iki yay takılabilir.

Kılavuz burç silindirik bir parçadır. Sürtünmeyi azaltır ve çubuğun düzgün ve doğru çalışmasını sağlar. Çalışma sırasında bu parçalar aynı zamanda strese ve sıcaklığa da maruz kalır. Bu nedenle imalatlarında aşınmaya dayanıklı ve ısıya dayanıklı alaşımlar kullanılır. Egzoz ve emme valfi burçları, yük farkından dolayı birbirinden biraz farklıdır.

Valf mekanizması nasıl çalışır?

Vanalar sürekli olarak yüksek sıcaklık ve basınca maruz kalır. Bu, bu parçaların tasarımına ve malzemelerine özel dikkat gösterilmesini gerektirir. Bu özellikle egzoz grubu için geçerlidir çünkü içinden sıcak gazlar çıkar. Egzoz valf plakası, benzinli motorlarda 800˚C – 900˚C, dizel motorlarda ise 500˚C – 700˚C'ye kadar ısınabilmektedir. Giriş valfi plakasındaki yük birkaç kat daha azdır, ancak 300˚C'ye ulaşır ki bu da oldukça fazladır.

Bu nedenle üretimlerinde alaşım katkılı, ısıya dayanıklı metal alaşımları kullanılır. Ek olarak egzoz valfleri tipik olarak sodyumla doldurulmuş içi boş bir gövdeye sahiptir. Plakanın daha iyi termoregülasyonu ve soğutulması için bu gereklidir. Çubuğun içindeki sodyum erir, akar ve ısının bir kısmını plakadan alarak çubuğa aktarır. Bu şekilde parçanın aşırı ısınmasını önleyebilirsiniz.

Çalışma sırasında koltukta karbon birikintileri oluşabilir. Bunun olmasını önlemek için valfi döndürecek yapılar kullanılır. Koltuk, daha sıkı temas için doğrudan silindir kafasına bastırılan yüksek mukavemetli çelik alaşımlı bir halkadır.

Ayrıca mekanizmanın düzgün çalışması için düzenlenmiş termal boşluğa uymak gerekir. Yüksek sıcaklıklar parçaların genleşmesine neden olur ve bu da valfin arızalanmasına neden olabilir. Eksantrik mili kamları ile iticiler arasındaki boşluk, belirli bir kalınlıktaki özel metal rondelalar veya iticilerin kendileri (bardaklar) seçilerek ayarlanır. Motorda hidrolik kompansatörler kullanılıyorsa boşluk otomatik olarak ayarlanır.

Çok büyük bir termal boşluk, vananın tamamen açılmasını engeller ve bu nedenle silindirler, taze karışımla daha az verimli bir şekilde doldurulur. Küçük bir boşluk (veya eksikliği) valflerin tamamen kapanmasına izin vermeyecek, bu da valflerin yanmasına ve motor kompresyonunun azalmasına yol açacaktır.

Valf sayısına göre sınıflandırma

Dört zamanlı motorun klasik versiyonu, silindir başına yalnızca iki valfin çalışmasını gerektirir. Ancak modern motorlar güç, yakıt tüketimi ve çevreye saygı açısından giderek daha fazla yeni taleplere maruz kalıyor, dolayısıyla bu onlar için artık yeterli değil. Çünkü ne kadar çok valf olursa, silindiri yeni şarjla doldurmak o kadar verimli olacaktır. Farklı zamanlarda, motorlarda aşağıdaki şemalar test edildi:

• üç valfli (emme - 2, egzoz - 1);
• dört valf (giriş - 2, egzoz - 2);
• beş valfli (emme - 3, egzoz - 2).

Silindir başına daha fazla valf sayesinde silindirlerin daha iyi doldurulması ve temizlenmesi sağlanır. Ancak bu, motor tasarımını zorlaştırır.

Günümüzde en popüler motorlar silindir başına 4 valfli motorlardır. Bu motorlardan ilki 1912'de Peugeot Gran Prix'sinde ortaya çıktı. O zamanlar bu çözüm yaygın değildi ancak 1970'den itibaren bu sayıda valfe sahip üretim arabaları aktif olarak üretilmeye başlandı.

Sürücü tasarımı

Eksantrik mili ve zamanlama tahriki, valf mekanizmasının doğru ve zamanında çalışmasından sorumludur. Her motor tipi için eksantrik millerinin tasarımı ve sayısı ayrı ayrı seçilir. Parça, üzerinde belirli bir şekle sahip kamların bulunduğu bir şafttır. Döndüklerinde itme çubuklarına, hidrolik kaldırıcılara veya külbütör kollarına baskı uygulayarak valfleri açarlar. Devre tipi spesifik motora bağlıdır.

Eksantrik mili doğrudan silindir kapağında bulunur. Ona giden tahrik krank milinden gelir. Bu bir zincir, kayış veya dişli olabilir. En güvenilir olanı zincirdir, ancak yardımcı cihazlar gerektirir. Örneğin, bir zincir titreşim sönümleyicisi (daha yumuşak) ve bir gergi. Eksantrik mili dönüş hızı, krank mili dönüş hızının yarısı kadardır. Bu onların koordineli çalışmasını sağlar.

Eksantrik millerinin sayısı valf sayısına bağlıdır. İki ana şema vardır:

• SOHC - tek şaftlı;
• DOHC - iki şaft.

Bir eksantrik mili için yalnızca iki valf yeterlidir. Emme ve egzoz valflerini döndürür ve dönüşümlü olarak açar. En yaygın dört valfli motorlarda iki eksantrik mili bulunur. Biri emme valflerinin çalışmasını garanti eder, diğeri ise egzoz valflerinin çalışmasını sağlar. Tip V motorlar dört eksantrik miliyle donatılmıştır. Her iki tarafta iki tane.

Eksantrik mili lobları valf gövdesini doğrudan itmez. Birkaç tür “aracı” vardır:

• makaralı kollar (külbütör kolu);
• mekanik iticiler (gözlükler);
• hidrolik iticiler.

Makaralı kollar daha çok tercih edilen bir tasarıma sahiptir. Külbütör kolları olarak adlandırılan kollar, ek akslar üzerinde sallanır ve hidrolik iticiye baskı uygular. Sürtünmeyi azaltmak için kolun kamla doğrudan temas halinde olan bir silindiri vardır.

Başka bir şema, doğrudan çubuğun üzerinde bulunan hidrolik iticileri (kiriş kompansatörleri) kullanır. Hidrolik kompansatörler termal boşluğu otomatik olarak ayarlayarak mekanizmanın daha düzgün ve sessiz çalışmasını sağlar. Bu küçük parça, pistonlu ve yaylı bir silindir, yağ kanalları ve çek valften oluşur. Hidrolik itici, motor yağlama sisteminden sağlanan yağı kullanarak çalışır.

Mekanik iticiler (bardaklar) bir tarafta kapalı burçlardır. Silindir kafası mahfazasına monte edilirler ve kuvveti doğrudan valf gövdesine iletirler. Başlıca dezavantajları, soğuk bir motorla çalışırken boşlukları ve vuruntuları periyodik olarak ayarlama ihtiyacıdır.

Çalışma sırasında gürültü

Ana valf arızası, soğuk veya sıcak motorda duyulan vuruntu sesidir. Soğuk bir motordaki vuruntu sesi, sıcaklık yükseldikten sonra kaybolur. Isınıp genleştiklerinde termal boşluk kapanır. Ayrıca hidrolik kompansatörlere gerekli hacimde akmayan yağın viskozitesi de bunun nedeni olabilir. Kompansatörün yağ kanallarının kirlenmesi de karakteristik bir vuruntu sesine neden olabilir.

Yağlama sistemindeki düşük yağ basıncı, kirli yağ filtresi veya uygun olmayan termal boşluk nedeniyle valfler sıcak bir motora çarpabilir. Parçaların doğal aşınma ve yıpranmasını da hesaba katmak gerekir. Arızalar valf mekanizmasının kendisinde olabilir (yayın aşınması, kılavuz manşonu, hidrolik iticiler vb.).

Boşluk ayarı

Ayarlamalar yalnızca soğuk bir motorda yapılır. Mevcut termal boşluk, farklı kalınlıktaki özel yassı metal problar tarafından belirlenir. Külbütör kollarındaki açıklığı değiştirmek için döndürülen özel bir ayar vidası vardır. İticili veya şimli sistemlerde istenilen kalınlıktaki parçalar seçilerek ayar yapılır.

İtici (bardak) veya rondelalı motorlar için valfleri ayarlama işleminin adım adım sürecine bakalım:

1. Motor valfi kapağını çıkarın.
2. Krank milini, birinci silindirin pistonu üst ölü merkezde olacak şekilde döndürün. İşaretleri takip ederek bunu yapmak zor geliyorsa bujiyi söküp kuyuya bir tornavida sokabilirsiniz. Maksimum yukarı hareketi ölü merkezi olacaktır.
3. Bir dizi düz sentil kullanarak, iticilere baskı yapmayan kamların altındaki valf tahrikindeki açıklığı ölçün. Sentezgah sıkı bir şekilde hareket etmeli ancak çok serbest olmamalıdır. Valf numarasını ve boşluk değerini kaydedin.
4. 360. silindirin pistonu ÜÖN'e gelene kadar krank milini bir tur (4°) döndürün. Kalan valflerin altındaki boşluğu ölçün. Verileri kaydedin.
5. Hangi valflerin tolerans dışında boşluklara sahip olduğunu kontrol edin. Varsa gerekli kalınlıktaki iticileri seçin, eksantrik millerini çıkarın ve yeni kapları takın. Bu prosedürü tamamlar.

Her 50-80 bin kilometrede bir boşlukların kontrol edilmesi tavsiye edilir. Standart boşluk değerleri araç tamir kılavuzunda bulunabilir.

Emme ve egzoz valfi açıklıklarının bazen değişebileceğini lütfen unutmayın.

Düzgün ayarlanmış ve ayarlanmış bir gaz dağıtım mekanizması, içten yanmalı motorun düzgün ve düzgün çalışmasını sağlayacaktır. Bu aynı zamanda motor ömrüne ve sürücü konforuna da olumlu etki edecektir.