Клапан управления заслонкой впускного коллектора

Описание

Впускной коллектор – это часть двигателя, которая обеспечивает равномерное распределение горючей смеси между всеми цилиндрами. На каждый цилиндр идет отдельный патрубок, по которому воздух или топливно-воздушная смесь проходит, двигаясь за счет создаваемого отходящими вниз поршнями разрежения в коллекторе. В этой системе также нейтрализуются картерные газы, которые втягиваются через систему вентиляции картера во впускной коллектор, смешиваются с топливно-воздушной смесью и поступают в цилиндры.

Для того, чтобы топливо не оседало в виде конденсата на стенках коллектора, его внутреннюю поверхность делают шероховатой, вследствие чего в нем создается турбулентность и мельчайшие капли распыленного топлива не конденсируются. Форма самого коллектора всегда ровная, не имеющая угловатых изгибов, что объясняется стремлением изготовителя исключить лишние перепады давления при работе двигателя.

Клапан впускного коллектора

Устройство и принцип действия

В устройстве данного узла немаловажное, практически решающее, значение имеет переключающий клапан. Такой клапан используется только в атмосферных двигателях, поскольку при принудительном наддуве нет необходимости создавать дополнительное давление таким образом. При уже закрытом впускном клапане воздух колеблется с частотой, пропорциональной длине коллектора и оборотам двигателя.

В момент резонанса начинает происходить резонансный наддув, из-за чего воздух во впускные клапаны поступает под увеличенным давлением.

При разной скорости вращения коленчатого вала двигателя воздух по коллектору идет с разной скоростью и положение клапана системы изменения геометрии впускного коллектора тоже разное. Когда двигатель не запущен, шток пневмокамеры, регулирующей положение клапана, выдвинут до конца и коллектор находится в коротком положении. Когда же происходит запуск, то клапан открывается и пропускает разреженный воздух через систему в пневмокамеру, которая втягивает шток, переводя коллектор на длинное положение. Проходя по длинному коллектору, воздух под более высоким давлением поступает в цилиндры и на низких оборотах двигатель работает ровно и уверенно.

Клапан впускного коллектора в системе двигателя

До достижения 4,5 тыс. об/мин клапан так и находится в режиме длинного коллектора, но по достижении электронный блок управления отключает подачу напряжения на клапан и он переходит в закрытое положение, вакуум на воздушную камеру перестает поступать. Чтобы система вернулась в изначальное состояние необходимо высокое давление в пневмокамере спустить, для чего есть на электромагнитном клапане атмосферный штуцер. Когда отключается напряжение, электромагнитный клапан открывает соединение пневмокамеры с атмосферным штуцером и в нее набирается воздух, шток выдвигается.

Электромагнитный клапан состоит из трех штуцеров и электромагнитной катушки.  На разных автомобилях он располагается несколько по-разному, однако, найти его всегда можно около ресивера. Атмосферный клапан закрыт крышечкой, которую нужно иногда снимать для проверки на загрязнение и периодически проверять напряжение на подводящем проводе для диагностики возможных проблем при неровной работе двигателя.

Электромагнитный клапан находится возле ресивера

Ресивер и пневмокамера

Эта важная деталь отвечает за переключение клапана и иногда ее нужно проверять, чтобы не допустить разгерметизации и других нарушений. Внутри цилиндрической емкости находится обратный клапан. Для того, чтобы проверить узел нужно:

• Проверить на наличие дырок и трещин, чтобы не было утечки воздуха;
• Снять трубку от электромагнитного клапана, отсоединить трубку от коллектора и подуть в нее. Воздух должен не проходить, но если втянуть – должен.

Пневмокамера, к которой ресивер имеет прямое отношение, состоит их штока, диафрагмы и пружинки, заключенных в металлический или пластмассовый корпус. Устройство переключения самое слабое во всей цепи. Диафрагма часто изнашивается и поэтому нарушается изменение геометрии впускного коллектора, поэтому стоит уделить ей особое внимание и быть готовым к периодической замене. Для проверки работоспособности системы можно снять вакуумную трубку и вдавить шток клапана. При хорошем состоянии узла шток при отпускании резко выдвигается обратно, входит ровно и не заедает. Далее при вдавленном штоке нужно закрыть пальцем штуцер и при этом первый должен остаться на месте. В случае, если он при закрытом штуцере выходит, порвана диафрагма.

В случае, когда произошло такое нарушение сразу заметны провалы в работе двигателя, рывки и дребезжание, когда их быть не должно вовсе. Также повышаются обороты двигателя на холостых оборотах. Это связано с подсосом воздуха и, как следствие, неправильному соотношению топливо/воздух в системе. Замена пневмокамеры в таком случае неизбежна и обязательна.

В некоторых случаях замена пневмокамеры необходима

Однако, если такая проблема застала вдалеке от дома или магазина, то можно штуцер коллектора заглушить, надев на него загнутый кусочек шланга.

ВАЖНО!!! Нельзя заглушать штуцер, вставив в него зубочистку или что-то подобное.

В таком случае может засосать посторонний предмет в коллектор, что крайне нежелательно. Следующий шаг – утопить шток на камере, зафиксировав его. Так можно ехать сколько угодно без какого-либо вреда, однако, на высоких оборотах динамика будет плохой.

Замена деталей

Чтобы заменить пневмокамеру не понадобится сложных инструментов и долгих манипуляций. Сначала откручивается крепление и снимается шток, после чего снимается камера и ставится новая. Иногда возможно коррозийное разрушение корпуса самой емкости, на предмет чего тоже нужно ее периодически проверять.

Инструменты для клапана: отвертки, ключи и плоскогубцы

Для замены клапана управления заслонками впускного коллектора понадобится набор отверток, плоскогубцы, ключи. На всю работу уйдет не более двадцати минут:

• Сперва откручиваются винты крепления планки, на которой находятся клапаны;
• Устанавливаются новые клапаны;
• Прикручивается вся конструкция на место;
• Измеряется сопротивление – его значение должно быть от 33.2 до 33.3 Ом.

Замена недолгая и простая, поэтому ее можно провести даже во дворе дома, взяв нужные инструменты.

Клапан впускного коллектора в автомобиле

Очень редко случается, что клапаны разрушаются и засоряют обломками коллектор. Обычно это происходит на некачественных двигателях, в следствии перегрева мотора или если сами клапаны были заменены на контрафактный аналог.

Расположение клапана

Заключение

Клапан впускного коллектора – сложная и жизненно важная для двигателя система, которая позволяет ему переключаться на режим более высокой производительности при высоких оборотах и эффективно использовать топливо при низких. Когда двигатель начинает работать неровно и теряется приемистость «на низах», стоит сразу провести простейшую диагностику данного узла, поскольку в нем имеется несколько слабых деталей, чаще остальных дающих сбой. При правильном подходе к диагностике и ремонту автомобиль будет ездить долго и радовать владельца не один десяток лет.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

swapmotor.ru

запорное и впускное устройство для бачка

Одной из самых неприятных ситуаций, случающихся дома, в офисе, на предприятии и т.д., неспроста признан выход из строя арматуры унитаза. Согласитесь, столько ощутимых неудобств не создаст ни сорванный кран, ни перегоревший светильник.

Указанную проблему можно незамедлительно устранить, если знать, как выбрать и грамотно установить клапан для унитаза. Мы предельно подробно расскажем вам, какое устройство необходимо, чтобы закрыть поступление воды в бачок, а какое – чтобы слить ее оттуда.

У нас вы найдете полноценную информацию о видах сантехнических клапанов, правилах их подбора в зависимости от конструкции бачков и методах установки. В предложенной нами статье достоверные сведения, дополненные полезными схемами, фото и видео.

Содержание статьи:

Виды клапанов для унитаза

Наиболее распространенный вид — раздельный. Он применяется на всех самых популярных моделях бачков для унитазов и включает в себя механизмы для слива и набора воды, которые устанавливаются и работают автономно.

Выпускные клапаны можно разделить на виды по способу приведения в действие:

1. Нажимные. Срабатывают путем нажатия на кнопку.
   

2. Вытяжные. Приводят механизм слива в действие путем поднятия вверх штока, запирающего сливное отверстие.
3. Рычажные. Сам рычаг может быть размещен на бачке или внизу, около унитаза. Устройство срабатывает благодаря нажатию на рычаг.

Рычажная система используется в основном в общественных уборных из-за бюджетной цены, простой конструкции и ремонтопригодности.

Впускные и сливные клапаны для унитазов являются элементами одной системы, но выполняют совершенно разные функции

Устройства нажимного типа, в свою очередь, также можно разделить на типы:

• выпускной клапан одноуровневый (с однорежимным сливом) — оснащен одной кнопкой, при нажатии на которую из бачка сливается все содержимое;
• одноуровневый клапан с режимом «стоп» — в таком устройстве первое нажатие приводит к подаче воды в унитаз, второе прекращает слив;
• выпускной клапан двухуровневый (двухрежимный) — кнопка слива состоит из двух клавиш, одна из которых приводит к сливу части воды, вторая — полностью опустошает бачок.

Модели запорных клапанов можно разделить по способу подводки воды: для бокового подключения и для нижнего впуска воды.

А также по конструкционным особенностям:

• Поршневое устройство. Впускной механизм имеет поршень, который приводиться в движение с помощью рычага. Прокладка, установленная на конце поршня, перекрывает поступление воды в бачок.
• Мембранный клапан. Это наиболее современное устройство. В нем вместо поршневой прокладки устанавливается силиконовая или резиновая мембрана. Она позволяет бесшумно и быстро набирать воду, но очень чувствительна к ее чистоте — это является главным недостатком, который часто приводит к неисправностям.

Кроме раздельных, существует также арматура совмещенной конструкции, в которой два клапана — впускной и запорный — объединены в одну систему. Работа одного зависит от исправности другого.

Установка и может вызвать некоторую сложность у непрофессионала. В случае выхода из строя одного из элементов системы приходится менять полностью весь механизм.

Разновидностей моделей впускной арматуры много, но различия между ними не слишком значительные. Конструкции поплавка и мембранного клапана — вот главное, что меняется и усовершенствуется в этих устройствах

Принцип работы сливного и заливного клапана

Принцип работы заливного клапана основывается на действии поплавка, который, при заполнении бачка водой, поднимается и через штангу приводит в движение клапан.

Как только вода наберется до определенного уровня, клапан перекрывает воду.

Устройство сливного бачка может внешне отличаться, но принцип очень похож, и, поняв однажды, как работает механизм наполнения и слива, нетрудно будет разобраться с любым из них

В спокойном состоянии предотвращает выход воды, но срабатывает, как только нажимают на кнопку.

Одновременно, его конструкция предусматривает защиту от перелива. Защита необходима в случае неисправности поплавкового клапана для унитаза, который вдруг перестает перекрывать воду. Тогда, заполнив бачок, и затапливает помещение.

Чтобы этого не случилось, в корпусе сливного клапана предусмотрена сливная трубка. Если арматура работает нормально, то конец трубки возвышается над уровнем воды.

В случае неисправности впускного клапана верхушка оказывается ниже уровня воды, и тогда лишняя жидкость попадает в трубку и сливается в унитаз.

Арматура смывного бачка представляет собой комплекс устройств с клапанами, предназначенными для регулировки поступления, набора и вывода водопроводной воды из емкости:

Галерея изображений

Фото из

Спускной клапан в арматуре бачка

Крепление сливного клапана к днищу бачка

Цепочка для крепления запорного клапана

Кнопка для активизации сливного клапана

Соединение кнопочного механизма со спускным клапаном

Заливной клапан с нижней подачей воды

Нижнее подключение водопроводной воды

Наполненная воздухом регулируемая груша

Общие характеристики запорной арматуры

Водоспускная и водозапорная арматура должна выдерживать резкие перепады давления. В среднем рабочий показатель составляет от 0,4 до 15 атм.

Температура воды, при которой устройство будет нормально работать, находится в пределах от 2 до 45 °C. Рабочий ресурс составляет около 150—200 тыс. циклов.

Практически каждое устройство для слива или наполнения можно регулировать, подгоняя под высоту смывного бачка

В качестве материала для производства запорного клапана для унитаза используют:

• Полиэтилен высокого давления. Чем плотнее этот материал, тем выше его прочность. При этом увеличение плотности снижает его ударопрочность в условиях низких температур.
• ABS-пластик (химическое соединение акрилонитрилбудадиенстирола). Материал обладает стойкостью к механическим нагрузкам, к истиранию, воздействию агрессивных химических веществ, нечувствителен к перепадам температур.

Для каждой модели клапана производитель указывает допустимую высоту бачка, она может быть от 295 до 500 мм.

Важно также обращать внимание на присоединительный размер — при его несовпадении используют переходное кольцо.

Установка и настройка впускного клапана

Назначение впускного клапана для унитаза — регулировка набора воды в бачок унитаза. Клапан обеспечивает бесшумное и быстрое наполнение: около 7 литров за 20— 45 секунд.

Снабжается фильтром с размером ячеек около 200 мкм. В случае засорения его можно очистить и промыть водой, не извлекая из бачка. Поплавок в таком устройстве может быть открыт, а может находиться внутри защитного корпуса.

Переустановка поплавкового клапана выполняется достаточно просто. В моделях с нижним подключением клапан нужно устанавливать перед монтажом бачка.

На трубку устройства надевают резиновую прокладку, повернув ее конусной стороной к отверстию в бачке. Затем клапан просовывают в отверстие для подвода воды, надевают пластиковую шайбу (если она входит в комплект) и фиксируют гайкой. Гайку закручивают сначала рукой, а затем затягивают ключом.

Очень важно обеспечить герметичность, правильно установив резиновые прокладки. В моделях с боковым подключением защита от протечек не так важна, там подача воды размещается над уровнем наполнения бачка.

Обратить внимание также нужно на то, чтобы ни к чему не касался, иначе он не сможет свободно подниматься или опускаться вместе с уровнем воды.

Важно также установить поплавок таким образом, чтобы уровень воды находился ниже края бачка на 15 см. Некоторые модели предусматривают регулировку уровня наполнения бачка. С помощью нее можно настроить наполнение бака полностью или наполовину

Гибкий шланг присоединяется к водопроводному стояку через кран с применением ФУМ ленты. Запорный вентиль устанавливается в обязательном порядке. В случае необходимости ремонтных работ, он позволит перекрыть воду.

Восстановление работоспособности поплавкового клапана производится следующим образом:

Галерея изображений

Фото из

Перед началом работ отключаем подачу воды в бачок

Нажимаем на рычаг или кнопку смывного устройства, чтобы опорожнить бачок полностью, и просушиваем губкой изнутри

Отвинчиваем крепеж, удерживающий поплавковый клапан, чтобы обеспечить возможность для регулировки и замены при необходимости

Если сам поплавок или его держатель будут мешать производству ремонтных операций, сдвинем их

Осмотрим мембрану поплавкового клапана. Если она повреждена, берем с собой в магазин, чтобы купить аналогичную для замены

Чтобы обеспечить нормальную работу поплавковому клапану, удаляем минеральный налет, растворив ее обычным уксусом и оттирая щеткой

На штатное место испорченной мембраны устанавливаем новую, после чего возвращаем на место поплавок и закручиваем вокруг него крепеж

Открываем перекрытый перед работой шланг, поставляющий воду с смывной бачок. Следим за тем, как поплавок реагирует на изменения уровня воды в емкости. Если необходимо, корректируем его высоту

Шаг 1: Отключение поставки воды в бачок

Шаг 2: Полное опорожнение смывного бачка

Шаг 3: Откручивание крепежа поплавкового клапана

Шаг 4: Перемещение держателя поплавка

Шаг 5: Осмотр мембраны поплавкового клапана

Шаг 6: Удаление кальциевого налета вокруг клапана

Шаг 7: Установка новой мембраны и обратная сборка

Шаг 8: Проверка действия отремонтированного клапана

Если утечка обнаружена в области отсечного клапана, работы по устранению неполадки устраняют в такой последовательности:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Удаление уплотнительной гайки

Шаг 2: Демонтаж отсечного устройства

Шаг 3: Осмотр и очистка шайб вокруг клапана

Шаг 4: Установка очищенных или новых шайб

Монтаж и регулировка выпускного клапана

Механизм сливного клапана предназначен для подачи воды в унитаз. Производители выпускают множество различных конфигураций устройства.

Например, для экономичного использования воды разработана двухуровневая арматура, в которой слив может быть полным или частичным. Одноуровневые устройства иногда оснащают системой «стоп», которая прекращает процесс слива, как только отпускают кнопку.

Приобретая устройство, нужно обращать внимание на материал, из которого производят запирающие прокладки.

Если раньше отечественные производители использовали только резину, то сейчас ее все чаще делают из силикона. Этот материал не имеет механической памяти, не деформируется.

Силиконовая и резиновая прокладки, и конический выступ на седле арматуры создают несколько факторов защиты и предотвращают протекание клапана

Установка арматуры по шагам

Если механизм слива сломался или устарел, нет необходимости менять бак унитаза — нужно просто заменить неисправный элемент.

Вы хотите заменить бачок унитаза новым? Подробное руководство по замене изложено в .

Даже если модель унитаза устарела, производитель выпускает новую, но подходящее к нему устройство. Лучше, конечно, чтобы бачок и запорная арматура принадлежали одной торговой марке.

В комплект клапана для спуска воды входит спускной клапан, уплотнительная прокладка, переходное кольцо, крепления бачка к унитазу, а также подробная инструкция по монтажу

Далее, монтаж сливного клапана будет показан на примере устройства для двухрежимного слива с тросиком. Устанавливают бак на унитаз. Для этого надевают прокладку 14 на основание клапана 12.

Вам также может быть интересна информация о выборе и замене .

Схематическое изображение составных элементов клапана. Зная устройство этого приспособления, проще выполнить его настройку и регулировку

Клапан устанавливают в отверстие бака и снаружи закручивают гайку 15, на которую затем надевают прокладку 16. Она обеспечит герметичность соединения.

Болты 13 устанавливают в монтажные отверстия в определенной последовательности.

Важно сохранить последовательность крепления болтов 13 и не забыть выполнить их промежуточное крепление к баку

Устанавливают тросиковый механизм. Его окончание закрепляют в коромысле 8 так, чтобы пластиковый кожух был заведен до упора.

Затем опускают корпус спускного клапана 9 в основание 12 и закрепляют его, проворачивая вправо. Проверяют, не задевает ли устройство стенок бачка и механизма впускного клапана.

Перед установкой тросикового механизма проверяют надежность закрепления тросика в держателе. Если он высвободился в процессе транспортировки или монтажа, то его необходимо закрепить

Далее регулируют высоту трубки перелива 7. Для этого нужно сначала повернуть ее по часовой стрелке, чтобы снять с блокировки. После установки необходимой высоты ее вновь блокируют поворотом против часовой стрелки.

При правильно отрегулированной высоте трубки уровень наполнения воды не должен подниматься ближе, чем 20 мм к краю трубки перелива.

Край трубки перелива, в свою очередь, при наличии бокового отверстия бачка (для подключения к подаче воды), должен находиться ниже его на 10 и более миллиметров.

Далее закрепляют нажимную кнопку на крышке бака. Для этого предназначен специальный держатель. Соединяют кнопку с тросиком так, чтобы он не перекручивался и не цеплялся за наполнительный клапан. В бачках с нестандартным отверстием используют переходное кольцо.

При необходимости, отрегулировать уровень наполнения воды в сливном бачке унитаза можно с помощью настроек впускного клапана.

В правильно установленном устройстве, кольцо клапана, при нажатии и отпускании кнопки, должно свободно падать и плотно закрывать отверстие для слива воды. Если этого не происходит, то нужно отрегулировать длину тросика, вращая регулятор

Регулировка слива воды

Изменить объем остатка воды после полного слива можно с помощью регулятора 10 на корпусе клапана для унитаза.

Чтобы увеличить остаток, его поднимают, чтобы уменьшить — опускают. Настроить клапан таким образом, чтобы вода полностью сливалась с бачка можно, опустив регулятор до упора вниз.

Чтобы отрегулировать полный или частичный слив, производители предусматривают наличие механизма для регулировки, который позволяет установить необходимый объем смываемой воды

По схожему принципу регулируется и малый слив. Но, все же, бывают некоторые различия. В некоторых моделях рычаг для регулировки находится в свободном доступе, в иных рычаг необходимо разблокировать поворотом вправо.

И тогда, при поднятии рычажка, сливной объем уменьшится, при опускании — наоборот.

Если сливной бак переполняется, нужно отрегулировать трубку перелива. Для этого, также как и при установке, ее необходимо провернуть по часовой стрелке и установить необходимую высоту. Затем ее обратно фиксируют поворотом в обратном направлении

После проведения монтажа и регулировки проверяют работоспособность системы — кнопки малого и большого слива должны выполнять свои функции.

При нажатии на маленькую кнопку должен срабатывать малый слив, большая должна опустошать бачок почти полностью, в зависимости от настроек.

Разные модели клапанов могут настраиваться по своему, но общий смысл настроек сохраняется — он основывается на принципе работы системы

Вам также может быть полезна информация о том, как правильно .

Обслуживание сливной и впускной арматуры

Так как практически любая водопроводная вода содержит механические и химические примеси, необходимо время от времени промывать оборудование —  запорное кольцо, фильтр заливного клапана для унитаза.

Песчинки, отложение солей и ржавчины, могут вывести из строя оборудование.

Чтобы избежать сильного загрязнения, кольцо промывают водой. Чтобы добраться до него, откручивают кнопку слива, снимают крышку бака. Вытягивают корпус клапана, проворачивая его против часовой стрелки.

Для устранения течи в районе сливного клапана чаще всего требуется провести его замену:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Отключение воды и осушение бачка

Шаг 2: Ослабление гайки на подаче воды в бачок

Шаг 3: Развинчивание крепления смывного бачка к унитазу

Шаг 4: Демонтаж бачка для замены клапана

Шаг 5: Удаление старого клапана с контргайкой

Шаг 6: Раскрой трубы сливного клапана

Шаг 7: Установка нового сливного клапана

Шаг 8: Обратная установка и крепление бачка

Очищают детали без применения агрессивных моющих средств, таких, которые имеют в своем составе абразивные частицы, органические растворители, щелочные или кислотосодержащие вещества.

Запорное кольцо сливного механизма унитаза также вынимают для очистки. Чтобы его снять, нужно сначала извлечь фиксатор

Выводы и полезное видео по теме

Как работает арматура сливного бачка:

Как правильно установить унитаз, бачок, сливной и заливной клапаны:

Всем известна истина: хочешь сделать хорошо — сделай сам. Это касается и установки клапанов для унитаза. Разобравшись в технических нюансах, вы вполне сможете самостоятельно установить и настроить арматуру.

Вы неоднократно меняли арматуру сливного бачка и можете дать полезные рекомендации новичкам в этом деле? Не стесняйтесь, поделитесь своим опытом. Или у вас возникли вопросы по монтажу или регулировке? Задавайте их, пожалуйста, в комментариях под этой статьей.

sovet-ingenera.com

Впускные и выпускные клапаны

Выпускные клапаны

Фаска

Пружина

Впускной клапан малого диаметра — уменьшение количества впускаемого воздуха

Впускные клапаны

Маслоотража­тельный колпачок

Направл. втулка

Стержень

Тарелка

Седло

Диаметр клапана

Большой шаг

Внутренняя пружина

Впускной клапан большого диа­метра — увеличение количества впускаемого воздуха

Наружная пружина

Малый шаг

Пружина с переменным шагом навивки

Двойная пружина

В четырехтактных бензиновых и дизельных двигателях клапаны располагаются в головке цилиндров. Через впускные клапаны проходит только смесь воздуха и топлива, поэтому они подвергаются воздействию более низких температур, чем выпускные клапаны. У впускного клапана тарелку делают большего диаметра, чем у выпускного, так как давление на впуске меньше давления на выпуске. Двигатели разных моделей отличаются количеством клапа­нов. Двигателям с двумя и более впускными клапанами свойственно лучшее наполнение цилиндров. Дополнительный впускной клапан увеличивает проходное сечение впускных каналов, следовательно, в цилиндр поступает больше топливовоздушной смеси. То же самое касается и выпускных клапанов: два клапана на выпуске позволяют увеличить вы­пускные каналы, что облегчает выход отработавших газов из цилиндра. Клапан подверга­ется очень значительным нагрузкам даже при нормальном режиме работы двигателя. Для повышения стойкости клапана к износу, прожиганию и коррозии его поверхность подвер­гается специальной обработке. Так, например, впускные клапаны изготавливаются из стали с хромом или кремнием для повышения их износостойкости и коррозионной стойкости или магния и никеля для повышения прочности. Выпускные клапаны сделаны из сплавов на основе никеля. Клапан состоит из двух частей: стержня и тарелки. Клапан установлен в отверстии в головке цилиндров. Тарелка плотно прилегает к седлу. В процессе работы головка цилиндров нагревает седло. Часть тепла передается стержню клапана, а от него — направляющей втулке, поэтому стержень является самой холодной частью клапана. Седло клапана и направляющая втулка охлаждаются жидкостью, протекающей по рубашке вокруг впускных каналов. Открываясь и закрываясь, клапан поворачивается на небольшой угол, поэтому каждый раз он садится на новое место.

Фаска

Пружина

Впускной клапан малого диаметра — уменьшение количества впускаемого воздуха

Впускные клапаны

Маслоотража­тельный колпачок

Направл. втулка

Стержень

Тарелка

Седло

Диаметр клапана

Большой шаг

Внутренняя пружина

Впускной клапан большого диа­метра — увеличение количества впускаемого воздуха

Наружная пружина

Малый шаг

Пружина с переменным шагом навивки

Двойная пружина

Благодаря этому на фаске и седле клапана не оседает нагар. Кроме того, это предотвра­щает заклинивание клапана в направляющей втулке и равномерно распределяет тепло по всему седлу. Клапан перемещается в направляющей втулке и полностью концентричен седлу. Направляющая втулка представляет собой полую цилиндрическую деталь. Сначала в головке блока цилиндров сверлятся отверстия, а затем в них запрессовываются напра­вляющие втулки. В головку цилиндра из алюминиевого сплава необходимо вставить чугунные направляющие втулки, в противном случае добиться необходимой контактной поверхности для стержня клапана будет невозможно. В большинстве двигателей используются сменные направляющие втулки, запрессованные в отверстия в головке цилиндров. В некоторых двигателях направляющие втулки отлиты в головке цилиндров. Затем в них просверливается отверстие, соответствующее диаметру стержня клапана. В верхней части направляющей втулки имеется маслоотражательный колпачок. Клапанная пружина обеспечивает закрытие клапана и плотное прилегание тарелки к седлу для предотвращения утечек газов. Используются клапанные пружины двух типов: пружины с переменным шагом навивки и двойные пружины.

Газораспределительный механизм

Коромысло

Гидрокомпенсатор зазора в приводе клапана

Распределительный вал

Клапан

CIH

ОТ Перекрытие клапанов

Такт впуска

Рабочий такт

Такт сжатия

Открытие впуск­ного клапана

Такт выпуска

Закрытие впускного клапана

Закрытие выпускного клапана

Открытие выпускного клапана

Подъем кулачка

Рабочий выступ кулачка

Рабочий угол кулачка

Распредели­тельный вал

Зубчатый шкив распределительного вала

OHC — газораспределительный механизм с верхним распределительным валом

DOHC — газораспределительный механизм с двумя верхними распределительными валами

OHV — газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов

CIH — газораспределительный механизм с распределительным валом в головке блока цилиндров

Типы и конструкция

Газораспределительный механизм обеспечивает открытие и закрытие впускных и выпуск­ных клапанов. Основными элементами газораспределительного механизма являются распределительный вал, компенсаторы зазоров в приводе клапанов, коромысла и клапаны. В зависимости от числа и расположения распределительных валов различают несколько типов газораспределительных механизмов.

Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов (OHV)

В двигателе с таким газораспределительным механизмом клапаны расположены в головке цилиндров, а распределительный вал находится в самом блоке рядом с коленчатым валом. Толкатель клапана соприкасается с кулачком распределительного вала. При повороте распределительного вала усилие от кулачка передается толкателю, а от него — штанге. Штанга воздействует на одно плечо коромысла, а другое плечо при этом нажимает на клапан. Существует несколько типов толкателей. Механический толкатель представляет собой полый цилиндр из чугуна, установленный в отверстие картера. Толкатель медленно вращается, благодаря чему равномерно изнашивается под действием кулачка распреде­лительного вала.

В настоящее время применяются газораспределительные механизмы следующих типов: с одним верхним распределительным валом (OHC), с двумя верхними распределитель­ными валами (DOHC), с распределительным валом в головке блока цилиндров (CIH).

studfile.net

Впускной клапан

Впускной клапан пропускает в камеру сгорания смесь воздуха и топлива

Двигатель

Впускной клапан газораспределительного механизма открывает доступ в цилиндр топливо-воздушной смеси и прекращает доступ перед началом такта сжатия. В случае с дизельным двигателем клапан пропускает в камеру сгорания только воздух.

При обрыве ремня ГРМ впускные клапана «зависают», так как распредвал перестает вращаться. Тарелки клапанов, оказавшихся открытыми, ударяются о поверхность цилиндра

Клапана располагаются под углом от 30 до 45 градусов относительно вертикальной оси. Тарелка впускного клапана больше, чем у выпускного. Разница обусловлена тем, что в момент открытия впускного клапана в камере сгорания образуется разрежение, а в момент выпуска — повышенное давление. Сила разрежения ниже силы давления, поэтому для впуска требуются клапана с большей поверхностью головки, чтобы обеспечить пропускание необходимого объема топливо-воздушной смеси.

Устройство впускного клапана

Состоит клапан из тарелки и стержня. Плоская со стороны камеры сгорания тарелка впускного клапана имеет конусную форму со стороны распредвала (фаску). При полном закрытии она плотно прилегает к «седлу» (коническому отверстию) в головке блока цилиндров. Точную посадку впускного клапана обеспечивает направляющая втулка, в которой перемещается стержень клапана. Она запрессована в корпус головки блока цилиндров и зафиксирована стопорным кольцом.

Современная тенденция в конструировании ГРМ — увеличение количества впускных клапанов на один цилиндр. Это позволяет увеличить пропускную способность цилиндра и повысить мощность двигателя

Впускной клапан имеет внутреннюю и наружную цилиндрические пружины, которые крепятся на стержне клапана.

В действие впускной клапан приводится рычагом (рокером) от кулачка распределительного вала, или, в большинстве современных двигателей непосредственно давлением кулачка. Пружина обеспечивает постоянный контакт стержня впускного клапана с концом рокера или с кулачком.

Между кулачком распределительного вала и торцом стержня клапана конструктивно закладывается зазор. Это дает возможность компенсировать тепловое расширение впускного клапана. Величина такого зазора составляет 0,3-0,05 мм.                                           

Принцип работы впускного клапана

Своевременное открытие и закрытие впускного клапана обеспечивает угловое положение распределительного вала, точно синхронизированного с таким же угловым положением коленчатого вала. То есть, угловое положение одного строго соответствует определенному угловому положению другого.

В зависимости от модели двигателя, впускных клапанов может быть и несколько на один цилиндр.

Для радикального изменения опережения открытия клапанов необходимо приобрести комплект спортивных распредвалов

Прежде, чем поршень достигнет высшей мертвой точки, начинает открываться впускной клапан — то есть, при такте впуска, к началу движения поршня вниз, клапан уже приоткрыт. Для разных моделей двигателей существует свое опережение открытия клапана. Пределы колебаний составляют 5-30 градусов.

А вот закрытие впускного клапана происходит с некоторой задержкой, после того как поршень достигает нижней мертвой точки и начинает движение вверх. Заполнение цилиндра продолжается даже после начала движения. Это происходит вследствие инерции во впускном коллекторе.                         

Характерные поломки впускных клапанов

Безусловно, самой распространенной поломкой клапанов необходимо признать их загибание в результате обрыва ремня ГРМ. То же самое может произойти и без обрыва, если заменой ремня занимался непрофессионал, ошибочно выставивший метки на шкивах коленвала и распредвала (или распредвалов). Особенно опасны обрывы для современных сложных двигателей, оснащенных механизмом изменяемых фаз газораспределения и прочими высокотехнологичными системами.

Еще одна распространенная неисправность клапанного механизма зарастание впускных и выпускных клапанов нагаром. Как правило, определить проблему можно на достаточно ранней стадии по снижению мощности и хлопкам во впускном и выпускном трубопроводах, металлическому стуку в головке блока цилиндров и падению мощности двигателя.

Отложение нагара на седлах и клапанах препятствует их плотному прилеганию и уменьшает компрессию. Вследствие этого уменьшается и мощность двигателя. Поломки пружин могут вызвать неплотное прилегание клапана к седлу и приводить к деформации головки блока цилиндров, образованию раковин или заеданию стержня. Большой тепловой зазор между рычагом и стержнем клапана также ведет к появлению резкого металлического стука и падению мощности двигателя.

Материалы для производства клапанов

 Для изготовления впускных клапанов используется хромистая сталь, обладающая стойкостью против коррозии в газовых средах при температурах свыше 550 °C. Этот вид стали достаточно хрупок.

blamper.ru

Выпускной клапан двигателя

Выпускной клапан – элемент ГРМ, при открытии которого происходит удаление (выпуск) отработавших газов из камеры сгорания двигателя. 

Выпуск газов происходит тогда, когда поршень в цилиндре двигателя направляется от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ). В процессе работы двигателя выпускные клапаны подвергаются значительным термическим нагрузкам, так как постоянно контактируют с раскаленными отработавшими газами. Головка клапана при работе ДВС может разогреваться в пределах 600-800 градусов.

После окончания такта впуска и сжатия главным требованием в момент возгорания топлива в камере сгорания является максимальная герметичность. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Когда поршень принял на себя энергию расширяющихся газов после возгорания топливно-воздушной смеси, из камеры сгорания необходимо удалить эти отработавшие газы. Герметизация камеры на данном этапе уже не нужна. За удаление выхлопных газов в конструкции газораспределительного механизма отвечает выпускной тарельчатый клапан, который размещен в головке блока цилиндров (ГБЦ).

На такте впуска создается разряжение, а на такте выпуска в рабочей камере сгорания двигателя образуется повышенное давление. После сгорания смеси топлива и воздуха отработавшие газы покидают камеру сгорания через открывающийся в нужный момент выпускной клапан. Сила давления позволяет газам с легкостью выйти из рабочей камеры. Этим объясняется меньший размер тарелки выпускного клапана сравнительно с тарелкой впускного клапана. На такте впуска разрежение по своей силе меньше давления на выпуске. Выхлопные газы практически выталкиваются наружу через открытый выпускной клапан.

Эффективная герметизация камеры сгорания стала возможна благодаря использованию тарельчатых клапанов в конструкции ГРМ современных ДВС. Устройство клапана простое, элемент имеет тарелку и стержень. Фаска плавно переходит в стержень, что делает клапан достаточно прочным. Коническая форма перехода заметно снижает сопротивление выхлопных газов при выходе из камеры, а также дополнительно улучшает герметизацию.

Открытие выпускного клапана происходит благодаря полученному усилию от кулачка распределительного вала.  Стержень (шток) клапана находится в направляющей втулке клапана, которая запрессована в ГБЦ. Кулачок распредвала нажимает прямо на шток клапана или на рокер, от которого усилие передается на стержень. В ГБЦ также размещено седло клапана. Седло клапана представляет собой углубление,  которое по своей форме соответствует верхней части тарелки клапана. Тарелка клапана и седло клапана с филигранной точностью прижимаются друг к другу. Данное решение позволяет обеспечить максимальную герметичность в тот момент, когда закрыты впускной и выпускной клапаны. Главной задачей становится исключить прорыв газов из камеры сгорания.

На верхней части стержня клапана выполнена специальная выточка. Указанная выточка является местом установки «сухаря».   Данный «сухарь» представляет собой коническое кольцо, которое разрезано на две равных части. Решение необходимо для крепления тарелки пружины клапана. Если открытие клапана осуществляется за счет «толчка» от кулачка распредвала, то закрытие клапана реализовано посредством усилия пружины клапана. Указанная пружина закрывает клапан, плотно прижимая тарелку к седлу. Дополнительно имеется механизм, который осуществляет проворачивание клапана. Это необходимо для равномерного износа клапана и очистки клапана от нагара.

Выпускной клапан работает в крайне сложных условиях. Отработавшие газы вызывают сильную коррозию выпускных клапанов. Если топливо сгорает в камере не полностью, тогда это может привести к прогару клапана. Регулировка клапанного механизма является важной процедурой в процессе эксплуатации ДВС. Раннее закрытие  выпускного клапана может привести к быстрому его прогару.

В процессе эксплуатации любого ДВС тарелка клапана и седло покрываются нагаром. Избежать нагара на клапанах практически не представляется возможным. Наличие нагара вызывает постоянный перегрев выпускного клапана. Рано или поздно опорная поверхность клапана начинает выгорать, что приводит к потере герметичности в камере сгорания. Результатом становится прогрессирующая потеря мощности ДВС, затрудненный пуск и т.д.

Появившиеся от перегрева микротрещины на тарелке клапана постепенно увеличиваются, так как раскаленные газы под давлением начинают прорываться наружу из камеры сгорания. Головка клапана в таких условиях деформируется и далее разрушается. Выход клапана из строя фактически означает полную потерю цилиндром двигателя своей функциональности. После замены обязательно требуется притирка клапана к седлу для максимально точного прилегания. Игнорирование процедуры или некачественное выполнение притирки клапанов приведет к быстрому выходу нового клапана из строя.

Вполне очевидно, что перегрев является серьезной проблемой  выпускных клапанов. Для изготовления выпускного клапана используется особая хромоникельмолибденовая сталь. Основой является никель, который повышает устойчивость выпускного клапана к механическому разрушению. Сталь для изготовления клапанов отличается высокой жаропрочностью.

Следующим шагом по снижению термонагруженности выпускного клапана становится его конструкция, которая отличается от устройства впускных клапанов. 

Стержень выпускного клапана полый, полость заполнена металлическим натрием. Натрий расплавляется и перетекает внутри стержня клапана, что позволяет улучшить теплообмен и равномерно распределить нагрев.

Выпускной клапан также может иметь дополнительную защиту, которая способна значительно продлить срок службы элемента. Единственным недостатком можно считать конечное удорожание производства детали.

Среди наиболее распространенных способов защиты отмечены:

• лазерное легирование;
• метод плазменно-порошковой наплавки;
• наплавка токами высокой частоты;

Плазменно-порошковая наплавка считается одним из наиболее экономически и практически оправданных решений. Для такой наплавки используют различные металлические порошки, в основе которых лежит кобальт или никель. Технологии нанесения покрытия разные, но главной задачей каждого из указанных способов становится наплавление тонкого слоя защиты на поверхность клапана для повышения износостойкости, устойчивости к появлению коррозионных процессов и механическому разрушению.

Читайте также

krutimotor.ru