Moottorin venttiilimekanismi, sen laite ja toimintaperiaate

Venttiilimekanismi on suoraajoitustoimilaite, joka varmistaa ilma-polttoaineseoksen oikea-aikaisen syöttämisen moottorin sylintereihin ja sitä seuraavan pakokaasujen vapautumisen. Järjestelmän avainelementit ovat venttiilit, joiden tulee muun muassa varmistaa palotilan tiiviys. He ovat raskaan kuormituksen alaisia, joten heidän työlleen on asetettu erityisvaatimuksia.

Venttiilimekanismin pääelementit

Moottori vaatii vähintään kaksi venttiiliä sylinteriä kohden, imu- ja pakoputken toimiakseen kunnolla. Itse venttiili koostuu karasta ja levyn muodossa olevasta päästä. Istuin on paikka, jossa venttiilin pää kohtaa sylinterinkannen. Imuventtiilien pään halkaisija on suurempi kuin pakoventtiileillä. Tämä varmistaa palotilan paremman täyttymisen ilma-polttoaineseoksella.

Mekanismin pääelementit:

• imu- ja pakoventtiilit - suunniteltu pääsemään ilma-polttoaineseokseen ja pakokaasuihin polttokammiosta;
• ohjausholkit - varmista venttiilien tarkka liikesuunta;
• jousi - palauttaa venttiilin alkuperäiseen asentoonsa;
• venttiilin istuin - levyn kosketuspaikka sylinterinkanteen;
• keksejä - toimivat jousen tukena ja kiinnittävät koko rakenteen);
• venttiilivarren tiivisteet tai öljynsiirtorenkaat - estää öljyn pääsyn sylinteriin;
• työntäjä - siirtää paineen nokka-akselin nokasta.

Nokka-akselin nokat painavat venttiileitä, jotka ovat jousikuormitettuja palatakseen alkuperäiseen asentoonsa. Jousi kiinnitetään tankoon keksillä ja jousilevyllä. Resonanssivärähtelyjen vaimentamiseksi tankoon voidaan asentaa ei yksi, vaan kaksi monipuolisesti käämitettyä jousta.

Ohjainholkki on sylinterimäinen kappale. Se vähentää kitkaa ja varmistaa sauvan tasaisen ja oikean toiminnan. Käytön aikana nämä osat ovat myös alttiita rasitukselle ja lämpötilalle. Siksi niiden valmistukseen käytetään kulutusta kestäviä ja lämmönkestäviä seoksia. Pako- ja imuventtiilin holkit ovat hieman erilaiset kuormituseron vuoksi.

Kuinka venttiilimekanismi toimii

Venttiilit ovat jatkuvasti alttiina korkeille lämpötiloille ja paineille. Tämä vaatii erityistä huomiota näiden osien suunnitteluun ja materiaaleihin. Tämä koskee erityisesti pakokaasuryhmää, koska kuumat kaasut poistuvat sen läpi. Bensiinimoottorien pakoventtiililevy voidaan lämmittää 800 ˚C - 900 ˚C ja dieselmoottoreissa 500 ˚C - 700 C. Imuventtiililevyn kuormitus on useita kertoja pienempi, mutta saavuttaa 300˚С, mikä on myös melko paljon.

Siksi niiden valmistuksessa käytetään kuumuutta kestäviä metalliseoksia seostavilla lisäaineilla. Lisäksi pakoventtiileissä on tyypillisesti natriumtäytteinen ontto kara. Tämä on tarpeen levyn paremman lämmönsäätelyn ja jäähdytyksen kannalta. Tangon sisällä oleva natrium sulaa, virtaa ja ottaa osan lämmöstä levyltä ja siirtää sen sauvaan. Tällä tavalla voidaan välttää osan ylikuumeneminen.

Käytön aikana satulaan voi muodostua hiilikerrostumia. Tämän estämiseksi venttiiliä pyöritetään malleja. Istuin on luja terässeosrengas, joka painetaan suoraan sylinterinkanteen tiiviimmän kosketuksen takaamiseksi.

Lisäksi mekanismin oikean toiminnan varmistamiseksi on tarpeen noudattaa säädeltyä lämpörakoa. Korkeat lämpötilat aiheuttavat osien laajenemista, mikä voi aiheuttaa venttiilin toimintahäiriön. Nokka-akselin nokkien ja työntimien välinen rako säädetään valitsemalla tietyn paksuiset metalliset aluslevyt tai itse työntimet (lasit). Jos moottorissa on hydrauliset nostimet, väli säädetään automaattisesti.

Erittäin suuri välys estää venttiilin täysin avautumisen ja siksi sylinterit täyttyvät tuoreella seoksella vähemmän tehokkaasti. Pieni rako (tai sen puute) ei anna venttiilien sulkeutua kokonaan, mikä johtaa venttiilin palamiseen ja moottorin puristuksen vähenemiseen.

Luokittelu venttiilien lukumäärän mukaan

Nelitahtisen moottorin klassinen versio vaatii toimiakseen vain kaksi venttiiliä sylinteriä kohden. Mutta nykyaikaiset moottorit kohtaavat yhä enemmän tehoa, polttoaineen kulutusta ja ympäristönsuojelua koskevia vaatimuksia, joten tämä ei enää riitä heille. Koska mitä enemmän venttiileitä, sitä tehokkaampaa on täyttää sylinteri uudella panoksella. Moottoreilla testattiin eri aikoina seuraavia järjestelmiä:

• kolmiventtiilinen (tulo - 2, ulostulo - 1);
• neliventtiilinen (tulo - 2, pakoputki - 2);
• viisiventtiilinen (tulo - 3, pakoputki - 2).

Sylinterien parempi täyttö ja puhdistus saavutetaan, kun sylinteriä kohti on enemmän venttiilejä. Mutta tämä vaikeuttaa moottorin suunnittelua.

Nykyään suosituimmat moottorit, joissa on 4 venttiiliä sylinteriä kohden. Ensimmäinen näistä moottoreista ilmestyi vuonna 1912 Peugeot Gran Prix:ssä. Tuolloin tätä ratkaisua ei käytetty laajalti, mutta vuodesta 1970 lähtien alettiin aktiivisesti tuottaa massatuotettuja autoja, joissa oli tällainen määrä venttiilejä.

Ajon suunnittelu

Nokka-akseli ja ajoituskäyttö ovat vastuussa venttiilimekanismin oikeasta ja oikea-aikaisesta toiminnasta. Jokaisen moottorityypin nokka-akselien rakenne ja lukumäärä valitaan erikseen. Osa on akseli, jossa tietyn muotoiset nokat sijaitsevat. Kääntyessään ne painavat työntötankoja, hydraulinostimia tai keinuvarsia ja avaavat venttiilit. Piirin tyyppi riippuu tietystä moottorista.

Nokka-akseli sijaitsee suoraan sylinterikannessa. Veto siihen tulee kampiakselilta. Se voi olla ketju, hihna tai vaihde. Luotettavin on ketju, mutta se vaatii apulaitteita. Esimerkiksi ketjun tärinänvaimennin (vaimennin) ja kiristin. Nokka-akselin pyörimisnopeus on puolet kampiakselin pyörimisnopeudesta. Tämä varmistaa heidän koordinoidun työnsä.

Nokka-akselien lukumäärä riippuu venttiilien lukumäärästä. On olemassa kaksi pääjärjestelmää:

• SOHC - yhdellä akselilla;
• DOHC - kaksi aaltoa.

Vain kaksi venttiiliä riittää yhdelle nokka-akselille. Se pyörii ja avaa vuorotellen imu- ja pakoventtiilit. Yleisimmissä neliventtiilisissä moottoreissa on kaksi nokka-akselia. Toinen takaa imuventtiilien toiminnan ja toinen pakoventtiilit. V-tyypin moottorit on varustettu neljällä nokka-akselilla. Kaksi kummallakin puolella.

Nokka-akselin nokat eivät työnnä venttiilin karaa suoraan. On olemassa useita "välittäjiä":

• rullavivut (keinuvarsi);
• mekaaniset työntimet (lasit);
• hydrauliset työntimet.

Rullavivut ovat suositeltavin järjestely. Ns. keinuvarret heiluvat pistoakseleilla ja painavat hydraulista työntölaitetta. Kitkan vähentämiseksi vivussa on rulla, joka on suorassa kosketuksessa nokkaan.

Toisessa järjestelmässä käytetään hydraulisia työntimiä (raon kompensaattoreita), jotka sijaitsevat suoraan tangossa. Hydrauliset kompensaattorit säätävät lämpöväliä automaattisesti ja takaavat mekanismin pehmeämmän ja hiljaisemman toiminnan. Tämä pieni osa koostuu sylinteristä, jossa on mäntä ja jousi, öljykanavat ja takaiskuventtiili. Hydraulinen työntökone saa voimansa moottorin voitelujärjestelmästä tulevasta öljystä.

Mekaaniset työntimet (lasit) ovat suljettuja holkkeja toiselta puolelta. Ne on asennettu sylinterinkannen koteloon ja siirtävät voiman suoraan venttiilin karaan. Sen tärkeimmät haitat ovat tarve säätää ajoittain rakoja ja kolhuja kylmällä moottorilla työskenneltäessä.

Melu työssä

Pääventtiilin toimintahäiriö on kylmään tai kuumaan moottoriin kohdistuva koputus. Kylmän moottorin koputus häviää lämpötilan noustessa. Kun ne kuumenevat ja laajenevat, lämpörako sulkeutuu. Lisäksi syynä voi olla öljyn viskositeetti, joka ei virtaa oikealla määrällä hydraulinostimiin. Kompensaattorin öljykanavien likaantuminen voi myös olla syynä ominaiseen koputukseen.

Venttiilit voivat koputtaa kuumaan moottoriin voitelujärjestelmän alhaisen öljynpaineen, likaisen öljynsuodattimen tai väärän lämpövälyksen vuoksi. On myös tarpeen ottaa huomioon osien luonnollinen kuluminen. Vikoja voi olla itse venttiilimekanismissa (jousen, ohjausholkin, hydraulisten hanojen kuluminen jne.).

Välyksen säätö

Säädöt tehdään vain kylmällä moottorilla. Nykyinen lämpörako määräytyy eripaksuisilla erityisillä litteillä metalliantureilla. Keinuvarsien raon muuttamiseksi on erityinen säätöruuvi, joka kääntyy. Työntimellä tai välilevyillä varustetuissa järjestelmissä säätö tehdään valitsemalla halutun paksuiset osat.

Harkitse vaiheittaista prosessia venttiilien säätämiseksi moottoreille, joissa on työntimet (lasit) tai aluslevyt:

1. Irrota moottorin venttiilin kansi.
2. Käännä kampiakselia niin, että ensimmäisen sylinterin mäntä on yläkuolokohdassa. Jos tämä on vaikea tehdä jälkien takia, voit ruuvata sytytystulpan irti ja työntää ruuvimeisselin kaivoon. Sen suurin liike ylöspäin on kuollut kohta.
3. Mittaa venttiilin välys rakotulkeilla niiden nokkien alla, jotka eivät paina nostoja. Anturin välyksen tulee olla tiukka, mutta ei liian vapaa. Kirjaa muistiin venttiilin numero ja välyksen arvo.
4. Käännä kampiakselia yksi kierros (360°) tuodaksesi 4. sylinterin mäntä TDC:hen. Mittaa välys muiden venttiilien alta. Kirjoita tiedot muistiin.
5. Tarkista mitkä venttiilit ovat toleranssin ulkopuolella. Jos sellaisia ​​on, valitse halutun paksuiset työntimet, irrota nokka-akselit ja asenna uudet lasit. Tämä päättää menettelyn.

On suositeltavaa tarkistaa raot 50-80 tuhannen kilometrin välein. Vakiovälysarvot löytyvät ajoneuvon korjauskäsikirjasta.

Huomaa, että imu- ja pakoventtiilien välykset voivat joskus vaihdella.

Oikein säädetty ja viritetty kaasunjakomekanismi varmistaa polttomoottorin tasaisen ja tasaisen toiminnan. Tällä on myös myönteinen vaikutus moottorin resursseihin ja kuljettajan mukavuuteen.