Mootori klapimehhanism, selle seade ja tööpõhimõte

Klapimehhanism on otseajastusajam, mis tagab õhu-kütuse segu õigeaegse tarnimise mootori silindritesse ja sellele järgneva heitgaaside eraldumise. Süsteemi võtmeelementideks on ventiilid, mis muuhulgas peavad tagama põlemiskambri tiheduse. Nad on suure koormuse all, mistõttu nende tööle kehtivad erinõuded.

Klapimehhanismi peamised elemendid

Mootor vajab korralikuks tööks vähemalt kahte klappi silindri kohta, sisselaske- ja väljalasketoru. Klapp ise koosneb varrest ja plaadi kujul olevast peast. Iste on koht, kus klapipea kohtub silindripeaga. Sisselaskeklappide pea läbimõõt on suurem kui väljalaskeklappidel. See tagab põlemiskambri parema täitmise õhu-kütuse seguga.

Mehhanismi peamised elemendid:

• sisselaske- ja väljalaskeklapid - ette nähtud põlemiskambrist õhu-kütuse segu ja heitgaaside sisenemiseks;
• juhtpuksid - tagama klappide täpse liikumissuuna;
• vedru - tagastab ventiili algsesse asendisse;
• klapipesa - plaadi kokkupuutekoht silindripeaga;
• kreekerid - toimivad vedru toena ja kinnitavad kogu konstruktsiooni);
• klapivarre tihendid või õlirõngad – takistab õli sattumist silindrisse;
• tõukur - edastab surve nukkvõlli nukist.

Nukkvõlli nukid suruvad klappe, mis on vedruga, et naasta algasendisse. Vedru kinnitatakse varda külge kreekerite ja vedruplaadiga. Resonantsvibratsiooni summutamiseks võib vardale paigaldada mitte ühe, vaid kaks mitmekülgse mähisega vedru.

Juhthülss on silindriline tükk. See vähendab hõõrdumist ja tagab ridva sujuva ja korrektse töö. Töötamise ajal mõjutavad need osad ka pinget ja temperatuuri. Seetõttu kasutatakse nende valmistamiseks kulumis- ja kuumakindlaid sulameid. Väljalaske- ja sisselaskeklappide puksid on koormuse erinevuse tõttu veidi erinevad.

Kuidas klapimehhanism töötab

Klapid puutuvad pidevalt kokku kõrgete temperatuuride ja rõhuga. See nõuab erilist tähelepanu nende osade disainile ja materjalidele. See kehtib eriti väljalaskerühma kohta, kuna kuumad gaasid väljuvad selle kaudu. Bensiinimootorite väljalaskeklapiplaati saab soojendada kuni 800˚C – 900˚C ja diiselmootoritel 500˚C – 700˚C. Sisselaskeklapi plaadi koormus on mitu korda väiksem, kuid ulatub 300˚С-ni, mis on samuti üsna palju.

Seetõttu kasutatakse nende valmistamisel kuumuskindlaid metallisulameid koos legeerivate lisanditega. Lisaks on väljalaskeklappidel tavaliselt naatriumiga täidetud õõnes vars. See on vajalik plaadi paremaks termoregulatsiooniks ja jahutamiseks. Varda sees olev naatrium sulab, voolab ja võtab osa plaadilt soojusest ning kannab selle üle vardale. Nii saab vältida detaili ülekuumenemist.

Töötamise ajal võivad sadulale tekkida süsinikuladestused. Selle vältimiseks kasutatakse ventiili pööramiseks konstruktsioone. Iste on tugevast terasest sulamist rõngas, mis surutakse tihedama kontakti tagamiseks otse silindripeasse.

Lisaks on mehhanismi õigeks tööks vaja jälgida reguleeritud soojusvahet. Kõrged temperatuurid põhjustavad osade paisumist, mis võib põhjustada klapi talitlushäireid. Nukkvõlli nukkide ja tõukurite vahe reguleeritakse, valides kindla paksusega spetsiaalsed metallist seibid või tõukurid ise (klaasid). Kui mootor kasutab hüdraulilisi tõstukeid, reguleeritakse vahe automaatselt.

Väga suur kliirens takistab ventiili täielikku avanemist ja seetõttu täituvad silindrid värske seguga vähem tõhusalt. Väike vahe (või selle puudumine) ei lase klappidel täielikult sulguda, mis põhjustab klapi läbipõlemist ja mootori kokkusurumise vähenemist.

Klassifikatsioon ventiilide arvu järgi

Neljataktilise mootori klassikalise versiooni tööks on vaja ainult kahte klappi silindri kohta. Kuid tänapäevased mootorid seisavad silmitsi üha suuremate nõudmistega võimsuse, kütusekulu ja keskkonnasäästlikkuse osas, nii et sellest neile enam ei piisa. Kuna mida rohkem klappe, seda tõhusam on ballooni täitmine uue laadimisega. Erinevatel aegadel testiti mootoritel järgmisi skeeme:

• kolme ventiiliga (sisend - 2, väljalaskeava - 1);
• nelja ventiiliga (sisselaskeava - 2, väljalaskeava - 2);
• viie ventiiliga (sisselaskeava - 3, väljalaskeava - 2).

Balloonide parem täitmine ja puhastamine saavutatakse tänu rohkematele ventiilidele silindri kohta. Kuid see muudab mootori konstruktsiooni keeruliseks.

Tänapäeval on kõige populaarsemad mootorid 4 klapiga silindri kohta. Esimene neist mootoritest ilmus 1912. aastal Peugeot Gran Prix'l. Tol ajal seda lahendust laialdaselt ei kasutatud, kuid alates 1970. aastast hakati aktiivselt tootma sellise arvu klappidega autosid.

Ajami disain

Nukkvõll ja ajastusajam vastutavad klapimehhanismi õige ja õigeaegse töötamise eest. Iga mootoritüübi nukkvõllide konstruktsioon ja arv valitakse individuaalselt. Osa on võll, millel asuvad teatud kujuga nukid. Pöörates avaldavad nad survet tõukurvarrastele, hüdraulilistele tõstukidele või nookuritele ja avavad klapid. Ahela tüüp sõltub konkreetsest mootorist.

Nukkvõll asub otse silindripeas. Ajam selle juurde tuleb väntvõllilt. See võib olla kett, rihm või käik. Kõige usaldusväärsem on kett, kuid see nõuab abiseadmeid. Näiteks keti vibratsiooni summuti (summuti) ja pinguti. Nukkvõlli pöörlemiskiirus on pool väntvõlli pöörlemiskiirusest. See tagab nende koordineeritud töö.

Nukkvõllide arv sõltub ventiilide arvust. Seal on kaks peamist skeemi:

• SOHC - ühe võlliga;
• DOHC - kaks võlli.

Ühe nukkvõlli jaoks piisab ainult kahest klapist. See pöörleb ja avab vaheldumisi sisse- ja väljalaskeklapid. Kõige tavalisematel neljaklapilistel mootoritel on kaks nukkvõlli. Üks garanteerib sisselaskeklappide töö ja teine ​​väljalaskeklappide töö. V-tüüpi mootorid on varustatud nelja nukkvõlliga. Kaks kummalgi küljel.

Nukkvõlli nukid ei suru otse klapivarre. Vahendajaid on mitut tüüpi:

• rullhoovad (kanghoob);
• mehaanilised tõukurid (prillid);
• hüdraulilised tõukurid.

Eelistatud paigutus on rullhoovad. Nn nookurid õõtsuvad pistiktelgedel ja avaldavad survet hüdrotõukurile. Hõõrdumise vähendamiseks on kangil rull, mis puutub otse nukiga.

Teises skeemis kasutatakse hüdraulilisi tõukureid (vahekompensaatoreid), mis asuvad otse vardal. Hüdraulilised kompensaatorid reguleerivad automaatselt soojusvahet ning tagavad mehhanismi sujuvama ja vaiksema töö. See väike osa koosneb kolvi ja vedruga silindrist, õlikanalitest ja tagasilöögiklapist. Hüdraulilise tõukuri toiteallikaks on mootori määrimissüsteemist tarnitav õli.

Mehaanilised tõukurid (klaasid) on ühel küljel suletud puksid. Need on paigaldatud silindripea korpusesse ja kannavad jõu otse klapivarrele. Selle peamised puudused on vajadus perioodiliselt reguleerida lünki ja lööke külma mootoriga töötamisel.

Müra tööl

Peamine klapi rike on külma või kuuma mootori koputamine. Külma mootori koputamine kaob pärast temperatuuri tõusu. Kui need soojenevad ja paisuvad, sulgub termiline vahe. Lisaks võib põhjuseks olla õli viskoossus, mis ei voola õiges mahus hüdrotõstukitesse. Iseloomuliku koputamise põhjuseks võib olla ka kompensaatori õlikanalite saastumine.

Klapid võivad kuumale mootorile koputada määrdesüsteemi madala õlirõhu, määrdunud õlifiltri või vale termilise kliirensi tõttu. Samuti on vaja arvestada osade loomulikku kulumist. Rikked võivad olla klapimehhanismis endas (vedru, juhthülsi, hüdrauliliste kraanide jne kulumine).

Kliirensi reguleerimine

Reguleerimine toimub ainult külmal mootoril. Praegune termiline vahe määratakse spetsiaalsete erineva paksusega lamedate metallist sondide abil. Klahvihoobade vahe muutmiseks on spetsiaalne pöörlev reguleerimiskruvi. Tõukuri või seibidega süsteemides toimub reguleerimine, valides vajaliku paksusega osad.

Mõelge tõukurite (klaaside) või seibidega mootorite ventiilide samm-sammult reguleerimise protsessile:

1. Eemaldage mootori klapi kate.
2. Pöörake väntvõlli nii, et esimese silindri kolb oleks ülemises surnud punktis. Kui seda on märkide järgi raske teha, võite süüteküünla lahti keerata ja kruvikeeraja auku sisestada. Selle maksimaalne liikumine ülespoole on surnud keskpunktis.
3. Mõõtke kaliibrikomplekti abil klapivahet nende nukkide all, mis ei vajuta kraanidele. Sondil peaks olema tihe, kuid mitte liiga vaba lõtk. Salvestage klapi number ja kliirensi väärtus.
4. Pöörake väntvõlli üks pööre (360°), et viia 4. silindri kolb TDC-sse. Mõõtke kliirens ülejäänud ventiilide all. Kirjutage andmed üles.
5. Kontrollige, millised ventiilid on tolerantsist väljas. Kui neid on, valige soovitud paksusega tõukurid, eemaldage nukkvõllid ja paigaldage uued klaasid. See lõpetab protseduuri.

Vahesid on soovitatav kontrollida iga 50-80 tuhande kilomeetri järel. Standardsed kliirensi väärtused leiate sõiduki remondikäsiraamatust.

Pange tähele, et sisselaske- ja väljalaskeklappide vahed võivad mõnikord erineda.

Õigesti reguleeritud ja häälestatud gaasijaotusmehhanism tagab sisepõlemismootori sujuva ja ühtlase töö. See avaldab positiivset mõju ka mootori ressurssidele ja juhi mugavusele.