Как работают клапана двигателя

Особенности выбора изделия

Для того чтобы клапан работал эффективно, его нужно правильно выбрать и монтировать. Чтобы покупка оказалась правильной, нужно учитывать такие параметры:

Диаметр патрубка и пропускного отверстия. Тут учитывается тип среды, с которой будет работать трубопровод, и его величина. Чем больше диаметр пропускного отверстия, тем в большем диапазоне он может работать. Но при выборе больших показателей учитывается давление внутри системы.
Тип запирания. Клапан может быть регулирующим или запорно-регулирующим. Во втором случае просвет трубы может перекрываться полностью.
Диапазон применения.
Материал изготовления. Тут выбор зависит от условий использования приспособления.
Тип фиксации на трубе.
Способ управления изделием. Для работы автоматических клапанов они должны быть подключены к электросети.
Тип механизма регулировки.

Размер корпуса и диаметр патрубков должен совпадать с размером трубопровода.

Регулирующий клапан — обязательный элемент запорной арматуры. Он позволяет снизить расход жидкого теплоносителя или газообразного вещества. В случае поломки трубопровода запорный элемент позволит остановить только определенную часть системы для ремонта.

Типы клапанов

В трубопроводе используются следующие типы клапанов в зависимости от требований. Стоимость клапана в системе трубопроводов составляет от 20 до 30% от общей стоимости труб. А стоимость данного типа и размера клапана может варьироваться на 100%. Это означает, что если вы выберете шаровой клапан вместо дроссельной заслонки для той же функции- это может стоить вам дороже

Таким образом, выбор клапанов имеет важное значение для экономики, а также работы технологических установок

шиберная задвижка
шаровой клапан
обратный клапан
конический клапан
шаровая задвижка
дроссельная задвижка
игольчатый клапан
шланговая задвижка
клапан сброса давления

Шиберная задвижка

Задвижка является наиболее распространенным типом клапана на любой технологической установке. Это клапан линейного перемещения, используемый для запуска или остановки потока жидкости. В процессе эксплуатации эти клапаны находятся либо в полностью открытом, либо в полностью закрытом положении. Задвижки используются практически во всех жидкостных сервисах, таких как воздух, топливный газ, питательная вода, пар, смазочное масло, углеводороды и во всех других сервисах. Задвижка обеспечивает хорошее перекрытие.

Шаровой клапан

Шаровой клапан используется для остановки, запуска и регулирования потока жидкости.Шаровые клапаны используются в системах, где требуется контроль потока и герметичность. Шаровой клапан обеспечивает лучшее перекрытие по сравнению с задвижкой и стоит дороже, чем задвижка.

Обратный клапан

Обратный клапан предотвращает обратный поток в трубопроводной системе. Давление жидкости, проходящей через трубопровод, открывает клапан, в то время как любое изменение потока закрывает клапан.

Конический клапан

Конический клапан — это поворотно-поворотный клапан на четверть оборота, в котором используется коническая или цилиндрическая пробка для остановки или запуска потока. Диск имеет форму пробки, в которой имеется проход для прохождения потока. Конический клапан, используемый в качестве двухпозиционного запорной арматуры и способный обеспечивать герметичную отсечку пузырьков. Конический клапан может использоваться в условиях вакуума для высоких давлений и температур.

Шаровая задвижка

Шаровая задвижка — это поворотный клапан на четверть оборота, в котором для остановки или запуска потока используется шарообразный диск. Большинство шаровых задвижек имеют быстродействующий тип, для управления которым требуется поворот ручки клапана на 90°. Шаровая задвижка меньше и легче, чем клапан того же размера и номинала.

Дроссельная задвижка (клапан-бабочка)

Дроссельный клапан — это поворотный клапан на четверть оборота, который используется для остановки, регулирования и запуска потока. Дроссельная заслонка имеет короткий круглый корпус. Клапан-бабочка подходит для больших клапанов благодаря компактной, легкой конструкции, которая требует значительно меньше места по сравнению с другими клапанами.

Игольчатый клапан

Игольчатые клапаны по конструкции похожи на шаровой клапан, но самое большое отличие — острая игла, похожая на диск. Игольчатые клапаны предназначены для очень точного контроля потока в системах трубопроводов малого диаметра. Они получают свое имя от своего остроконечного конического диска и соответствующего места.

Шланговая задвижка

Шланговая задвижка также известен как зажимной клапан. Это клапан линейного движения. Используется для запуска, регулирования и остановки потока жидкости. В нем используется резиновая трубка, также известная как зажимная трубка и зажимной механизм для контроля жидкости. Пережимной клапан идеально подходит для обработки суспензий, жидкостей с большим количеством взвешенных твердых частиц и систем, которые транспортируют твердый материал пневматически.

Клапан сброса давления

Клапан сброса давления или предохранительный клапан используются для защиты оборудования или трубопроводной системы во время избыточного давления или вакуума. Этот клапан сбрасывает давление или вакуум при заданном заданном давлении.

Количество клапанов

В классическом варианте четырехтактному двигателю для работы достаточно иметь по два клапана на каждый цилиндр. Но к современным моторам предъявляются все большие требования по мощности, расходу топлива и экологичности, поэтому для них этого уже становится недостаточно. Поскольку чем больше клапанов, тем более эффективно происходит наполнение цилиндра свежим зарядом. В разное время на двигателях пробовались следующие схемы:

трехклапанные (впуск — 2, выпуск — 1);
четырехклапанные (впуск — 2, выпуск — 2);
пятиклапанные (впуск — 3, выпуск — 2).

На сегодняшний день наиболее популярными являются моторы с 4 клапанами на цилиндр. Первые такие двигатели появились еще в 1912 году на автомобиле Peugeot Gran Prix. Тогда широкого применения данное решение не получило, но начиная с 1970 года начали активно выпускаться серийные автомобили с таким количеством клапанов.

Особенности работы

Клапаны постоянно подвержены воздействиям высокой температуры и давления. Это требует особого внимания к конструкции и материалам данных деталей. Особенно это касается выпускной группы, так как через них выходят горячие газы. Тарелка выпускного клапана в бензиновых двигателях может разогреваться до 800˚С — 900 ˚С, а в дизельных 500˚С — 700˚С. Нагрузка на тарелку впускного в несколько раз ниже, но и она достигает 300˚С, что также немало.

Именно поэтому в их производстве применяются жаропрочные сплавы металлов, содержащие легирующие присадки. Также выпускные клапаны часто имеют полый стержень с натриевым наполнителем. Это делается для лучшей терморегуляции и охлаждения тарелки. Натрий внутри стержня плавится, течет и забирает часть тепла с тарелки и переносит его на стержень. Так можно избежать перегрева детали.

Клапанный механизм двигателя

На седле в процессе работы может образоваться нагар. Чтобы избежать этого, применяют конструкции, которые вращают клапан. Седло представляет собой кольцо из высокопрочных стальных сплавов, которое напрессовывается непосредственно на головку цилиндров для более плотного контакта.

Также для правильной работы механизма должен соблюдаться регламентированный тепловой зазор. От высоких температур детали расширяются, что может привести к неправильной работе клапана. Зазор выставляется между кулачками распредвала и толкателями путем подбора специальных металлических шайб определенной толщины или самих толкателей (стаканов). Если в двигателе применяются гидрокомпенсаторы, то зазор регулируется автоматически.

Слишком большой тепловой зазор, будет препятствовать полному открытию клапана, а следовательно, цилиндры будут менее эффективно наполняться свежим зарядом. Маленький зазор (или его отсутствие) не позволит клапанам закрыться до конца, что приведет к их прогару и снижению компрессии в двигателе.

Особенности

Принцип работы ДВС легковых автомобилей чаще всего основан на преобразовании энергии сгораемого бензина. Грузовики, трактора и специальная техника оборудуются в основном дизельными двигателями. Еще в качестве топлива может использоваться сжиженный газ. Дизельные двигатели не имеют системы зажигания. Воспламенение топлива происходит от создаваемого давления в рабочей камере цилиндра.

Рабочий цикл может осуществляться за один или два оборота коленчатого вала. В первом случае происходит четыре такта: впуск топлива и его воспламенение, рабочий ход, сжатие, выпуск отработанных газов. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания полный цикл осуществляет за один оборот коленчатого вала. При этом за один такт происходит впуск топлива и его сжатие, а на втором – воспламенение, рабочий ход и выпуск отработанных газов. Роль газораспределительного механизма в двигателях такого типа играет поршень. Двигаясь вверх-вниз, он поочередно открывает окна впуска топлива и выпуска отработанных газов.

Кроме поршневых ДВС существуют еще турбинные, реактивные и комбинированные двигатели внутреннего сгорания. Преобразование в них энергии топлива в поступательное движение транспортного средства осуществляется по другим принципам. Устройство двигателя и вспомогательных систем также существенно отличается.

Регулировка зазора

Регулировку проводят только на холодном двигателе. Текущий тепловой зазор определяется специальными металлическими плоскими щупами разной толщины. Для изменения зазора на коромыслах имеется специальный регулировочный винт, который проворачивается. В системах с толкателями или регулировочными шайбами регулировка происходит путем подбора деталей нужной толщины.

Рассмотрим пошаговый процесс регулировки клапанов для двигателей с толкателями (стаканами) или шайбами:

Снимите клапанную крышку двигателя.
Проверните коленчатый вал так, чтобы поршень 1-го цилиндра находился в ВМТ. Если это сложно сделать по меткам, то можно выкрутить свечу и вставить в колодец отвертку. Ее максимальное перемещение вверх покажет мертвую точку.
С помощью набора плоских щупов измерьте зазор в приводе клапанов под теми кулачками, которые не нажимают на толкатели. Щуп должен иметь плотный, но не слишком свободный ход. Запишите номер клапана и величину зазора.
Проверните коленчатый вал на один оборот (360°) так, чтобы поршень 4-го цилиндра находился в ВМТ. Измерьте зазор под оставшимися клапанами. Запишите данные.
Проверьте, в каких клапанах зазор не попадает в допуск. Если такие имеются, то подберите толкатели нужной толщины, снимите распредвалы и установите новые стаканы. На этом процедура закончена.

Проверку зазора рекомендуется проводить каждые 50-80 тысяч километров пробега. Данные о стандартных зазорах можно найти в руководстве по ремонту автомобиля.

Правильно настроенный и отрегулированный газораспределительный механизм обеспечит ровную и плавную работу ДВС. Также это положительно скажется на ресурсе мотора и комфорте водителя.

Источник

Типы клапанов

Существует множество разновидностей клапанных блоков, каждый из которых обладает своими особенностями, касающимися внешнего вида и функционирования. Но, несмотря на все эти вариации, имеется всего три типа клапанов:

Регулирующий клапан понижает входное давление до требуемого. Может иметь статическую установку, выдавая постоянное давление, либо варьировать его в зависимости от механического усилия или гидравлического давления. По конструкции это редукционный клапан.
Переключающий клапан работает аналогично выключателю света – включен/выключен. Обеспечивает подачу масла в узелтрансмиссии или в другой клапан либо осуществляет сброс масла в маслосборник. Наиболее распространенным клапаном данного типа является клапан переключения. Он может подавать масло в переключающий элемент (сервоклапан или барабан сцепления), а также распределять масляное давление между двумя другими клапанами.
Сервоклапан обеспечивает перемещение другого клапана – переключающего или регулирующего.

Устройство клапанного механизма

Для работы обычного двигателя необходимо минимум два клапана на каждый цилиндр. Один впускной и один выпускной. Сам клапан состоит из стержня и тарелки (головка). Место соприкосновения тарелки с ГБЦ называю седлом. Впускные клапаны имеют больший диаметр тарелки, чем выпускные. Это обеспечивает лучшее наполнение камеры сгорания топливовоздушной смесью.

Устройство клапанного механизма

Весь клапанный механизм состоит из следующих основных элементов:

впускной и выпускной клапаны;
направляющие втулки (обеспечивают точное направление движения клапанов);
пружина (возвращает клапан в исходное положение);
седло клапана (место соприкосновения тарелки с корпусом);
сухари (два сухаря обеспечивают опорную поверхность для пружины и фиксируют всю конструкцию);
маслосъемные колпачки или маслоотражательные кольца (не дает маслу попасть в цилиндр);
толкатель (передает нажимное усилие от кулачка распредвала).

Кулачки на распределительном вале нажимают на клапаны. Их возврат в исходное положение обеспечивается за счет пружины. Пружина крепится на стержне с помощью сухарей и тарелки пружины. Для гашения резонансных колебаний на стержне могут устанавливаться не одна, а две пружины с разносторонней навивкой.

Направляющие втулки клапанов

Направляющая втулка представляет собой деталь цилиндрической формы. Она снижает трение и обеспечивает ровный и правильный ход стержня. В работе эти детали также подвергаются нагрузкам и воздействию температуры. Поэтому для ее изготовления применяются износостойкие и жаростойкие сплавы. Втулки выпускного и впускного клапанов несколько отличаются друг от друга в связи с разницей в нагрузках.

Для чего нужны зазоры клапанов

Чтобы двигатель работал наилучшим образом, развивал все свои эксплуатационные характеристики по максимуму, должны четко и синхронно двигаться клапана. Клапана должны плотно садиться в свои гнезда и открываться по максимуму.

При правильно выставленных зазоров клапанов, горячий двигатель работает почти также, как и холодный, то есть потеря мощности минимальна.

Когда автомобиль много эксплуатируется, например круглосуточно работает в такси, то клапана быстрее теряют свою настройку. Многие наверное слышали, говорят — клапана стучат. Это как раз, время для регулировки клапанов.

Устройство ГРМ

С противоположной стороны распределительного вала посредством прямой передачи или при помощи ремня, могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель руля или автомобильный генератор.

Распредвал представляет собой ось с проточенными на ней кулачками. Кулачки расположены по валу так, что в процессе вращения, соприкасаясь с толкателями клапанов, нажимают на них точно в соответствии с рабочими тактами двигателя.

Существуют двигатели и с двумя распредвалами (DOHC) и большим числом клапанов. Как и в первом случае, шкивы приводятся в действие одним ремнем ГРМ и цепью. Каждый распредвал закрывает один тип клапанов впускных или выпускных.

Клапан нажимается коромыслом (ранние версии двигателей) или толкателем. Различают два вида толкателей . Первый – толкатели, где зазор регулируется калибровочными шайбами, второй – гидротолкатели. Гидротолкатель смягчает удар по клапану благодаря маслу, которое находится в нем. Регулировка зазора между кулачком и верхней частью толкателя не требуется.

Устройство клапанного механизма

Как мы уже поняли, двигатель внутреннего сгорания способствует тому, что клапаны в цилиндры ДВС впускают горючую смесь, если это бензиновое топливо, или воздух, если это дизельное топливо, а также выпускают их наружу. Поэтому есть два клапана, каждый из которых может открыться или закрыться в свое время под давлением кулачков.

Давление, оказываемое на стержни во время касания его кулачком в двигателе, имеющем сгорание горючей смеси или воздуха, смешанного с дизелем, способствует тому, что стержень, удерживающий клапан, выполненный из качественного материала, имеет хороший ход.

Наличие необходимых зазоров в металлическом материале детали стержня, на котором держится вся конструкция, способствует быстрому открыванию и закрыванию затворов. Выходит, что благодаря качественному материалу осуществляется лучшая работа мотора.

Современные детали мотора имеют правильный материал, который способствует простоте в конструкции, стоят они мало, ремонт требуется редко, а надежность конструкции на высшем уровне. Если же случается поломка, детали следует ремонтировать, либо полностью менять. Речь идет о распределительном вале, втулках направляющих, толкателе и пружине.

Еще поговорим напоследок о том, как размещаются затворы:

Распределительный вал может находиться внизу относительно штанги клапана.
Наличие у стержня рычажного толкателя.
Распределительный вал находится вверху, а клапаны приводятся в движение благодаря коромыслу, воздействующему на толкатель.
Затвор находится в верхней части двигателя, и вал оказывает на него воздействия сразу через толкатель, то есть без коромысла.

Приспособление для регулировки зазоров клапанов

Более эффективный и действенный способ настройки клапанных механизмов силового агрегата является их регулировка при помощи приспособления, которое представляет собой специальную рейку с закрепленным на ней индикатором. Такая настройка получается гораздо точнее ручной, поскольку при использовании прибора им определяются и учитываются все дефекты на поверхности регулируемых деталей.

Для механической регулировки помимо демонтажа крышки ГБЦ, дополнительно придется снять привод акселератора, защитный щиток на распределителе зажигания, шланг отвода газов из картера, а для карбюраторных авто – «кастрюлю» карбюратора.

Используя специальный ключ, необходимо прокрутить коленвал до совмещения рисок на звездочке распредвала (об этом описано выше). Дабы облегчить этот процесс можно использовать яркий маркер, которым наносить пометки через каждые 90 градусов на звездочку распределительного вала. После чего рейку прибора устанавливаем на проверяемый клапан и фиксируем в неподвижном состоянии. Надеваем на нее индикатор и ставим ее лапку на край регулируемого клапана. Для корректного выполнения этой процедуры понадобится специальный захват, которым необходимо зажать кулачок и потянуть его наверх (подойдет и простой гаечный ключ). В результате, показания индикатора должны отклоняться на 52 деления. В случае, когда они несколько занижены или завышены, требуется регулировка клапана. А далее все предельно просто:

при помощи гаечного ключа на 17 попускается контргайка на регулировочном винте;
осуществляется регулировка зазора ключом на 13, при этом все показания четко отражаются на шкале индикатора;
выполняется проверка регулировки и затягивается контргайка;
в завершении этапа вновь необходимо проверить правильность настройки механизма клапанов.

Как видно, такая регулировка намного точнее и проще. Но не стоит забывать и о том, что высококвалифицированный специалист выполнит ее на высоком уровне и при помощи стандартного набора щупов. В завершении стоит подчеркнуть, что на большинстве комплектов щупов представлена регулировочная схема, которая содержит данные об углах поворотов распределительного и коленчатого валов с указанием номеров цилиндров и клапанов.

Типы затворов

Задвижка — основной фрагмент изделия, при помощи которого и меняется сечение проходного отверстия. Существуют такие типы затворов: седельный, золотниковый, клеточный, мембранный.

Седельный и клеточный

В конструкции такого приспособления находится седло и плунжер. Последний элемент представляет собой поршень цилиндрической формы, длина которого значительно превышает диаметр. Седло — компонент затвора, который локализуется между проходным отверстием и внутренними узлами изделия.

Как только поршень начинает двигаться через седло, изменяется диаметр проходного отверстия. Существуют одно- и двухседельные клапаны. Первый тип арматуры применяется в трубопроводах малого диаметра.

Клеточное изделие имеет седло, в котором присутствуют радиальные отверстия. С их помощью регулируется расход рабочей среды. Внутри клетки находится цилиндр, который передвигается. Он меняет пропускную способность отверстия. Достоинством изделия является то, что оно позволяет снизить кавитацию, вибрацию и шум.

Мембранный и золотниковый

В мембранном клапане тоже есть седло, но для перекрытия отверстия тут используется гибкая мембрана. Она выполняет несколько функций. Первая из них — контроль и регулировка давления жидкости (газообразного вещества). Вторая функция — защита внутренних узлов запорной арматуры от воздействия агрессивных химических компонентов.

Преимуществом приспособления является высокая надежность и герметичность элементов, которые двигаются. Также мембрана производится из материалов, которые устойчивы к коррозии. Чтобы качество работы клапана не ухудшалось со временем, конструкцию придется дополнительно оснастить позиционерами, при помощи которых контролируется положение штока. Эти элементы позволят предупредить точность регулировки.

Последний тип затвора — золотниковый. Регулировка расхода жидкости или газа в этом случае зависит от того, на какой угол поворачивается задвижка. Чаще всего устройства такого типа используются в сфере энергетики. Золотниковый клапан по принципу действия можно отнести к кранам.

Устройство привода

За правильную и своевременную работу клапанного механизма отвечает распределительный вал и привод ГРМ. Конструкция и количество распредвалов для каждого типа двигателя выбирается индивидуально. Деталь представляет собой вал, на котором выполнены кулачки определенной формы. Проворачиваясь, они оказывают давление на толкатели, гидрокомпенсаторы или коромысла и открывают клапана. Тип схемы зависит от конкретного двигателя.

Распредвал находится непосредственно в головке блока цилиндров. Привод к нему идет от коленчатого вала. Это может быть цепная, ременная или зубчатая передача. Наиболее надежной является цепная, но она требует дополнительных конструктивных решений. Например, успокоитель для гашения вибрации цепи и натяжитель. Скорость вращения распределительного вала в два раза ниже, чем скорость вращения коленчатого вала. Так обеспечивается согласование их работы.

От количества клапанов зависит количество распределительных валов. Существует две основных схемы:

При наличии только двух клапанов достаточно одного распредвала. Вращаясь, он обеспечивает попеременное открытие впускного и выпускного клапанов. В наиболее распространенных четырехклапанных двигателях устанавливаются два распредвала. Один обеспечивает работу впускных, а другой выпускных клапанов. В двигателях с V-образных расположением цилиндров устанавливается четыре распредвала. По два на каждую сторону.

Кулачки распредвала не толкают стержень клапана напрямую. Существует несколько типов “посредников”:

роликовые рычаги (коромысло);
механические толкатели (стаканы);
гидравлические толкатели.

Роликовые рычаги имеют более предпочтительную конструкцию. На гидротолкатель давят так называемые коромысла, которые качаются на вставных осях. Чтобы снизить трение на рычаге предусмотрен ролик, который контактирует непосредственно с кулачком.

В другой схеме используются гидравлические толкатели (компенсаторы зазора), которые расположены непосредственно на стержне. Гидрокомпенсаторы автоматически регулируют тепловой зазор и обеспечивают мягкую и менее шумную работу механизма. Это небольшая деталь состоит из цилиндра с поршнем и пружиной, каналов для масла и обратного клапана. Для работы гидротолкателя используется масло, которое подается из системы смазки двигателя. Более подробно про гидрокомпенсаторы можно прочитать в отдельной статье на нашем сайте.

Механические толкатели (стаканы) представляют собой втулку, закрытую с одной стороны. Они устанавливаются в корпус ГБЦ и непосредственно передают усилие на стержень клапана. Основные их недостатки заключаются в необходимости периодической регулировки зазоров и стуке при работе на непрогретом двигателе.

Принцип работы

Теплоноситель, вода, газовая среда, продвигаясь по трубопроводу, оказывают нажим на заслонку, которую удерживает пружина. Как только сила напора достигает заданного уровня, затвор открывается и избыточный объем рабочей среды отводится по специальному ответвлению в другой контур системы.

После снижения уровня до нормального, спираль ставит затвор в исходное положение и содержимое трубопровода продолжает циркулировать.

В автомобиле перепускной узел турбины имеет заслонку, полное открытие или закрытие которой, зависит от рычага активатора. Длина его тяги может меняться со временем под воздействием различных факторов. Поэтому за этим следят и производят регулировку тяги.

Принцип работы двигателя

Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

Впуск топлива;
Сжатие топлива;
Сгорание;
Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Основные элементы клапанного механизма

Для нормальной работы двигателя требуется как минимум два клапана на цилиндр, впускной и выпускной. Сам клапан состоит из стержня и головки в виде тарелки. Седло — это место контакта головки клапана с головкой блока цилиндров. Впускные клапана имеют больший диаметр головки, чем выпускные. Это обеспечивает лучшее заполнение камеры сгорания топливовоздушной смесью.

Основные элементы механизма:

впускные и выпускные клапана — предназначены для ввода топливовоздушной смеси и вывода отработанных газов из камеры сгорания;
направляющие втулки — обеспечивают точное направление движения клапанов;
пружина — возвращает клапан в исходное положение;
седло клапана — место контакта тарелки с ГБЦ;
сухари — служат опорой для пружины и закрепляют всю конструкцию);
маслосъемные колпачки или маслоотражательные кольца — предотвращает попадание масла в цилиндр;
толкатель — передает нажатие от кулачка распределительного вала.

Кулачки на распределительном валу давят на клапаны, возврат которых в исходное положение обеспечивается пружиной. Пружина прикреплена к стержню с помощью сухарей и пружинной тарелки. Для гашения резонансных колебаний на стержне могут устанавливаться не одна, а две пружины с разносторонней навивкой.

Направляющая втулка представляет собой цилиндрическую деталь. Она снижает трение и обеспечивает плавную и правильную работу стержня. В процессе эксплуатации эти детали также подвержены нагрузкам и температуре. Поэтому для их изготовления используются износостойкие и жаропрочные сплавы. Втулки выпускных и впускных клапанов немного отличаются друг от друга из-за разницы в нагрузке.

Установка клапана

В соответствии с типовой схемой монтажа, механизм интегрируется в линию масляного трубопровода в доступном для этой операции участке. К слову, некоторые системы подачи жидкости изначально снабжаются патрубками для введения дополнительных контуров

Но важно учесть, что установку следует осуществлять только в точке после фильтра, иначе есть риск загрязнить и картер, и конструкцию регулятора. Механическая фиксация осуществляется крепежными винтами

Конкретная конфигурация монтажа зависит от размеров редукционного клапана давления масла – некоторые устройства и вовсе не требуют специального зажима в силу небольшой массы. Впрочем, надо иметь в виду и влияние колебаний, которые могут разболтать контур и даже при надежной установке в трубопроводе приведут к потере герметичности. Как минимум, следует общую линию подачи масла зафиксировать хомутами.

Сферы использования и конструктивные особенности

Используются регулировочные клапаны в бытовых или промышленных системах газового и водоснабжения. Устанавливаются они и на магистральных транспортных трубопроводах, по которым проходит нефть и газ. Регулировка потока осуществляется путем изменения диаметра проходного отверстия. При этом пропускная способность системы увеличивается или уменьшается.

Самым простым является проходной клапан. В его составе присутствуют такие детали:

корпус-тройник, внутри которого расположено проходное отверстие;
фланцы на патрубках (в этом месте может присутствовать резьба);
уплотнители, обеспечивающие герметичность приспособления;
затвор;
шток (фрагмент, при помощи которого положение затвора меняется).

https://youtube.com/watch?v=SVor0KhqDTU

Стук при работе

Основной неисправностью клапанов (не считая прогара) считается появляющийся стук на холодном или горячем двигателе. Стук на холодном двигателе исчезает после набора температуры. Когда они разогреваются и расширяются, тепловой зазор закрывается. Также причиной может стать вязкость масла, которое не поступает в нужном объеме в гидрокомпенсаторы. Загрязнение масляных каналов компенсатора также может вызывать характерный стук.

На горячем двигателе клапана могут стучать из-за низкого давления масла в системе смазки, загрязнения масляного фильтра или неправильного теплового зазора. Также следует учитывать естественный износ деталей. Неисправности могут быть в самом клапанном механизме (износ пружины, направляющей втулки, гидротолкателей и т.д.).

Стук при работе

Общая схема и взаимодействие частей

Своевременное открытие впускных и выхлопных клапанов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания обеспечивается работой газораспределительного механизма или ГРМ.

Данное устройство состоит из распределительного вала с кулачками, необходимого количества коромысел или толкателей клапанов, пружин и собственно клапанов. Шестерня распредвала, ремень или цепь, используемые для передачи вращения от коленвала, и механизм натяжения цепи так же являются частью ГРМ.

Для достижения такой точности по времени открытия впускных и выхлопных клапанов, газораспределительный механизм синхронизирован с оборотами коленчатого вала двигателя. Ремень или цепь передает вращение распределительному валу, кулачки которого, нажимая на коромысла, открывают поочередно впускные и выпускные клапаны ГРМ.

Устройство клапана

Несмотря на ответственную задачу, клапан имеет простую конструкцию. Его основу формируют шестеренки, пружинный блок и запорный шарик (упорный болт), который непосредственно регулирует пропускную способность всего механизма. В качестве корпуса используется кожух, но о полноценной герметизации с тонкими стенами блока речи не идет. Основные рабочие функции выполняет подключаемая через патрубки система каналов, по которой и осуществляется циркуляция масла.

Главный запорный элемент в виде металлического шарика в зависимости от характера текущих потребностей закрывает или открывает до определенного уровня редукционный клапан давления масла. Устройство может предусматривать полный разбор или быть замкнутым. Первый вариант предпочтительнее, так как небольшие поломки при нарушении техники эксплуатации встречаются часто, поэтому возможность ремонта будет не лишней. С другой стороны, интегрированные неразборные конструкции в системах распределения масла изначально более надежны и долговечны.

Техобслуживание клапана

Независимо от характера уже имеющихся поломок и слабых мест конкретной инфраструктуры обслуживания масла, нужно регулярно выполнять следующие мероприятия:

Чистку масляного насоса, его контуров и поверхностей клапанов.
Проверку технического состояния регулятора и всех его функциональных компонентов.
Расходники и неметаллические элементы в системе необходимо заменять при первых же признаках износа.
Регулярное обновление масла и фильтров.

Следует также тщательно следить за параметрами работы механизма. Если нужно искусственно поднять давление масла редукционным клапаном, то для этого существует два способа. Первый предполагает подкладку под пружинный блок нескольких шайб, а второй – притирку рабочих поверхностей в самом насосе. Обе меры повысят производительность механизма и оптимизируют процессы подачи смазочного материала.