|
|
Направляющие втулки клапанов
Клапан скользит в отверстии, расположенном в цилиндре или в
головке цилиндров, называемом направляющей втулкой клапана.
Она должна быть чрезвычайно точно совмещена с седлом и
допускается наличие небольшого зазора между штоком и
направляющей втулкой, чтобы предотвратить возможность
заедания клапана. Чрезмерный зазор может привести к
изнашиванию седла в виде овала и, если это впускной клапан,
то к протеканию воздуха, смешивающегося с подаваемой в
цилиндр топливовоздушной смесью.
Направляющая втулка обычно изготавливается в форме разборной
муфты, чтобы обеспечить ее легкую замену в случае износа, но
в некоторых случаях она составляет одно целое с цилиндром
или головкой цилиндра, что облегчает передачу тепла от
горячего выпускного клапана к системе охлаждения.
В этом случае износ исправляется путем небольшого
рассверливания или развертывания направляющей втулки и
установки штока клапана большего размера. Если направляющие
втулки разборные, они иногда имеют наружное плечо.
Направляющие втулки без плеча более простые в изготовлении и
более дешевые, при установке они запрессовываются, выступая
из головки цилиндров на определенную величину, как
изображено на рис. 8.4b.
Пружины клапанов
Пружины возвращают клапаны к седлам после их открывания и
удерживают их в этом положении (с помощью давления газа во
время такта сжатия и рабочего такта) до следующего
открывания.
Пружина должна быть достаточно жесткой, чтобы мгновенно
закрыть клапан при максимальных оборотах коленчатого вала
двигателя. Жесткость пружины выбирается в зависимости от
массы клапана, а также других движущихся деталей клапанного
привода, и с учетом максимальных оборотов работы двигателя.
Если развиваемое пружиной усилие недостаточно, закрывание
клапана будет запаздывать при высоких оборотах, ограничивая
тем самым скорость вращения вала двигателя.
Пружины клапанов обычно бывают витыми, как изображено на
рис. 8.1 и 8.5а.
Такие пружины подвержены колебаниям при
определенных оборотах двигателя, когда средние витки
вибрируют в направлении, параллельном штоку клапана. В
экстремальных случаях это может привести к поломке пружин, а
также к отскакиванию клапанов рикошетом от своих седел при
закрывании. Это может происходить следующим образом:
1 Пружины имеют такую конструкцию, что когда клапан
полностью открыт, витки пружины сжимаются, почти касаясь
друг друга, что предотвращает возникновение слишком сильных
колебаний.
2 Витки располагаются на одном конце ближе друг к другу, чем
на другом (рис. 8.5b). Пружины такого типа должны
устанавливаться так, чтобы край с более плотным
расположением витков был направлен к головке цилиндров.
3 Обычно применяются две (иногда три) пружины, расположенные
одна внутри другой. Это не предотвращает полностью
колебания, но пружины обычно не вибрируют одновременно при
одной и той же скорости двигателя и тем самым
предотвращается колебание клапанов. Также, если одна из
пружин ломается, вторая пружина будет удерживать давление и
предотвратит падение клапана в цилиндр.
Иногда используются пружины другого типа, которые называются
волосковыми пружинами (см. рис. 8.5с и 8.5d). Они не
подвержены колебаниям, но обычно их установка более сложная.
Фиксация клапанных пружин
Для соединения пружины с концом штока клапана применяются
различные способы. Наиболее используемые способы изображены
на рис. 8.6.
Материалы
Выпускные клапаны подвергаются нагреву от горящих газов в
процессе их горения; когда горячие газы выпускаются из
цилиндра, они обтекают тарелку выпускного клапана. Таким
образом, выпускные клапаны является наиболее горячей деталью
двигателя и при работе двигателя с максимальной мощностью
они нагреваются до температуры приблизительно 650 °С. Для
обеспечения такой работы в течение длительного времени для
их изготовления требуются специальные сорта стали, для этой
цели были также разработаны сплавы, содержащие различные
количества марганца, кремния, никеля и хрома.
Выпускной клапан охлаждается благодаря отдаче тепла в двух
направлениях: (1) вдоль штока клапана и через направляющую
втулку к головке цилиндров и (2) непосредственно в головку
цилиндров, от торца к седлу клапана, когда он закрыт. Для
обеспечения работы в экстремальных условиях, шток клапана
иногда делается полым и частично заполняется натрием,
который является чрезвычайно мягким металлом с температурой
плавления 98 °С. При рабочей температуре он расплавляется и,
перетекая от одного конца штока клапана к другому, помогает
передавать тепло от горячего конца. Эта конструкция является
довольно дорогой и применяется только тогда, когда это
абсолютно необходимо.
Некоторые клапаны покрываются алюминием, чтобы улучшить
передачу тепла от клапана к блоку двигателя. Клапаны с
алюминиевым покрытием не могут шлифоваться обычным способом,
так как толщина покрытия относительна невелика.
Разъемные направляющие втулки клапанов обычно
изготавливаются из чугуна, иногда используется бронза, в
особенности для выпускных клапанов, поскольку она имеет
большую теплопроводность.
Пружины клапанов изготавливаются из пружинной стали. Она
содержит приблизительно от 0,6 до 0,7 процентов углерода и
обычно небольшое количество кремния, магния и ванадия.
назад
>> |
|
