Впускные и выпускные клапаны: размер имеет значение
Если вы разрабатываете головку блока цилиндров для получения максимальной мощности, то не будет никаким сюрпризом, что основной целью является максимальный поток. Это, кроме всего прочего, требует использования клапанов большего размера, которые могут быть физически установлены в камеры сгорания. Это требует решения, как лучше всего разделить имеющееся пространство между впускными и выпускными клапанами. Другими словами, что лучше: большой впускной и маленький выпускной клапан, оба клапана одинакового размера или большой выпускной и маленький впускной клапан? Прежде всего, можно подумать, что большой выпускной клапан — это тот путь, которым нужно идти; ведь отработанные газы, без сомнения, занимают больший объем, чем газы, втянутые в цилиндр через впускную систему. Однако, когда мы касаемся мощности, действует другое «железное» правило: легче опустошить цилиндр, чем наполнить его.
Годы экспериментов показали, что оптимальный размер выпускного клапана должен составлять примерно около 75% от впускного или, если точнее, поток через него должен составлять примерно 75% потока через впускной клапан. Это правило применяется только тогда, когда диаметры комбинируемых клапанов равны общему имеющемуся пространству в камере, т.е. клапаны почти касаются друг друга, как часто бывает в гоночных двигателях. Если используются клапаны с размерами, меньшими, чем максимальные, а мощность не является основной целью, то баланс между потоками впускного и выпускного каналов не так критичен.
Самое простое правило, которому нужно следовать: если основным требованием является мощность, то следуйте нормальному соотношению 0,75:1. Это правило можно изменить в тех случаях, когда двигатель оснащен системой турбонаддува или впрыска закиси азота. Для этих систем требуется обеспечение большего потока выхлопных газов и может успешно использоваться соотношение диаметров выпускного и впускного клапанов, составляющее 0,9:1 (поток выхлопных газов составляет 90% от потока впускаемой смеси) или даже больше.
К сожалению, установка увеличенных выпускных клапанов имеет «ловушку», которая обычно не связана с увеличением размеров впускных клапанов. Водяная рубашка внутри головки блока цилиндров расположена рядом с седлами выпускных клапанов. Это помогает поддерживать клапаны и седла холодными, но часто препятствует установке клапанов максимального размера. Вдобавок, тонкие отливки и большое количество тепла (побочный продукт высокой мощности) могут привести к образованию трещин в седлах, и это обычно укорачивает срок службы головки блока.
Замечание. Когда главной целью конструктора является экономия, а не мощность, размер выпускного клапана может быть увеличен до соотношения 0,75:1 даже при увеличении диаметра впускного клапана. Когда поток выпускного канала увеличивается, то пробег и срок службы двигателя будут улучшены. Однако здесь есть предел, как и во всем. Выпускные клапаны, размер которых превышает 90 — 95% от размера впускного клапана, дают очень маленькую дополнительную топливную экономию, и так как они используют пространство, обычно отдаваемое впускным клапанам, то потенциал по мощности будет уменьшен.
Какой клапан больше впускной или выпускной
К л а п а н ы открывают и закрывают впускные и выпускные каналы. Клапан состоит из тарельчатой плоской головки и стержня. Диаметр головки впускного клапана больше, чем выпускного. Впускные клапаны изготовляют из хромистой стали; выпускные клапаны (или их головки) — из жаростойкой стали. Вставные седла клапанов, запрессованные в головку или блок цилиндров, изготовляют из жаростойкого чугуна. На рабочую поверхность головки выпускных клапанов иногда наплавляют жаростойкий сплав. Для лучшего охлаждения внутреннюю полость некоторых выпускных клапанов заполняют металлическим натрием 11 (см. рис. 3.4, а), который имеет высокую теплопроводность и температуру плавления 98°С. При движении клапана расплавленный натрий, перемещаясь внутри стержня, отводит теплоту от головки к стрежню, которая затем передается направляющей втулке 10.
Рабочая поверхность головки клапана (фаска) обычно имеет угол 45°; только у впускных клапанов двигателя ЗИЛ-130 этот угол равен 30°. Фаску головки клапана тщательно обрабатывают и притирают к седлу. Стержень клапана имеет выточку, в которую вставляют сухарики 7 для крепления упорной шайбы 6 пружины клапана. Стержни клапанов перемещаются в направляющих втулках 10 — чугунных или металлокерамических (ЗМЗ-24, ЗМЗ-53, КамАЗ-740).
Клапан прижимается к седлу одной или двумя (АЗЛК-2140 и КамАЗ-740) пружинами. При двух пружинах направление из витков должно быть различным, чтобы при поломке одной из них ее витки не могли попасть между витками другой.
Выпускные клапаны двигателей ЗИЛ-130 принудительно поворачиваются при работе, что предотвращает их заедание и обгорание. Механизм поворота состоит из неподвижного корпуса 1 (рис. 3.4, а—г), пяти шариков 2 с возвратными пружинами 9, дисковой пружины 8 и опорной шайбы 3 с замочным кольцом 4. Корпус 7 установлен на направляющей втулке 10 клапана в углублении головки цилиндров и имеет секторные пазы для шариков 2. Опорная шайба .?и дисковая пружина 8с зазором надеты на выступ корпуса. При закрытом клапане (рис. 3.4, б), когда усилие его пружины 5 невелико, дисковая пружина 8 выгнута наружной кромкой кверху, а внутренней кромкой опирается на заплечник корпуса 1. При открытии клапана усилие его пружины 5 увеличивается, дисковая пружина 8 распрямляется и ложится на шарики 2 (рис. 3.4, в). Усилие пружины 8 передается на шарики 2, и они, перекатываясь по секторным пазам корпуса, поворачивают дисковую пружину и опорную шайбу, а, следовательно, пружину клапана и клапан.
При закрытии клапана усилие его пружины уменьшается, дисковая пружина 8 прогибается и упирается в заплечник корпуса, освобождая шарики 2, которые под действием пружины 9 возвращаются в исходное положение.
Параметры клапана
Мощность двигателя, при прочих равных условиях, прямо пропорциональна количеству горючей смеси или воздуха и топлива, поступающего в его цилиндры через впускные клапана и качества очищения цилиндра от отработанных газов через выпускные клапана. Для улучшения наполнения двигателя диаметр впускного клапана выполняется обычно большим, чем выпускного. Так как при выпуске скорость потока отработанной смеси выше, чем свежей впускной, за счет выталкивания отработанных газов поршнем на такте выпуска. При много клапанной системе, например у двигателя AUDI ADR, диаметр выпускной тарелки клапана больше чем у впускных, но устанавливается 3 впускных клапана и 2 выпускных, таким образом, общая площадь впускных клапанов все равно больше. Уменьшение диаметра выпускных клапанов позволяет снизить их температуру и уменьшить величину движущихся масс, приходящихся на один клапан. Таким образом, величина впускного отверстия определяется диаметром впускного клапана. Диаметр впускного клапана ограничивается возможностями размещения его в головке блока, а высота подъема клапана – силами инерции клапанного механизма, которые не должны быть излишне большими во избежание установки слишком сильных клапанных пружин и вызванного этим слишком большого износа кулачков.
- Цельнометаллический (монометаллический) клапан. Эти клапаны производятся только из одного материала. При этом выбирается такой материал, который подходит к предъявляемым требованиям, это высокая теплостойкость и антифрикционные свойства.
- Биметаллический клапан. Биметаллические клапана это соединение двух металлов: материала тарелки клапана с высокой теплостойкостью и материала штока клапана, который закалён со стороны конца стержня клапана, и при этом обладающего высокими антифрикционными свойствами для скольжения внутри направляющей втулки клапана. Соединение этих двух материалов выполняется при помощи сварки трением.
Уважаемый посетитель! Мы физически не можем отвечать на каждый комментарий..
Для того, чтобы Вы могли самостоятельно (или с помощью ближайшего автосервиса) устранить неисправности дизеля, мы разработали ОнлайнДиагностику. Это интерактивное руководство, которое содержит все известные причины неисправностей дизельных двигателей и указывает пути достижения правильной работы конкретного двигателя.
Приглашаем вас воспользоваться ОнлайнДиагностикой прямо сейчас!
ФОРУМ МОТОРИСТОВ
Добрый день!
Нуждаюсь в совете по подбору впускного клапана для двигателя OpelRekord Е1 1978г.в. 1.9 CIH
При кап.ремонте головки двигателя обнаружилось ,что купленный зараннее набор 4шт. впускных клапанов OSVAT ,содержит ,один поддельный бьющий клапан ,найти родные клапана под этот уже редкий мотор затруднительно (на 20 Рекорды есть их достаточно )
Размер родного клапана 40х9х123 ,возможно ли поставить на мой впуск выпускные клапана от более современного двигателя опеля C24NE (опель-ОМЕГА А )?
размер у них такой же,только длина на 0.7мм больше т.е. 40х9х123.7 .
Обе головки чугунные ,двигатели одинаковые по конструкции ,привод гидрокомпенсаторами через коромысла с центральной опорой с регулирующей самоконтрящейся гайкой .
Буду очень благодарен за вашу помощь.
Спасибо.
ANLES1 Технический директор Сообщения: 543 Зарегистрирован: 28 ноя 2005, 19:05 Откуда: РФ
Сообщение ANLES1 » 16 фев 2009, 06:43
Работать выпуск на впуске должен без проблем
с высотой клапана скорее всего возникнут проблемы поскольку привод с использованием гк то разница в 07 мм очень существенна
потребуется укорачивать клапан высота съёма достаточно большая может потребоваться последующая термообработка торца клапана
кустарная термообработка это всегда немного тревожно
С ув D
Опыт это утраченные иллюзии . а не приобретённая мудрость (Жозеф Ру)
AB-Engine Гуру Сообщения: 20224 Зарегистрирован: 01 июн 2004, 20:45 Откуда: Москва-Киев-Одесса Контактная информация:
Сообщение AB-Engine » 16 фев 2009, 09:11
ANLES1 писал(а): Работать выпуск на впуске должен без проблем
с высотой клапана скорее всего возникнут проблемы поскольку привод с использованием гк то разница в 07 мм очень существенна
потребуется укорачивать клапан высота съёма достаточно большая может потребоваться последующая термообработка торца клапана
кустарная термообработка это всегда немного тревожно
С ув D
Наш опыт показал, что при наличии гидрокомпенсаторов термообработкой торца можно пренебречь . Хотя при возникновении стука компенсатора торец может быстро разбиться .
С уважением,
персонал Моторного центра
АБ-Инжиниринг.
kardan Моторист-профи Сообщения: 121 Зарегистрирован: 20 июн 2007, 14:29 Откуда: Украина
Сообщение kardan » 16 фев 2009, 09:22
На вопрос можно ли заменить впускные выпускными Денис уже ответил а по поводу длинны и работы компенсаторов то на этом раритете компенсаторы имеют предварительную регулировку и допускают изменение длинны стержня клапана в несколько мм. Кстати на эти движки выпускались ремонтные клапана с увеличенным диаметром стержня так как втулки в этой голове не заменяются (если конечно не порукоблудить предварительно ) Это уже ОФ конечно но на днях попалась головка от Омеги 2.0,шестнадцатиклапанной, у которой клапана были со стержнем 6,1мм,при том что стандартные клапана 5,95мм Вроде как на такие движки ремонтные клапана не изготавливались,пришлось делать пилот и под них:(
zub733 Инженер по гарантии Сообщения: 337 Зарегистрирован: 15 фев 2009, 23:30 Откуда: Ростов-на-Дону
Сообщение zub733 » 16 фев 2009, 11:44
Большое спасибо всем оветившим,вы мне очень помогли .
Да, компенсаторы с приводом через коромысла,и имеют предварительную регулировку. Я предполагал что могу выбрать лишние 0.7 по длине клапана регулировкой без торцевания стержня,но хотел выслушать уважаемых специалистов.
Меня еще смутило то,что на моих родных клапанах,длины впуск-выпуск клапанов различаются на 0,7мм 123-123.7 ,такая же история и на головке Омеги C24NE ,т.е. 123 впуск- 123.7 выпуск,только тарелки больше (выпускная омеговская как раз попадает на мой впуск по диаметру). Зачем такая разница в 0.7? коромысла все одинаковые?
Насчет ремоннтных клапанов-да,есть такое,стержни идут через +0,75мм к номиналу можно развернуть направляющие под них(как таковых направляющих нет,головка чугунная),но их достать можно только на Ebay ,по более-менее приемлимой цене .Мне поставили тонкостенные бронзовые втулки в Новочеркасске ,под номинальный размер моих клапанов 9мм с правкой седел ,качественно ,мне понравилось- так что порукоблудили уже ,как будет работать бронза покажет время ,может зря завтулили? и надо было тащить с Ебея ремонтные клапаны и разворачивать направляющие?
Спасибо за консультацию.
ANLES1 Технический директор Сообщения: 543 Зарегистрирован: 28 ноя 2005, 19:05 Откуда: РФ
Сообщение ANLES1 » 16 фев 2009, 15:12
В Евро моторе Вам при ремонте отверстий под втулки использовали технологию Кей Лайн —вставки из фтористой бронзы
По поводу ходимости не переживайте тема работает и вполне надёжно
С ув D
Опыт это утраченные иллюзии . а не приобретённая мудрость (Жозеф Ру)
zub733 Инженер по гарантии Сообщения: 337 Зарегистрирован: 15 фев 2009, 23:30 Откуда: Ростов-на-Дону
Сообщение zub733 » 16 фев 2009, 15:28
Да, именно в ЕвроМоторе ,мне у них понравилось хорошие специалисты и оборудование.
а я не мог вспомнить как же технология называется, только «лайн» в голове вертится .Втулки интересные тонкие с маслоудерживающими канавками-насечками внутри
migamer Пилот Сообщения: 19 Зарегистрирован: 23 авг 2010, 06:35 Контактная информация:
Сообщение migamer » 23 авг 2010, 07:30
Пожалуйста помогите могу ли я поставить клапана на движок 2103 1,5 л
выпускные клапана с длинной штока больше стандартной на 1,5 мм больше без последствий — отрегулируется ли зазор клапанов потом?
Все познаётся на собственном опыте и непосильным трудом!
Dimon18 Технический директор Сообщения: 544 Зарегистрирован: 06 июл 2010, 08:31 Откуда: Ижевск
Сообщение Dimon18 » 23 авг 2010, 08:07
migamer писал(а): Пожалуйста помогите могу ли я поставить клапана на движок 2103 1,5 л
выпускные клапана с длинной штока больше стандартной на 1,5 мм больше без последствий — отрегулируется ли зазор клапанов потом?
Отрегулируются.
А зачем так много постов по одному и тому же вопросу. Или не терпится Люди вообще то работают, а не за компом сутками просиживают . Терпение товарисч, терпение
kart Технический директор Сообщения: 1002 Зарегистрирован: 29 июн 2009, 15:03 Откуда: Пенза Контактная информация:
Сообщение kart » 23 авг 2010, 10:09
Разницы в длине стержня скорее всего вообще не будет, как уже было выше сказано эти 7 десяток — всего лишь разница в толщине тарелок, на выпуске они толще.
10 сообщений • Страница 1 из 1
- Общедоступные форумы
- ↳ Бензиновые моторы и их ремонт
- ↳ Дизели и ремонт дизельной техники
- ↳ Моторная диагностика
- ↳ Тюнинг и форсирование
- ↳ Ремонт и восстановление моторных деталей
- ↳ Инструмент, оборудование и информация для моторного ремонта
- ↳ Моторные запчасти, масла и прочие материалы
- ↳ Теория, рабочий процесс, конструкция и производство моторов
- ↳ Моторная экспертиза
- ↳ Моторная электрика и электроника
- ↳ История двигателестроения и технические достижения
- ↳ Организация моторного ремонта
- ↳ Прочие технические вопросы
- ↳ Курилка мотористов
- ↳ Доска объявлений
- Закрытые форумы
- ↳ Архив
- Список форумов
- Удалить cookies
- Связаться с администрацией
Создано на основе phpBB® Forum Software © phpBB Limited