Motorns ventilmekanism, dess anordning och funktionsprincip

Ventilmekanismen är en direkt timing aktuator, som säkerställer snabb tillförsel av luft-bränsleblandningen till motorcylindrarna och efterföljande utsläpp av avgaser. Systemets nyckelelement är ventiler, som bland annat ska säkerställa tätheten i förbränningskammaren. De är under tunga belastningar, så deras arbete är föremål för särskilda krav.

Huvudelementen i ventilmekanismen

Motorn kräver minst två ventiler per cylinder, ett insug och ett avgassystem, för att fungera korrekt. Själva ventilen består av en skaft och ett huvud i form av en platta. Sätet är där ventilhuvudet möter cylinderhuvudet. Inloppsventiler har en större huvuddiameter än avgasventiler. Detta säkerställer bättre fyllning av förbränningskammaren med luft-bränsleblandningen.

Huvudelementen i mekanismen:

• inlopps- och avgasventiler - utformade för att komma in i luft-bränsleblandningen och avgaser från förbränningskammaren;
• styrbussningar - säkerställ den exakta rörelseriktningen för ventilerna;
• fjäder - återför ventilen till sitt ursprungliga läge;
• ventilsäte - kontaktplatsen för plattan med cylinderhuvudet;
• kex - tjäna som ett stöd för fjädern och fixa hela strukturen);
• ventilskaftstätningar eller oljeslingringar - förhindrar att olja kommer in i cylindern;
• pusher - överför tryck från kamaxelkammen.

Kammarna på kamaxeln trycker på ventilerna, som är fjäderbelastade för att återgå till sitt ursprungliga läge. Fjädern är fäst vid stången med kex och en fjäderplatta. För att dämpa resonansvibrationer kan inte en, utan två fjädrar med mångsidig lindning installeras på stången.

Styrhylsan är ett cylindriskt stycke. Det minskar friktionen och säkerställer smidig och korrekt funktion av stången. Under drift utsätts dessa delar också för stress och temperatur. Därför används slitstarka och värmebeständiga legeringar för deras tillverkning. Avgas- och insugsventilens bussningar skiljer sig något på grund av skillnaden i belastning.

Hur ventilmekanismen fungerar

Ventiler utsätts ständigt för höga temperaturer och tryck. Detta kräver särskild uppmärksamhet på design och material för dessa delar. Detta gäller särskilt avgasgruppen, eftersom heta gaser kommer ut genom den. Avgasventilplattan på bensinmotorer kan värmas upp till 800˚C - 900˚C, och på dieselmotorer 500˚C - 700C. Belastningen på inloppsventilplattan är flera gånger mindre, men når 300˚С, vilket också är mycket.

Därför används värmebeständiga metallegeringar med legeringstillsatser i deras produktion. Dessutom har avgasventiler vanligtvis en natriumfylld ihålig skaft. Detta är nödvändigt för bättre termoreglering och kylning av plattan. Natriumet inuti staven smälter, flyter och tar en del av värmen från plattan och överför den till staven. På så sätt kan överhettning av delen undvikas.

Under drift kan kolavlagringar bildas på sadeln. För att förhindra att detta händer, används design för att rotera ventilen. Sätet är en höghållfast stållegeringsring som pressas direkt in i cylinderhuvudet för tätare kontakt.

Dessutom, för korrekt funktion av mekanismen, är det nödvändigt att observera det reglerade termiska gapet. Höga temperaturer gör att delar expanderar, vilket kan göra att ventilen inte fungerar. Gapet mellan kamaxelkammarna och påskjutarna justeras genom att välja speciella metallbrickor av en viss tjocklek eller själva påskjutarna (glasögon). Om motorn använder hydrauliska lyftare, justeras gapet automatiskt.

Ett mycket stort spel förhindrar att ventilen öppnas helt och därför kommer cylindrarna att fyllas med färsk blandning mindre effektivt. Ett litet gap (eller brist på det) tillåter inte ventilerna att stänga helt, vilket kommer att leda till ventilutbränning och en minskning av motorkompressionen.

Klassificering efter antal ventiler

Den klassiska versionen av fyrtaktsmotorn kräver endast två ventiler per cylinder för att fungera. Men moderna motorer möter allt fler krav på effekt, bränsleförbrukning och respekt för miljön, så det räcker inte längre för dem. Eftersom ju fler ventiler desto effektivare blir det att fylla cylindern med en ny laddning. Vid olika tillfällen testades följande scheman på motorer:

• treventil (inlopp - 2, utlopp - 1);
• fyra ventiler (inlopp - 2, avgas - 2);
• femventil (inlopp - 3, avgas - 2).

Bättre fyllning och rengöring av cylindrar uppnås genom fler ventiler per cylinder. Men detta komplicerar designen av motorn.

Idag är de mest populära motorerna med 4 ventiler per cylinder. Den första av dessa motorer dök upp 1912 på Peugeot Gran Prix. På den tiden användes denna lösning inte i stor utsträckning, men sedan 1970 började masstillverkade bilar med ett sådant antal ventiler att aktivt produceras.

Drive design

Kamaxeln och tidsstyrningen är ansvariga för att ventilmekanismen fungerar korrekt och i rätt tid. Designen och antalet kamaxlar för varje typ av motor väljs individuellt. En del är en axel på vilken kammar av en viss form är placerade. När de vänder sätter de tryck på stötstängerna, hydraullyftarna eller vipparmarna och öppnar ventilerna. Typen av krets beror på den specifika motorn.

Kamaxeln sitter direkt i cylinderhuvudet. Drivningen till den kommer från vevaxeln. Det kan vara en kedja, bälte eller växel. Den mest pålitliga är kedjan, men den kräver hjälpanordningar. Till exempel en kedjevibrationsdämpare (dämpare) och en spännare. Rotationshastigheten för kamaxeln är hälften av vevaxelns rotationshastighet. Detta säkerställer deras samordnade arbete.

Antalet kamaxlar beror på antalet ventiler. Det finns två huvudscheman:

• SOHC - med ett skaft;
• DOHC - två axlar.

Endast två ventiler räcker till en kamaxel. Den roterar och öppnar växelvis insugnings- och avgasventilerna. De vanligaste fyrventilsmotorerna har två kamaxlar. Den ena garanterar driften av insugningsventilerna och den andra garanterar avgasventilerna. Motorer av V-typ är utrustade med fyra kamaxlar. Två på varje sida.

Kamaxelns kammar trycker inte direkt på ventilskaftet. Det finns flera typer av "mellanhänder":

• rullspakar (vipparm);
• mekaniska påskjutare (glasögon);
• hydrauliska påskjutare.

Rullspakar är det föredragna arrangemanget. De så kallade vipparmarna svänger på insticksaxlar och sätter tryck på den hydrauliska påskjutaren. För att minska friktionen finns en rulle på spaken som gör direktkontakt med kammen.

I ett annat schema används hydrauliska tryckare (gap-kompensatorer), som är placerade direkt på stången. Hydrauliska kompensatorer justerar automatiskt det termiska gapet och ger en mjukare och tystare drift av mekanismen. Denna lilla del består av en cylinder med kolv och fjäder, oljekanaler och backventil. Den hydrauliska pushern drivs av olja som tillförs från motorns smörjsystem.

Mekaniska påskjutare (glas) är slutna bussningar på ena sidan. De är installerade i cylinderhuvudhuset och överför kraften direkt till ventilskaftet. Dess främsta nackdelar är behovet av att regelbundet justera luckorna och stötarna när man arbetar med en kall motor.

Buller på jobbet

Huvudventilens funktionsfel är en knackning på en kall eller varm motor. Att knacka på en kall motor försvinner efter att temperaturen stiger. När de värms upp och expanderar stängs värmegapet. Dessutom kan oljans viskositet, som inte rinner i rätt volym in i de hydrauliska lyftarna, vara orsaken. Kontaminering av kompensatorns oljekanaler kan också vara orsaken till den karakteristiska tappningen.

Ventiler kan knacka på en varm motor på grund av lågt oljetryck i smörjsystemet, ett smutsigt oljefilter eller ett felaktigt termiskt spel. Det är också nödvändigt att ta hänsyn till det naturliga slitaget på delar. Fel kan finnas i själva ventilmekanismen (slitage av fjäder, styrhylsa, hydrauliska ventillyftar, etc.).

Gapjustering

Justeringar görs endast på en kall motor. Det aktuella termiska gapet bestäms av speciella platta metallsonder med olika tjocklekar. För att ändra mellanrummet på vipparmarna finns en speciell justerskruv som vrids. I system med pusher eller shims görs justeringen genom att välja delar av önskad tjocklek.

Överväg en steg-för-steg-process för att justera ventiler för motorer med tryckare (glas) eller brickor:

1. Ta bort motorventilkåpan.
2. Vrid vevaxeln så att kolven på den första cylindern är i övre dödpunkten. Om det är svårt att göra detta genom märken kan du skruva loss tändstiftet och föra in en skruvmejsel i brunnen. Dess maximala rörelse uppåt kommer att vara dödpunkten.
3. Använd en uppsättning avkännarmätare och mät ventilspelet under kammarna som inte trycker på ventillyftarna. Sonden ska ha ett snävt men inte för fritt spel. Anteckna ventilnumret och spelvärdet.
4. Vrid vevaxeln ett varv (360°) för att föra den fjärde cylinderkolven till TDC. Mät spelet under resten av ventilerna. Skriv ner data.
5. Kontrollera vilka ventiler som är utanför toleransen. Om det finns några, välj påskjutarna med önskad tjocklek, ta bort kamaxlarna och installera nya glasögon. Detta avslutar proceduren.

Det rekommenderas att kontrollera luckorna var 50-80 tusen kilometer. Standardvärden för frigång finns i fordonsreparationsmanualen.

Observera att insugs- och avgasventilens spel ibland kan skilja sig åt.

En korrekt justerad och avstämd gasdistributionsmekanism säkerställer smidig och jämn drift av förbränningsmotorn. Detta kommer också att ha en positiv effekt på motorresurser och förarkomfort.