Mecanismul supapei motorului, dispozitivul și principiul de funcționare

Mecanismul supapei este un actuator de sincronizare directă, care asigură alimentarea în timp util a amestecului aer-combustibil către cilindrii motorului și eliberarea ulterioară a gazelor de eșapament. Elementele cheie ale sistemului sunt supapele, care, printre altele, trebuie să asigure etanșeitatea camerei de ardere. Sunt sub sarcini grele, astfel încât munca lor este supusă unor cerințe speciale.

Elementele principale ale mecanismului supapei

Motorul necesită cel puțin două supape pe cilindru, o admisie și o evacuare, pentru a funcționa corect. Supapa în sine constă dintr-o tulpină și un cap sub formă de placă. Scaunul este locul în care capul supapei se întâlnește cu chiulasa. Supapele de admisie au un diametru al capului mai mare decât supapele de evacuare. Acest lucru asigură o umplere mai bună a camerei de ardere cu amestecul aer-combustibil.

Principalele elemente ale mecanismului:

• supape de admisie și evacuare - concepute pentru a pătrunde în amestecul aer-combustibil și gazele de evacuare din camera de ardere;
• bucșe de ghidare - asigură direcția exactă de mișcare a supapelor;
• arc - readuce supapa în poziția inițială;
• scaun supapă - locul de contact al plăcii cu chiulasa;
• crackers - servesc ca suport pentru arc și fixează întreaga structură);
• garnituri de tijă de supapă sau inele de fixare a uleiului - împiedică pătrunderea uleiului în cilindru;
• împingător - transmite presiunea de la came arborelui cu came.

Camele de pe arborele cu came apasă pe supape, care sunt încărcate cu arc pentru a reveni la poziția inițială. Arcul este atașat de tijă cu biscuiți și o placă cu arc. Pentru a amortiza vibrațiile rezonante, pe tijă pot fi instalate nu unul, ci două arcuri cu înfășurare versatilă.

Manșonul de ghidare este o piesă cilindrică. Reduce frecarea și asigură funcționarea lină și corectă a tijei. În timpul funcționării, aceste părți sunt, de asemenea, supuse stresului și temperaturii. Prin urmare, pentru fabricarea lor se folosesc aliaje rezistente la uzură și la căldură. Bucșele supapelor de evacuare și de admisie sunt ușor diferite din cauza diferenței de sarcină.

Cum funcționează mecanismul supapei

Supapele sunt expuse constant la temperaturi și presiuni ridicate. Acest lucru necesită o atenție deosebită la designul și materialele acestor piese. Acest lucru este valabil mai ales pentru grupul de evacuare, deoarece gazele fierbinți ies prin acesta. Placa supapei de evacuare la motoarele pe benzină poate fi încălzită până la 800˚C - 900˚C, iar la motoarele diesel 500˚C - 700C. Sarcina pe placa supapei de admisie este de câteva ori mai mică, dar ajunge la 300˚С, ceea ce este, de asemenea, mult.

Prin urmare, în producerea lor sunt utilizate aliaje metalice rezistente la căldură cu aditivi de aliere. În plus, supapele de evacuare au de obicei o tijă goală umplută cu sodiu. Acest lucru este necesar pentru o mai bună termoreglare și răcire a plăcii. Sodiul din interiorul tijei se topește, curge și preia o parte din căldură de pe placă și o transferă pe tijă. În acest fel, se poate evita supraîncălzirea piesei.

În timpul funcționării, pe șa se pot forma depuneri de carbon. Pentru a preveni acest lucru, se folosesc modele pentru a roti supapa. Scaunul este un inel din aliaj de oțel de înaltă rezistență care este presat direct în chiulasa pentru un contact mai strâns.

În plus, pentru funcționarea corectă a mecanismului, este necesar să se respecte golul termic reglat. Temperaturile ridicate determină extinderea pieselor, ceea ce poate cauza funcționarea defectuoasă a supapei. Distanța dintre camele arborelui cu came și împingătoarele este reglată prin selectarea unor șaibe metalice speciale de o anumită grosime sau a împingătorilor înșiși (ochelari). Dacă motorul folosește dispozitive de ridicare hidraulice, atunci distanța este reglată automat.

Un joc foarte mare împiedică deschiderea completă a supapei și, prin urmare, cilindrii se vor umple cu amestec proaspăt mai puțin eficient. Un mic decalaj (sau lipsa acestuia) nu va permite supapelor să se închidă complet, ceea ce va duce la arderea supapelor și la o scădere a compresiei motorului.

Clasificare după numărul de supape

Versiunea clasică a motorului în patru timpi necesită doar două supape pe cilindru pentru a funcționa. Însă motoarele moderne se confruntă cu din ce în ce mai multe cerințe în ceea ce privește puterea, consumul de combustibil și respectul față de mediu, așa că acest lucru nu le mai este suficient. Deoarece cu cât sunt mai multe supape, cu atât va fi mai eficient să umpleți cilindrul cu o încărcare nouă. În diferite momente, următoarele scheme au fost testate pe motoare:

• cu trei supape (admisie - 2, ieșire - 1);
• cu patru supape (admisie - 2, evacuare - 2);
• cu cinci supape (admisie - 3, evacuare - 2).

O mai bună umplere și curățare a cilindrilor se realizează prin mai multe supape pe cilindru. Dar acest lucru complică designul motorului.

Astăzi, cele mai populare motoare cu 4 supape pe cilindru. Primul dintre aceste motoare a apărut în 1912 pe Peugeot Gran Prix. La acea vreme, această soluție nu era utilizată pe scară largă, dar din 1970 au început să fie produse în mod activ mașini produse în masă cu un astfel de număr de supape.

Designul unității

Arborele cu came și mecanismul de distribuție sunt responsabile pentru funcționarea corectă și în timp util a mecanismului supapei. Designul și numărul de arbori cu came pentru fiecare tip de motor sunt selectate individual. O parte este un arbore pe care sunt amplasate came de o anumită formă. Când se întorc, pun presiune pe tijele de împingere, ridicătorii hidraulici sau culbutorii și deschid supapele. Tipul de circuit depinde de motorul specific.

Arborele cu came este situat direct în chiulasa. Acționarea către acesta vine de la arborele cotit. Poate fi un lanț, curea sau un angrenaj. Cel mai de încredere este lanțul, dar necesită dispozitive auxiliare. De exemplu, un amortizor de vibrații în lanț (amortizor) și un întinzător. Viteza de rotație a arborelui cu came este jumătate din viteza de rotație a arborelui cotit. Acest lucru asigură munca lor coordonată.

Numărul de arbori cu came depinde de numărul de supape. Există două scheme principale:

• SOHC - cu un singur arbore;
• DOHC - doi arbori.

Doar două supape sunt suficiente pentru un arbore cu came. Se rotește și deschide alternativ supapele de admisie și evacuare. Cele mai comune motoare cu patru supape au doi arbori cu came. Unul garantează funcționarea supapelor de admisie, iar celălalt garantează supapele de evacuare. Motoarele de tip V sunt echipate cu patru arbori cu came. Doi pe fiecare parte.

Camele arborelui cu came nu împing direct tija supapei. Există mai multe tipuri de „intermediari”:

• pârghii cu role (balance);
• împingătoare mecanice (ochelari);
• împingătoare hidraulice.

Pârghiile cu role sunt aranjamentul preferat. Așa-numitele brațe culbutoare se balansează pe axele introduse și pun presiune pe împingătorul hidraulic. Pentru a reduce frecarea, pe pârghie este prevăzută o rolă care face contact direct cu came.

Într-o altă schemă, se folosesc împingătoare hidraulice (compensatoare de gol), care sunt amplasate direct pe tijă. Compensatoarele hidraulice reglează automat decalajul termic și asigură o funcționare mai lină și mai silențioasă a mecanismului. Această piesă mică constă dintr-un cilindru cu un piston și un arc, pasaje de ulei și o supapă de reținere. Impingătorul hidraulic este alimentat de uleiul furnizat de la sistemul de lubrifiere a motorului.

Împingetoarele mecanice (ochelarii) sunt bucșe închise pe o parte. Acestea sunt instalate în carcasa chiulasei și transferă direct forța către tija supapei. Principalele sale dezavantaje sunt necesitatea de a regla periodic golurile și loviturile atunci când lucrați cu un motor rece.

Zgomot în timpul funcționării

Defecțiunea principală a supapei este o lovitură la un motor rece sau fierbinte. Bătuirea la un motor rece dispare după ce temperatura crește. Când se încălzesc și se extind, decalajul termic se închide. În plus, vâscozitatea uleiului, care nu curge în volumul potrivit în dispozitivele de ridicare hidraulice, poate fi cauza. Contaminarea canalelor de ulei ale compensatorului poate fi, de asemenea, cauza atingerii caracteristice.

Supapele pot bate la un motor fierbinte din cauza presiunii scăzute a uleiului în sistemul de lubrifiere, a unui filtru de ulei murdar sau a unui joc termic incorect. De asemenea, este necesar să se țină cont de uzura naturală a pieselor. Defecțiunile pot apărea în mecanismul supapei în sine (uzura arcului, a manșonului de ghidare, a tacheților hidraulici etc.).

Reglarea jocului

Reglajele se fac doar la motor rece. Intercalarea termică curentă este determinată de sonde metalice plate speciale de diferite grosimi. Pentru a schimba decalajul de pe culbutorii există un șurub special de reglare care se rotește. În sistemele cu împingător sau lame, reglarea se face prin selectarea pieselor cu grosimea necesară.

Luați în considerare un proces pas cu pas pentru reglarea supapelor pentru motoarele cu împingătoare (ochelari) sau șaibe:

1. Scoateți capacul supapei motorului.
2. Rotiți arborele cotit astfel încât pistonul primului cilindru să fie în punctul mort superior. Dacă este dificil să faceți acest lucru prin semne, puteți deșuruba bujia și introduceți o șurubelniță în puț. Mișcarea sa maximă în sus va fi punctul mort.
3. Folosind un set de senzori, măsurați jocul supapelor sub camele care nu apasă pe tachete. Sonda ar trebui să aibă un joc strâns, dar nu prea liber. Înregistrați numărul supapei și valoarea jocului.
4. Rotiți arborele cotit cu o rotație (360°) pentru a aduce pistonul al 4-lea cilindru la PMS. Măsurați jocul sub restul supapelor. Notați datele.
5. Verificați ce supape sunt în afara toleranței. Dacă există, selectați împingătoarele de grosimea dorită, îndepărtați arborii cu came și instalați ochelari noi. Aceasta completează procedura.

Se recomandă verificarea golurilor la fiecare 50-80 de mii de kilometri. Valorile standard de degajare pot fi găsite în manualul de reparații al vehiculului.

Vă rugăm să rețineți că jocul supapelor de admisie și evacuare poate diferi uneori.

Un mecanism de distribuție a gazului reglat și reglat corespunzător va asigura funcționarea lină și uniformă a motorului cu ardere internă. Acest lucru va avea, de asemenea, un efect pozitiv asupra resurselor motorului și asupra confortului șoferului.