El mecanisme de vàlvules del motor, el seu dispositiu i principi de funcionament
Contingut
El mecanisme de la vàlvula és un actuador de cronometratge directe, que garanteix el subministrament puntual de la barreja aire-combustible als cilindres del motor i l'alliberament posterior dels gasos d'escapament. Els elements clau del sistema són les vàlvules, que, entre altres coses, han de garantir l'estanquitat de la cambra de combustió. Estan sota càrregues pesades, de manera que el seu treball està subjecte a requisits especials.
Els principals elements del mecanisme de la vàlvula
El motor requereix almenys dues vàlvules per cilindre, una d'admissió i un d'escapament, per funcionar correctament. La pròpia vàlvula consta d'una tija i un cap en forma de placa. El seient és on la culata de la vàlvula es troba amb la culata. Les vàlvules d'admissió tenen un diàmetre de capçal més gran que les vàlvules d'escapament. Això garanteix un millor ompliment de la cambra de combustió amb la barreja aire-combustible.
Els principals elements del mecanisme:
- vàlvules d'admissió i d'escapament: dissenyades per entrar a la barreja aire-combustible i els gasos d'escapament de la cambra de combustió;
- casquilles de guia: assegureu-vos la direcció exacta del moviment de les vàlvules;
- molla: torna la vàlvula a la seva posició original;
- seient de la vàlvula - el lloc de contacte de la placa amb la culata del cilindre;
- galetes: serveixen de suport per a la molla i arreglen tota l'estructura);
- segells de la tija de la vàlvula o anells de l'oli - evita que l'oli entri al cilindre;
- impulsor: transmet la pressió de la lleva de l'arbre de lleves.
Les lleves de l'arbre de lleves pressionen les vàlvules, que estan carregades per molla per tornar a la seva posició original. La molla està subjecta a la vareta amb galetes i una placa de molla. Per amortir les vibracions ressonants, no es poden instal·lar una, sinó dues molles amb bobinatge versàtil a la vareta.
La màniga guia és una peça cilíndrica. Redueix la fricció i assegura un funcionament suau i correcte de la vareta. Durant el funcionament, aquestes peces també estan subjectes a estrès i temperatura. Per tant, per a la seva fabricació s'utilitzen aliatges resistents al desgast i a la calor. Els coixins de les vàlvules d'escapament i d'admissió són lleugerament diferents a causa de la diferència de càrrega.
Com funciona el mecanisme de la vàlvula
Les vàlvules estan constantment exposades a altes temperatures i pressions. Això requereix una atenció especial al disseny i als materials d'aquestes peces. Això és especialment cert pel que fa al grup d'escapament, ja que els gasos calents surten a través d'ell. La placa de la vàlvula d'escapament dels motors de gasolina es pot escalfar fins a 800 °C - 900 °C, i en els motors dièsel 500 °C - 700 °C. La càrrega a la placa de la vàlvula d'entrada és diverses vegades menor, però arriba als 300˚С, que també és força.
Per tant, en la seva producció s'utilitzen aliatges metàl·lics resistents a la calor amb additius d'aliatge. A més, les vàlvules d'escapament solen tenir una tija buida plena de sodi. Això és necessari per a una millor termoregulació i refredament de la placa. El sodi dins de la vareta es fon, flueix i agafa part de la calor de la placa i la transfereix a la vareta. D'aquesta manera, es pot evitar el sobreescalfament de la peça.
Durant el funcionament, es poden formar dipòsits de carboni a la cadira. Per evitar que això passi, s'utilitzen dissenys per girar la vàlvula. El seient és un anell d'aliatge d'acer d'alta resistència que es pressiona directament a la culata del cilindre per a un contacte més estret.
A més, per al correcte funcionament del mecanisme, cal observar el buit tèrmic regulat. Les altes temperatures fan que les peces s'expandeixin, cosa que pot provocar un mal funcionament de la vàlvula. L'espai entre les lleves de l'arbre de lleves i els empenyedors s'ajusta seleccionant volanderes metàl·liques especials d'un determinat gruix o els propis impulsors (vidres). Si el motor utilitza elevadors hidràulics, l'espai s'ajusta automàticament.
Un espai lliure molt gran impedeix que la vàlvula s'obri completament i, per tant, els cilindres s'ompliran de mescla fresca de manera menys eficient. Un petit buit (o la seva manca) no permetrà que les vàlvules es tanquin completament, cosa que provocarà l'esgotament de la vàlvula i una disminució de la compressió del motor.
Classificació per nombre de vàlvules
La versió clàssica del motor de quatre temps només requereix dues vàlvules per cilindre per funcionar. Però els motors moderns afronten cada cop més exigències en termes de potència, consum de combustible i respecte al medi ambient, per la qual cosa ja no n'hi ha prou. Com més vàlvules, més eficient serà omplir el cilindre amb una nova càrrega. En diversos moments, es van provar els esquemes següents en motors:
- tres vàlvules (entrada - 2, sortida - 1);
- quatre vàlvules (entrada - 2, escapament - 2);
- cinc vàlvules (entrada - 3, escapament - 2).
S'aconsegueix un millor ompliment i neteja dels cilindres amb més vàlvules per cilindre. Però això complica el disseny del motor.
Avui, els motors més populars amb 4 vàlvules per cilindre. El primer d'aquests motors va aparèixer l'any 1912 al Gran Premi Peugeot. En aquell moment, aquesta solució no s'utilitzava àmpliament, però des de 1970 es van començar a produir de manera activa cotxes produïts en massa amb tanta quantitat de vàlvules.
Disseny de la unitat
L'arbre de lleves i l'accionament de la temporització són responsables del funcionament correcte i oportú del mecanisme de la vàlvula. El disseny i el nombre d'arbres de lleves per a cada tipus de motor es seleccionen individualment. Una peça és un eix sobre el qual es troben lleves d'una forma determinada. Quan giren, fan pressió sobre les barres d'empenta, els elevadors hidràulics o els balancins i obren les vàlvules. El tipus de circuit depèn del motor específic.
L'arbre de lleves es troba directament a la culata. El seu accionament prové del cigonyal. Pot ser una cadena, cinturó o engranatge. El més fiable és la cadena, però requereix dispositius auxiliars. Per exemple, un amortidor de vibracions de cadena (amortidor) i un tensor. La velocitat de gir de l'arbre de lleves és la meitat de la velocitat de gir del cigonyal. Això garanteix el seu treball coordinat.
El nombre d'arbres de lleves depèn del nombre de vàlvules. Hi ha dos esquemes principals:
- SOHC - amb un eix;
- DOHC - dos eixos.
Només dues vàlvules són suficients per a un arbre de lleves. Gira i obre alternativament les vàlvules d'admissió i d'escapament. Els motors de quatre vàlvules més comuns tenen dos arbres de lleves. Un garanteix el funcionament de les vàlvules d'admissió, i l'altre garanteix les vàlvules d'escapament. Els motors de tipus V estan equipats amb quatre arbres de lleves. Dos a cada costat.
Les lleves de l'arbre de lleves no empenyen directament la tija de la vàlvula. Hi ha diversos tipus d'"intermediaris":
- palanques de rodets (balancí);
- polsadors mecànics (ulleres);
- impulsors hidràulics.
Les palanques de rodets són la disposició preferida. Els anomenats braços basculants oscil·len sobre eixos endollables i exerceixen pressió sobre l'empenta hidràulica. Per reduir la fricció, es disposa d'un corró a la palanca que fa contacte directe amb la lleva.
En un altre esquema, s'utilitzen impulsors hidràulics (compensadors de buit), que es troben directament a la vareta. Els compensadors hidràulics ajusten automàticament la bretxa tèrmica i proporcionen un funcionament més suau i silenciós del mecanisme. Aquesta petita peça consta d'un cilindre amb un pistó i molla, conductes d'oli i una vàlvula de retenció. L'empenta hidràulica s'acciona amb oli subministrat des del sistema de lubricació del motor.
Els polsadors mecànics (ulleres) són casquilles tancades d'un costat. S'instal·len a la carcassa de la culata i transfereixen directament la força a la tija de la vàlvula. Els seus principals desavantatges són la necessitat d'ajustar periòdicament els buits i els cops quan es treballa amb un motor fred.
Soroll a la feina
El mal funcionament de la vàlvula principal és un cop en un motor fred o calent. Tocar un motor fred desapareix després de l'augment de la temperatura. Quan s'escalfen i s'expandeixen, la bretxa tèrmica es tanca. A més, la viscositat de l'oli, que no flueix en el volum adequat als elevadors hidràulics, pot ser la causa. La contaminació dels canals d'oli del compensador també pot ser la causa del toc característic.
Les vàlvules poden colpejar un motor calent a causa de la baixa pressió de l'oli al sistema de lubricació, un filtre d'oli brut o una separació tèrmica incorrecta. També cal tenir en compte el desgast natural de les peces. Els errors de funcionament poden estar en el propi mecanisme de la vàlvula (desgast de la molla, màniga guia, taquets hidràulics, etc.).
Ajust d'espai lliure
Els ajustos es fan només amb un motor fred. La bretxa tèrmica actual està determinada per sondes metàl·liques planes especials de diferents gruixos. Per canviar l'espai dels braços basculants hi ha un cargol d'ajust especial que gira. En els sistemes amb un empujador o calces, l'ajust es fa seleccionant peces del gruix requerit.
Penseu en el procés pas a pas d'ajust de vàlvules per a motors amb empujadores (ulleres) o rentadores:
- Traieu la coberta de la vàlvula del motor.
- Gireu el cigonyal de manera que el pistó del primer cilindre estigui al punt mort superior. Si és difícil fer-ho amb marques, podeu desenroscar la bugia i inserir un tornavís al pou. El seu màxim moviment ascendent serà el punt mort.
- Mitjançant un conjunt de calibres de palpadors, mesureu el joc de vàlvules sota les lleves que no estan pressionant sobre les taquets. La sonda ha de tenir un joc ajustat, però no massa lliure. Anoteu el número de vàlvula i el valor de joc.
- Gireu el cigonyal una volta (360 °) per portar el pistó del 4t cilindre al PMS. Mesureu el joc sota la resta de vàlvules. Anoteu les dades.
- Comproveu quines vàlvules estan fora de tolerància. Si n'hi ha, seleccioneu els polsadors del gruix desitjat, traieu els arbres de lleves i instal·leu vidres nous. Això completa el procediment.
Es recomana comprovar els buits cada 50-80 mil quilòmetres. Els valors d'autorització estàndard es poden trobar al manual de reparació del vehicle.
Tingueu en compte que les vàlvules d'admissió i d'escapament de vegades poden diferir.
Un mecanisme de distribució de gas ben ajustat i ajustat garantirà un funcionament suau i uniforme del motor de combustió interna. Això també tindrà un efecte positiu en els recursos del motor i la comoditat del conductor.
