Клапаны, устройство и назначение клапана

Кла́пан — это устройство, предназначенное для открытия, закрытия, а также регулирования потока горючей смеси, которая попадает в цилиндры двигателя и выпуска отработавших газов.

Для нормальной работы четырехтактного двигателя требуется, как минимум, по два клапана на каждый цилиндр — впускной клапан и выпускной клапан. В данный момент широкое распространение получили клапаны тарельчатого типа со стержнем. Для качественного наполнения цилиндра горючей смесью диаметр тарелки впускного клапана делается немного больше, чем у выпускного.

Из чего изготавливают клапана

Седла клапанов изготавливаются из чугуна или стали, затем запрессовываются в головку блока цилиндров. Клапаны во время работы двигателя подвержены значительным механическим и тепловым нагрузкам, поэтому необходимо подбирать специальный сплав для изготовления детали.

Клапана для высокофорсированных двигателей должны хорошо охлаждаться, поэтому в них применяют клапаны с полым стержнем, с наполнением натрия внутри. При достижении рабочей температуры натрий плавится и начинает перетекать от тарелки клапана, к стержню равномерно распределяя тепло. Для равномерности теплопередачи и уменьшения нагара на фасках клапана применяют механизмы вращения клапана.

Виды ГРМ

Существуют следующие виды газораспределительных механизмов: нижнеклапанный ГРМ и верхнеклапанный ГРМ. Сегодня, на современных автомобилях, используются только верхнеклапанные ГРМ, когда клапаны располагаются в головке цилиндров.

Клапан удерживается в закрытом состоянии с помощью клапанной пружины, а открывается при нажатии на стержень клапана. Клапанные пружины должны иметь определенную жесткость (оптимальную, чтобы не увеличивать ударную нагрузку на седло клапана) для гарантированного закрытия клапана во время работы.

Чтобы снизить потери на трение в ГРМ применяют ролики, которые установлены на рычагах и толкателях привода клапанов. Применение роликов в клапанном механизме заменяет трение скольжения, на трение качение, что значительно уменьшает потери на привод клапанов.

При открытии впускного клапана проходит топливно-воздушная смесь (или воздух) наполняя цилиндр двигателя. Чем больше площадь проходного сечения, тем полнее заполнится цилиндр, что приводит к повышению выходных показателей цилиндра при рабочем ходе. Для улучшения очистки цилиндров от продуктов сгорания увеличивают диаметр тарелки выпускного клапана. Правда, размеры тарелок клапанов ограничены размером камеры сгорания, выполненной в головке цилиндров. Многое также зависит от регулировки клапанов. 

Применение четырех клапанов на цилиндр началось еще в 1912 г. на двигателе автомобиля PeugeotGranPrix. Широкое использование такой схемы в серийном производстве легковых автомобилях началось только в конце 1970-х гг. Сегодня ГРМ с четырьмя клапанами на цилиндр стали практически стандартными для двигателей европейских и японских легковых автомобилей.

Mercedes выпускает двигатели, которые имеют по три клапана на цилиндр, два впускных и один выпускной, с двумя свечами зажигания (по одной с каждой стороны от выпускного клапана).

Существует практика использования даже 5 клапанов на цилиндр (3 впускных и 2 выпускных). Такой технологией практикует автомобильная группа Volksvagen-Audi, но при этом значительно усложняется привод клапанного механизма.

Устройство клапана | Справочная информация

Справочная информация

Электромагнитные клапаны подразделяются по исполнению на:

«НЗ» — нормально закрытые клапаны.

«НО» — нормально открытые клапаны.

«БС» — бистабильные (импульсные) клапаны, переключение между положениями реализовывается путем подачи кратковременного импульса.

По принципу действия электромагнитные клапаны подразделяются на клапаны прямого действия, срабатывающие при отсутствии перепада давления и клапаны пилотного (непрямого) действия, для работы которых необходим минимальный перепад давления. Также клапаны можно разделить на поршневые и мембранные.

Устройство электромагнитного (соленоидного) клапана

Электромагнитная катушка (соленоид) имеет медную обмотку, защищенную композитным диэлектрическим составом, которая помещается в металлический или литой пластиковый корпус. Степенью защиты катушек IP65 (пылевлагонепроницаемые).

Напряжение питания:

Переменный ток AC220V; AC110V; AC24V.

Постоянный ток DC24V; AC12V.

Шток клапана выполнен из нержавеющий стали.

Крышка и Корпус в зависимости от серии клапана могут быть выполнены из следующих материалов: латунь; нержавеющая сталь; чугун; нейлон, эколон.

Крепеж выполнен из нержавеющей стали

Пружина 1 выполнена из нержавеющей стали

Плунжер выполнен из нержавеющей стали и уплотнения из полимерного материала

Пружина 2 выполнена из нержавеющей стали

Мембрана изготовлена из высококачественных эластичных полимерных материалов специальной конструкции и химического состава.

Свойства материалов мембран и уплотнений.

Благодаря развитию химической промышленности, полимерные материалы из которых создаются мембраны, и уплотнения для соленоидных клапанов SMART получают уникальный набор свойств и отвечают самым различным запросам, и потребностям.

EPDM – Этилен-пропилен-диен-каучук. Недорогой, химически, термостойкий и износостойкий эластичный полимер. Высокая устойчивость к старению и погодным воздействиям. Устойчив к кислотам, щелочам, окислителям, соленым растворам, воде, пару низкого давления, нейтральным газам. Неустойчив к бензину, бензолу керосину, маслам, и углеводородам. Температура применения −40… +140 °С.

FKM – Фторкаучук. Термостойкий и эластичный синтетический полимер. Высокая стойкость к износу, старению, озону и ультрафиолету. Химически устойчивый для кислотных и щелочных сред, нефтепродуктов, для топлива и углеводородов. Применяется для спиртов, воды, воздуха и пара низкого давления при температуре −30… +150 °С. Разрушается эфирами, органическими кислотами.

NBR – Нитрил-бутадиен-каучук. Распространенный и недорогой эластичный полимер, обладающий относительно высокой стойкостью к истиранию и износостойкостью, нейтральный к воздействию бензина, минерального масла, дизельного топлива, растворов щелочей, неорганических кислот, пропана, бутана, воды, морской воды. Температурный диапазон −30… +100 °С. Разрушается бензолом, окислителями и ультрафиолетом.

PTFE – Политетрафторэтилен. Фторполимер, один из самых химически стойких полимерных материалов. Применяется в химической промышленности для кислот и их смесей высокой концентрации, щелочей, растворителей. Устойчив к бензолу, окислителям, маслам и топливам. Используется для агрессивных газов, углеводородов, воздуха, воды и пара. Температурный диапазон −50… +200 °С. Разрушается трифторидом хлора и жидкими щелочными металлами.

TEFLON – Политетрафторэтилен. Запатентованное название фторполимера, на основе PTFE с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Рабочая температура применения в диапазоне −50… +250 °С.

Принцип действия электромагнитного клапана прямого действия.

Нормально закрытый соленоидный клапан.

У данного клапана рабочее положение нормально-закрытое, без напряжения на электромагнитной катушке он закрыт. Мембрана клапана эластична и имеет перепускное отверстие, по центру мембраны расположено запрессованное кольцо с подъемной пружиной из нержавеющей стали и выравнивающий канал. При отсутствии или присутствии давления в системе мембрана и плунжер прижаты к седлу и выравнивающему каналу, усилием возвратной пружины. Так же мембрану будет прижимать давление среды, равное давлению на входе в клапан, поступающее через перепускное отверстие в мембране, в над мембранное пространство.

При подаче напряжения на соленоидную катушку создается электромагнитное поле, в результате плунжер поднимается и открывает выравнивающий канал. В случае если в системе есть давление произойдет снижение давления в над мембранном пространстве, т.к. выравнивающий канал больше в диаметре, чем перепускное отверстие. Таким образом, из-за разницы давлений мембрана поднимается вверх и клапан открывается. Если в системе нет давления, мембрану потянет в верхнее положение подъемная пружина, которая закреплена на плунжере. Электромагнитный клапан будет находиться в открытом состоянии до снятия напряжения с электромагнитной катушки.

Нормально открытый соленоидный клапан.

У данного клапана рабочее положение является нормально-открытым, без напряжения на электромагнитной катушке он открыт. Плунжер поднят, выравнивающий канал открыт. В случае если в системе есть давление, в над мембранном пространстве давление падает, т. к. выравнивающий канал больше в диаметре, чем перепускное отверстие. Таким образом, из-за разницы давлений мембрана поднимается вверх, и клапан находится в открытом положении. Если в системе нет давления, мембрану поднимает в верхнее положение подъемная пружина, закреплённая на плунжере, который в свою очередь изначально находится в верхнем положении. Электромагнитный клапан будет находиться в открытом состоянии до подачи напряжения на электромагнитную катушку.

При подаче напряжения на электромагнитную катушку клапана якорь сжимает подъемную пружину, возвратная пружина выталкивает шпиндель, который оказывает усилие на плунжер и закрывает выравнивающий канал. Мембрана прижимается к седлу за счет усилия возвратной пружины и перепада давления. Электромагнитный клапан будет находиться в закрытом состоянии до подачи напряжения на электромагнитную катушку.

Принцип действия электромагнитного клапана пилотного действия.

Нормально закрытый соленоидный клапан.

У данного клапана рабочее положение является нормально-закрытым, без напряжения на электромагнитной катушке он закрыт. Мембрана клапана прижата к седлу усилием пружины 0,5 бар и давлением среды в над мембранном пространстве, которое поддерживается через перепускное отверстие в мембране и равно давлению на входе в клапан. Пилотный канал, находящийся на выходе из клапана закрыт подпружиненным плунжером и его диаметр больше диаметра перепускного отверстия в мембране. При подаче напряжения на соленоидную катушку создается электромагнитное поле, в результате плунжер поднимается и открывает пилотный канал. Происходит снижение давления в над мембранном пространстве. Из-за разницы давлений мембрана поднимается вверх и клапан открывается. Электромагнитный клапан будет находиться в открытом состоянии до снятия напряжения с электромагнитной катушки.

Нормально открытый соленоидный клапан.

Рабочее положение данного клапана является нормально-открытым, т. е. клапан открыт без подачи на электромагнитную катушку напряжения и есть минимальный перепад давления 0,5 бар. В случае, если в системе на входе в клапан будет, отсутствовать давление или оно будет менее 0,5 бар, то мембрана клапана останется, прижата к седлу усилием пружины 0,5 бар. При подаче напряжения на соленоидную катушку создается электромагнитное поле, в результате плунжер опускается и закрывает пилотный канал. Диаметр пилотного канала больше чем диаметр перепускного отверстия в мембране. Клапан закрывается при помощи пружины и давления среды на входе в клапан, которое попадает в над мембранное пространство через перепускное отверстие в мембране. Электромагнитный клапан будет находиться в закрытом состоянии до снятия напряжения с электромагнитной катушки.

Принцип действия бистабильного электромагнитного клапана.

Данный клапан имеет два постоянных положения «открыто» или «закрыто», переключение между положениями реализовывается путем подачи кратковременного импульса. Мембрана клапана прижата к седлу усилием пружины 0,5 бар и давлением среды в над мембранном пространстве, которое поддерживается через перепускное отверстие в мембране и равно давлению на входе в клапан. Пилотный канал, находящийся на выходе из клапана закрыт подпружиненным плунжером и его диаметр больше диаметра перепускного отверстия в мембране. При подаче кратковременного импульса на соленоидную катушку плунжер поднимается и открывает пилотный канал. Происходит снижение давления в над мембранном пространстве. Из-за разницы давлений мембрана поднимается вверх и клапан открывается. Электромагнитный клапан будет находиться в открытом состоянии до момента подачи импульса обратной полярности на электромагнитную катушку.

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологические курсы или курсы по энергосбережению

.»

Рассел Бейли, ЧП

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня нескольким новым вещам, кроме того

познакомив меня с новыми источниками

информации».

Стивен Дедак, ЧП

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они

очень быстро отвечали на вопросы.

Это было на высшем уровне. Буду использовать

снова. Спасибо».

Блэр Хейуорд, P.E.0003 «Веб-сайт прост в использовании. Хорошо организован. Я действительно буду пользоваться вашими услугами снова.

Я передам название вашей компании

другим сотрудникам.»

Рой Пфлейдерер, ЧП

Нью-Йорк

«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком

с деталями Канзас

Авария в City Hyatt.»

Майкл Морган, ЧП

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится, что я могу просмотреть текст перед покупкой. Я обнаружил, что класс

Информативный и полезный

в моей работе. »

Уильям Сенкевич, P.E.

Флорида

информативный. Вы

— лучшее, что я обнаружил. «

Рассел Смит, P.E.

Пенсильвания

Я считаю, что подход упрощает для рабочего инженера.

материала». На самом деле

человек изучает больше

от неудач ».

Джон Скондры, P.E.

Пеннсильвания

«. Курс.

способ обучения. «

Jack Lundberg, P.E.

Висконсин

» Я очень увлекаюсь тем, как вы представляете курсы; т. е. позволяя

Студент, чтобы рассмотреть курс

Материал перед оплатой и

курсы. Я, конечно, многому научился и

получил огромное удовольствие». 0002 «Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством содержания материалов и простотой поиска

онлайн-курсов

.»

Уильям Валериоти, ЧП

Техас

«Этот материал во многом оправдал мои ожидания. Курс был прост для изучения. Фотографии в основном давали хорошее представление о

обсуждаемых темах.»

Майкл Райан, ЧП

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Нужен 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я настоятельно рекомендую его

всем инженерам. «

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

Я ценю вопросы« Реальный мир ». , и

не основаны на каком-то неясном разделе

законов, которые не применяются

к «нормальной практике».0005

Марк Каноник, ЧП

Нью-Йорк

«Большой опыт! Я многому научился, чтобы вернуться к своему медицинскому устройству

организации».

Иван Харлан, ЧП

Теннесси

«Материал курса имеет хорошее содержание, не слишком математический, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, ЧП

Калифорния

«Это было очень приятное впечатление. Тема была интересной и хорошо представленной,

, а онлайн -формат был очень

и простым в

. Спасибо.»

Патрисия Адамс, ЧП

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия непрерывному обучению физкультуры в рамках временных ограничений лицензиата».

Джозеф Фриссора, ЧП

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Это помогает иметь

обзор текстового материала. предоставлены

фактические случаи».

Жаклин Брукс, ЧП

Флорида

«Общие ошибки ADA в проектировании объектов очень полезны. Для тестирования

потребовалось исследования в

Документ Но Ответы были

. Проще говоря.».

Гарольд Катлер, ЧП

Массачусетс

«Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора

в инженерии дорожного движения, который мне нужен

, чтобы выполнить требования

Сертификация PTOE ». способ заработать CEU для моих требований PG в штате Делавэр. До сих пор все курсы, которые я посещал, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

с дисконтированными курсами ».

Кристина Николас, стр. дополнительные

курсы. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

необходимость путешествовать.0004

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для инженеров-профессионалов

для получения единиц PDH

в любое время. Очень удобно.»

Пол Абелла, ЧП

Аризона

«Пока все было отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня не так много

времени, чтобы исследовать, куда

получить мои кредиты от.»

Кристен Фаррелл, ЧП

Висконсин

2 90 «Это было очень познавательно. Легко для понимания с иллюстрациями

и графиками; определенно облегчает

усвоение всех

теорий.»

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов полупроводников. Мне понравилось проходить курс по телефону

My Wope The Chape во время моего Morning

Subway Commute 9000

. .»

Клиффорд Гринблатт, ЧП

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и получить

викторина. Я буду Emong Рекомендовать

You To Every PE, нуждающийся в

CE. тем во многих областях техники».0004

«У меня перепроизводили вещи, которые я забыл. Я также рад выиграть финансово

на Ваше промо-электронное письмо , которая

на 40%. »

Conrado Casem, P.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Буду пользоваться вашими услугами в будущем.»

Чарльз Флейшер, П.Е.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест, и я фактически проверил, что я прочитал кодексы профессиональной этики

и правила Нью-Мексико

».

Брун Гильберт, Ч.П.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.»

Дэвид Рейнольдс, ЧП

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Будет использовать CEDengineerng

, когда потребуется дополнительная сертификация

.»

Томас Каппеллин, ЧП

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и поставили

Me, за что я заплатил — много

! » для инженера». 0004

Хорошо расположено. «

Глен Шварц, P.E.

Нью -Джерси

Вопросы были подходящими для уроков, а материал урока —

.

для дизайна дерева.»

Брайан Адамс, ЧП

Миннесота

0004

Роберт Велнер, ЧП

Нью -Йорк

«У меня был большой опыт, когда я получил прибрежное строительство — проектирование

Курс и

High Рекомендуется его.»

Денис Солано, ЧП

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики штата Нью-Джерси были очень

хорошо подготовлено. Мне нравится возможность загрузить учебный материал до

Обзор везде и

всякий раз, когда ». Сохраняйте широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, ЧП

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.»

Тайрон Бааш, ЧП

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были наводящими и демонстрировали понимание

материала. Тщательный

и всеобъемлющий. «

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

» Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложил курс, что 9000 9000 2 моя линия

работы. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова.»

Анджела Уотсон, ЧП

Монтана

«Простота в исполнении. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата.»

Кеннет Пейдж, ЧП

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о нагревании воды с помощью солнечной энергии.

Луан Мане, ЧП

Conneticut

«Мне нравится подход, позволяющий зарегистрироваться и иметь возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернуться, чтобы пройти тест.»

Алекс Млсна, ЧП

Индиана

«Я оценил количество информации, предоставленной для класса. Я знаю

Это вся информация, которую я могу

Использование в реальных жизненных ситуациях. «

Натали Дриндер, P.E.

South Dakota

курс.»0004

«веб -сайт прост в использовании, вы можете загрузить материал для изучения, затем вернуться

и пройти тест. .»

Майкл Гладд, ЧП

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет. »

Деннис Фундзак, ЧП

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать сертификат PDH

. Спасибо, что сделали этот процесс простым.»

Фред Шайбе, ЧП

Висконсин

«Положительный опыт. Быстро нашел курс, который соответствует моим потребностям, и закончил

PDH за один час за

Один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

» Мне нравилось загрузить документы для рассмотрения контента

и Sutabke Doblobabit.

наличие для оплаты

материалов.»

Richard Wymelenberg, P.E.0005

«Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками.»

Дуглас Стаффорд, ЧП

Техас

«Всегда есть место для улучшения, но я не могу придумать ничего в вашем

процессе, который нуждается в

улучшении. »

Томас Сталкап, ЧП

Арканзас

«Мне очень нравится удобство прохождения онлайн-викторины и немедленного получения сертификата

.»

Марлен Делани, ЧП

Иллинойс

«Обучающие модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по

многим различным техническим областям

3 за пределами

40003 Специализация собственной работы Без

.

Двигатели можно классифицировать по расположению и типу используемой системы клапанов
(рис. 2.31) С впускными и выпускными клапанами, расположенными на одной стороне цилиндра, поперечное сечение
вид будет L-образным. Поэтому такой тип расположения клапанов называется двигателем с L-образной головкой или двигателем с плоской головкой
. Клапаны в этом случае приводятся в действие одним распределительным валом. Это относительно простое и надежное устройство, но конструкция имеет два недостатка. Он не может достичь высокой степени сжатия
и вызывает большее загрязнение, поскольку его выхлопные газы содержат большое количество HC
и CO. Причина в том, что поверхности камеры сгорания большие и относительно холодные. Этот
предотвращает сгорание слоев топливно-воздушной смеси вблизи этих поверхностей. Если по одному клапану на каждые
используется сторона цилиндра, как модификация вышеуказанного устройства, он называется двигателем
с Т-образной головкой, и в устройстве используются два распределительных вала для работы клапанов.
Большинство современных автомобильных двигателей имеют оба клапана в головке блока цилиндров. Это снижает стоимость блока цилиндров
и обеспечивает лучшее дыхание двигателя за счет большого впускного отверстия на одной стороне головки
и большого выпускного отверстия на другой стороне. Головка представляет собой крупную сложную отливку
, в которой предусмотрены отверстия для портов клапанов, охлаждающей жидкости, исполнительных устройств клапанов и смазки. Добавлено 9Стоимость и сложность головки блока цилиндров 1447 компенсируются сниженной стоимостью блока, а
— дополнительными характеристиками, обеспечиваемыми улучшенным дыханием двигателя. Этот тип двигателя называется двигателем
с I-головкой или верхним расположением клапанов (OHV). Также были произведены двигатели с комбинированными характеристиками двигателей L-образной и
I-образной головок.

Рис. 2.31. Устройство клапанов.
Когда один клапан находится в головке, а другой клапан находится в блоке, это называется F-образной головкой 9Двигатель 1447. В этой схеме используется один распределительный вал. Это имеет много преимуществ и недостатков двигателей как с L-образной, так и с I-образной головкой. Двигатель F-head был выпущен ограниченным тиражом
.
Модификация двигателя с двутавровой головкой включает в себя третий малый клапан, расположенный со свечой зажигания
в предкамере сгорания, соединенной проходом с камерой сгорания. Во время такта впуска
через малый клапан подается богатая топливная смесь, а через нормальный впускной клапан
бедная смесь. При сжатии при закрытых клапанах часть смеси составляет
отодвинули обратно в камеру предварительного сгорания. Воспламенение происходит легко в богатом заряде, расположенном
в камере предварительного сгорания. Горячие горючие газы устремляются из камеры предварительного сгорания
в тощую смесь в основной камере сгорания, воспламеняя ее. Таким образом, в двигателе может сжигаться очень бедная смесь
, чтобы свести к минимуму выбросы
. Двигатели этого типа называются двухцилиндровыми двигателями
с многослойным наддувом.
В двутавровом двигателе с клапанами в головке распредвал
обычно расположен в блоке. 9Альтернативное расположение 1447 в некоторых двигателях заключается в том, что распределительный вал
расположен над клапанами на головке.
Это называется двигателем с верхним расположением распредвала. Когда распределительный вал
расположен в блоке, верхние клапаны
приводятся в движение через подъемник, толкатель и узел коромысла
. Когда распределительный вал находится в положении

Рис. 2.32. Расположение распределительного вала.
, установленные на головке, клапаны приводятся в действие кулачковым толкателем определенного типа. Расположение
показано на рис. 2.32.
. На рис. 2.23 показан двигатель с двутавровой головкой V. На рис. 2.34 показан двигатель с головкой F,
, в котором впускные клапаны расположены в головке, а выпускные — в блоке. Шестицилиндровый двигатель
с плоской головкой показан на рис. 2.35. Рядный шестицилиндровый двигатель с верхним расположением клапанов показан на рис. 2.36.
Расположение верхнего распределительного вала показано на рис. 2.37.

Рис. 2.33. Двутавровый V-образный двигатель.

Рис. 2.34. F-образный двигатель.

Рис. 2.36. Рядный шестицилиндровый двигатель OHV.
Основные преимущества двигателей с боковым расположением клапанов:
(a) Общая высота двигателя может быть небольшой.
(b) Менее сложное литье головки.
(c) Двигатель с боковым расположением клапанов обычно сохраняет свою «настройку» дольше, чем узел с верхним расположением клапанов, и
демонстрирует большую устойчивость к топливу.

(d) Для работы клапанов не требуются толкатели, коромысла и т. д., поэтому
движущихся частей меньше.
(e) Специальный шток клапана, масляные уплотнения не требуются.

Рис. 2.37. Двигатель с верхним расположением распредвала.
С другой стороны, двигатель с верхним расположением клапанов имеет следующие основные преимущества:
(a) Более удобный доступ.
(6) Лучшая подача цилиндров, так как нагнетание газа происходит под действием силы тяжести, а порты
могут быть выполнены более удобной формы.
(c) Литье блока цилиндров менее сложное.
(d) Можно получить более высокую степень сжатия.
(e) Конструкция камеры сгорания может быть легко изменена по сравнению с двигателем с боковым расположением клапанов.
2.7.1.

Синхронизация клапанов

Клапаны открываются и закрываются очень медленно, чтобы обеспечить бесшумную работу в условиях высокой скорости
. Момент открытия и закрытия обоих клапанов регулируется конструкцией
кулачков на распределительном валу двигателя. На практике события четырехтактного цикла не начинаются и заканчиваются
точно в конце тактов. Для лучшего дыхания и выхлопа как впускной, так и выпускной клапаны
имеют периоды опережения, запаздывания и перекрытия. Эти раннее и позднее открытие и закрытие
событий могут быть представлены на диаграмме фаз газораспределения. Точки открытия и закрытия клапанов
по отношению к положениям поршня и коленчатого вала называются фазами газораспределения.
Опережение — это открытие клапана до того, как поршень достигнет ВМТ или НМТ.
Запаздывание — это закрытие клапана после достижения поршнем НМТ и закрытие или открытие
(в некоторых случаях) после достижения поршнем ВМТ. f
Перекрытие — это период, в течение которого оба клапана открыты.
Величина опережения или запаздывания при открытии или закрытии клапана и величина перекрытия зависят от
на конструкцию двигателя (особенно расположение портов, системы впуска и выпуска)
и требуемые характеристики двигателя. Точка открытия впускного клапана
и точка закрытия выпускного клапана зависят от следующих условий:
(а) Скорость потока выхлопных газов вдоль выпускного коллектора, которая в свою очередь
зависит от частоты вращения двигателя, открытия дроссельной заслонки , длину и диаметр выхлопной трубы
и ограничение потока в глушителе.
(b) Давление во впускных коллекторах, которое зависит от оборотов двигателя и
открытия дроссельной заслонки.
(c) Положение портов по отношению к камере сгорания и друг к другу.

Синхронизация впускного клапана.

В большинстве двигателей впускной клапан приоткрывается перед тем, как поршень
начинает опускаться вниз во время такта всасывания, и закрывается после того, как поршень
начинает движение вверх после завершения такта всасывания.
Это необходимо для открытия клапана
достаточно для полной индукции заряда. Впускной клапан
остается открытым до тех пор, пока поршень не достигнет точки
следующего хода вверх (такта сжатия) так
, что давление в цилиндре сравняется с давлением снаружи.
Этот период варьируется в разных конструкциях двигателей автомобилей
в пределах от 28 до 71 градуса поворота коленчатого вала
. На рис. 2.38 показаны данные синхронизации клапана
для впускного клапана типичного автомобильного двигателя
, где клапан начинает открываться на 5 градусов раньше 9 градусов. 1447 ВМТ, т.е. в течение 5 градусов такта выпуска,
остается открытым в течение 180 градусов нормального
такта всасывания и дополнительно в течение 45 градусов
начала такта сжатия. Это дает впускному клапану
полное открытие на 230 градусов вращения коленчатого вала
.

Синхронизация выпускного клапана.

Выпускной клапан открывается до завершения такта расширения. Благодаря этому газы
имеют выход для расширения, что устраняет
большую часть сгоревших газов, уменьшая
работу, которую должен совершить поршень на обратном ходе.
Это компенсирует потерю части силы
расширения из-за открытия выпускного клапана.
Однако клапан не следует открывать слишком рано.
Во время следующего хода вверх, т. е. такта выпуска,
оставшиеся газы вытесняются из выпускного
клапана. Газы немного сжаты и
некоторое количество сжатых выхлопных газов осталось в
зазор, когда поршень находится в ВМТ.