Для чего предназначена пружина клапана (2 видео)

Основными деталями, относящимися к клапанной группе, являются клапаны, изготовленные из прутковой жаропрочной хромистой стали способом высадки. Во избежание быстрого выгорания в условиях высоких температур и давлений, стержень и головка клапана производятся из разных сталей, затем соединяются между собой при помощи сварки. Фаской (рабочей поверхностью тарелки) клапан плотно прижат к седлу, которое запрессовано в блок цилиндров.

Клапанные пружины предназначены для закрытия клапана и возврата его на седло после того, как с него будет снята нагрузка распределительного вала. Кроме того, пружина клапана обеспечивает удержание клапана в закрытом положении, что обеспечивает плотную посадку клапана в седле. Благодаря этому механизму предотвращается разрыв кинематической связи между клапаном и передаточными деталями. В частности, это может произойти, когда двигатель работает на высоких оборотах. В случае, когда возникает риск, что клапан оторвется от толкателя, клапанные пружины возвращают клапан на седло.

Содержание

Клапанные пружины – виды и принцип воздействия на клапан
Пружина клапана
Вы здесь
Каталог
Функция клапанов в двигателе
Назначение пружины клапана
Виды клапанных пружин
Принцип действия пружины
Устройство, принцип работы и регулировка клапанного механизма двигателя
Устройство клапанного механизма
Особенности работы
Количество клапанов
Устройство привода
Стук при работе
Регулировка зазора
🎬 Видео

Видео:Про пружины клапановСкачать

Клапанные пружины – виды и принцип воздействия на клапан

Пружины клапанов бывают следующих видов:

симметричная клапанная пружина с неодинаковым шагом
ассиметричная клапанная пружина
сдвоенные пружины клапана

В симметричной пружине расстояние между кругами постоянно чередуется узким и широким шагом по всей длине. Ассиметричная пружина имеет узкий шаг с одной стороны и широкий – с другой.

Сдвоенные пружины состоят из двух частей:

При этом витки наружной и внутренней клапанных пружин имеют противоположную навивку.

Пружина клапана надевается на его стержень и закрепляется через опорную тарелку на его конце при помощи конических разрезных сухарей. В большинстве двигателей используется одна клапанная пружина, но есть агрегаты, где предусмотрены сдвоенные варианты. Например, двойные пружины и пружины с неодинаковым шагом нужны в качестве предохранителя в случаях, когда двигатель работает на высоких оборотах.

Усилием пружины клапан поджимается в направлении закрытия. В момент воздействия на него распределительного вала клапан передвигается вниз по внутренней части направляющей втулки клапана, которая расположена в головке цилиндров для открытия или закрытия выпускного канала.

Под воздействием перегрева напряжения пружин возвращение клапанов на свои сидения происходит с определенным запозданием, вследствие чего в двигателе возникает дребезжащий звук. В этом случае на автомобили ВАЗ, лучше установить новые пружины клапанов производства Димитровградского пружинного завода. В нашем ассортименте так же имеется пружина клапана КАМАЗ и других марок автомобилей.

Видео:Клапана и Пружины! Вес, Жесткость и Седло Клапана!Скачать

Пружина клапана

Видео:Это не учитывают при ремонте ГБЦ. Упругость пружины клапана.Скачать

Вы здесь

Каталог

Видео:Почему при ослабших пружинах клапанов идёт потеря мощности и увеличивается расход топлива?Скачать

Функция клапанов в двигателе

В двигательной системе автомобиля большую роль играют механизмы клапанной группы. От клапанов в цилиндре (впускных и выпускных) зависит правильная работа каналов, по которым движется газ и жидкость. Функция клапанов – обеспечивать надёжное закрытие каналов в то время, когда прохождение газов по ним не осуществляется, а также своевременное открытие.

Клапаны производятся путём высадки, материалом служит прутковая хромистая сталь, обладающая жаропрочными свойствами. Для усиления этих свойств и степени устойчивости к высокому давлению, головка механизма изготавливается из одной стали, а стержень – из другой, после чего их приваривают друг к другу.

Видео:Пружины клапанов: общие положение и факторы влияющие на параметры (часть 1)Скачать

Назначение пружины клапана

В составе клапана важна каждая деталь. Пружина служит закрытию клапана и его удержанию, плотному нахождению в седле. Когда нагрузка распределительного вала снимается, пружина возвращает клапан на седло. Её сбалансированное действие препятствует разрыву связи клапана с толкателем, который возможен, например, при высоких оборотах работы двигателя.

Читайте также: Как подобрать клапан избыточного давления при подпоре воздуха

Видео:Как и зачем замерять клапанные пружины.Скачать

Виды клапанных пружин

Пружины клапанов подразделяются на симметричные, ассимметричные и сдвоенные.

— Симметричная пружина. Отличительный признак – чередование широкого и узкого шага.

— Асимметричная пружина. Также имеет разный шаг, но он не чередуется по длине, а имеет различную ширину с разных сторон пружины.

— Сдвоенная пружина. Состоит из малой (внутренней) и большой (внешней) части. Навивка витков на большой и малой пружинах клапана идёт в противоположных направлениях.

Видео:Как правильно ставить пружину клапанаСкачать

Принцип действия пружины

Пружина поджимает клапан в сторону закрытия. Когда распределительный вал воздействует на клапан, происходит движение вниз по втулке с её внутренней стороны. Втулка находится в головке цилиндров и отвечает за положение канала выпускного клапана: открытое или закрытое. Пружина же надета на клапанный стержень и закреплена так называемыми разрезными сухарями на коне опорной тарелки клапана. Чаще всего в двигателе имеется одна пружина, но при работе на высоких оборотах агрегат может иметь сдвоенный вариант пружины или пружины с разным шагом.

Когда происходит перегрев или пружины работают неправильно, клапан с запозданием возвращается в седло. Дребезжание, исходящее из двигателя с такой проблемой, вызвано именно этой причиной, и указывает на необходимость замены пружины.

Компания ООО «ВАКА ГРУПП» предлагает высококачественные клапанные пружины, которые оптимально подойдут для бесперебойной работы клапана. Опытные специалисты помогут выбрать необходимую деталь согласно параметрам Вашей марки автомобиля и его особенностям.

Видео:сломалась пружина клапана L94Скачать

Устройство, принцип работы и регулировка клапанного механизма двигателя

Клапанный механизм является непосредственно исполнительным устройством ГРМ, который осуществляет своевременную подачу топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя и дальнейший выпуск отработавших газов. Ключевыми элементами системы являются клапаны, которые также обеспечивают герметичность камеры сгорания. Они испытывают большие нагрузки, поэтому к их работе предъявляются особые требования.

Видео:Теория ДВС: Таблица пружины клапановСкачать

Устройство клапанного механизма

Для работы обычного двигателя необходимо минимум два клапана на каждый цилиндр. Один впускной и один выпускной. Сам клапан состоит из стержня и тарелки (головка). Место соприкосновения тарелки с ГБЦ называю седлом. Впускные клапаны имеют больший диаметр тарелки, чем выпускные. Это обеспечивает лучшее наполнение камеры сгорания топливовоздушной смесью.

Устройство клапанного механизма

Весь клапанный механизм состоит из следующих основных элементов:

впускной и выпускной клапаны;
направляющие втулки (обеспечивают точное направление движения клапанов);
пружина (возвращает клапан в исходное положение);
седло клапана (место соприкосновения тарелки с корпусом);
сухари (два сухаря обеспечивают опорную поверхность для пружины и фиксируют всю конструкцию);
маслосъемные колпачки или маслоотражательные кольца (не дает маслу попасть в цилиндр);
толкатель (передает нажимное усилие от кулачка распредвала).

Кулачки на распределительном вале нажимают на клапаны. Их возврат в исходное положение обеспечивается за счет пружины. Пружина крепится на стержне с помощью сухарей и тарелки пружины. Для гашения резонансных колебаний на стержне могут устанавливаться не одна, а две пружины с разносторонней навивкой.

Направляющие втулки клапанов

Направляющая втулка представляет собой деталь цилиндрической формы. Она снижает трение и обеспечивает ровный и правильный ход стержня. В работе эти детали также подвергаются нагрузкам и воздействию температуры. Поэтому для ее изготовления применяются износостойкие и жаростойкие сплавы. Втулки выпускного и впускного клапанов несколько отличаются друг от друга в связи с разницей в нагрузках.

Видео:Пружины клапанов: самые распространённые варианты (часть 2)Скачать

Особенности работы

Клапаны постоянно подвержены воздействиям высокой температуры и давления. Это требует особого внимания к конструкции и материалам данных деталей. Особенно это касается выпускной группы, так как через них выходят горячие газы. Тарелка выпускного клапана в бензиновых двигателях может разогреваться до 800˚С – 900 ˚С, а в дизельных 500˚С – 700˚С. Нагрузка на тарелку впускного в несколько раз ниже, но и она достигает 300˚С, что также немало.

Читайте также: Насос с клапаном давления гур маз

Именно поэтому в их производстве применяются жаропрочные сплавы металлов, содержащие легирующие присадки. Также выпускные клапаны часто имеют полый стержень с натриевым наполнителем. Это делается для лучшей терморегуляции и охлаждения тарелки. Натрий внутри стержня плавится, течет и забирает часть тепла с тарелки и переносит его на стержень. Так можно избежать перегрева детали.

Клапанный механизм двигателя

На седле в процессе работы может образоваться нагар. Чтобы избежать этого, применяют конструкции, которые вращают клапан. Седло представляет собой кольцо из высокопрочных стальных сплавов, которое напрессовывается непосредственно на головку цилиндров для более плотного контакта.

Также для правильной работы механизма должен соблюдаться регламентированный тепловой зазор. От высоких температур детали расширяются, что может привести к неправильной работе клапана. Зазор выставляется между кулачками распредвала и толкателями путем подбора специальных металлических шайб определенной толщины или самих толкателей (стаканов). Если в двигателе применяются гидрокомпенсаторы, то зазор регулируется автоматически.

Слишком большой тепловой зазор, будет препятствовать полному открытию клапана, а следовательно, цилиндры будут менее эффективно наполняться свежим зарядом. Маленький зазор (или его отсутствие) не позволит клапанам закрыться до конца, что приведет к их прогару и снижению компрессии в двигателе.

Видео:Как просаживаются клапанные пружины...Скачать

Количество клапанов

В классическом варианте четырехтактному двигателю для работы достаточно иметь по два клапана на каждый цилиндр. Но к современным моторам предъявляются все большие требования по мощности, расходу топлива и экологичности, поэтому для них этого уже становится недостаточно. Поскольку чем больше клапанов, тем более эффективно происходит наполнение цилиндра свежим зарядом. В разное время на двигателях пробовались следующие схемы:

трехклапанные (впуск – 2, выпуск – 1);
четырехклапанные (впуск – 2, выпуск – 2);
пятиклапанные (впуск – 3, выпуск – 2).

Лучшее наполнение цилиндров и их очистка обеспечиваются при использовании большего числа клапанов на один цилиндр. Но при этом усложняется конструкция двигателя.

На сегодняшний день наиболее популярными являются моторы с 4 клапанами на цилиндр. Первые такие двигатели появились еще в 1912 году на автомобиле Peugeot Gran Prix. Тогда широкого применения данное решение не получило, но начиная с 1970 года начали активно выпускаться серийные автомобили с таким количеством клапанов.

Видео:Теория ДВС: Пружины клапановСкачать

Устройство привода

За правильную и своевременную работу клапанного механизма отвечает распределительный вал и привод ГРМ. Конструкция и количество распредвалов для каждого типа двигателя выбирается индивидуально. Деталь представляет собой вал, на котором выполнены кулачки определенной формы. Проворачиваясь, они оказывают давление на толкатели, гидрокомпенсаторы или коромысла и открывают клапана. Тип схемы зависит от конкретного двигателя.

Газораспределительный механизм

Распредвал находится непосредственно в головке блока цилиндров. Привод к нему идет от коленчатого вала. Это может быть цепная, ременная или зубчатая передача. Наиболее надежной является цепная, но она требует дополнительных конструктивных решений. Например, успокоитель для гашения вибрации цепи и натяжитель. Скорость вращения распределительного вала в два раза ниже, чем скорость вращения коленчатого вала. Так обеспечивается согласование их работы.

От количества клапанов зависит количество распределительных валов. Существует две основных схемы:

При наличии только двух клапанов достаточно одного распредвала. Вращаясь, он обеспечивает попеременное открытие впускного и выпускного клапанов. В наиболее распространенных четырехклапанных двигателях устанавливаются два распредвала. Один обеспечивает работу впускных, а другой выпускных клапанов. В двигателях с V-образных расположением цилиндров устанавливается четыре распредвала. По два на каждую сторону.

Читайте также: Регулировка клапанов уаз 469 за два приема карбюратор

Кулачки распредвала не толкают стержень клапана напрямую. Существует несколько типов “посредников”:

роликовые рычаги (коромысло);
механические толкатели (стаканы);
гидравлические толкатели.

Роликовые рычаги имеют более предпочтительную конструкцию. На гидротолкатель давят так называемые коромысла, которые качаются на вставных осях. Чтобы снизить трение на рычаге предусмотрен ролик, который контактирует непосредственно с кулачком.

В другой схеме используются гидравлические толкатели (компенсаторы зазора), которые расположены непосредственно на стержне. Гидрокомпенсаторы автоматически регулируют тепловой зазор и обеспечивают мягкую и менее шумную работу механизма. Это небольшая деталь состоит из цилиндра с поршнем и пружиной, каналов для масла и обратного клапана. Для работы гидротолкателя используется масло, которое подается из системы смазки двигателя. Более подробно про гидрокомпенсаторы можно прочитать в отдельной статье на нашем сайте.

Снятие стакана клапана магнитом

Механические толкатели (стаканы) представляют собой втулку, закрытую с одной стороны. Они устанавливаются в корпус ГБЦ и непосредственно передают усилие на стержень клапана. Основные их недостатки заключаются в необходимости периодической регулировки зазоров и стуке при работе на непрогретом двигателе.

Видео:Как подобрать ВЫСОТУ ПРУЖИНЫ КЛАПАНОВ Ваз. Упругость преднатяг клапанных пружинСкачать

Стук при работе

Основной неисправностью клапанов (не считая прогара) считается появляющийся стук на холодном или горячем двигателе. Стук на холодном двигателе исчезает после набора температуры. Когда они разогреваются и расширяются, тепловой зазор закрывается. Также причиной может стать вязкость масла, которое не поступает в нужном объеме в гидрокомпенсаторы. Загрязнение масляных каналов компенсатора также может вызывать характерный стук.

На горячем двигателе клапана могут стучать из-за низкого давления масла в системе смазки, загрязнения масляного фильтра или неправильного теплового зазора. Также следует учитывать естественный износ деталей. Неисправности могут быть в самом клапанном механизме (износ пружины, направляющей втулки, гидротолкателей и т.д.).

Видео:Преднатяг клапаных пружинСкачать

Регулировка зазора

Регулировку проводят только на холодном двигателе. Текущий тепловой зазор определяется специальными металлическими плоскими щупами разной толщины. Для изменения зазора на коромыслах имеется специальный регулировочный винт, который проворачивается. В системах с толкателями или регулировочными шайбами регулировка происходит путем подбора деталей нужной толщины.

Регулировка клапанов для механизма с коромыслами

Рассмотрим пошаговый процесс регулировки клапанов для двигателей с толкателями (стаканами) или шайбами:

Снимите клапанную крышку двигателя.
Проверните коленчатый вал так, чтобы поршень 1-го цилиндра находился в ВМТ. Если это сложно сделать по меткам, то можно выкрутить свечу и вставить в колодец отвертку. Ее максимальное перемещение вверх покажет мертвую точку.
С помощью набора плоских щупов измерьте зазор в приводе клапанов под теми кулачками, которые не нажимают на толкатели. Щуп должен иметь плотный, но не слишком свободный ход. Запишите номер клапана и величину зазора.
Проверните коленчатый вал на один оборот (360°) так, чтобы поршень 4-го цилиндра находился в ВМТ. Измерьте зазор под оставшимися клапанами. Запишите данные.
Проверьте, в каких клапанах зазор не попадает в допуск. Если такие имеются, то подберите толкатели нужной толщины, снимите распредвалы и установите новые стаканы. На этом процедура закончена.

Проверку зазора рекомендуется проводить каждые 50-80 тысяч километров пробега. Данные о стандартных зазорах можно найти в руководстве по ремонту автомобиля.

Величина допускаемого зазора для впускных и выпускных клапанов иногда может отличаться.

Правильно настроенный и отрегулированный газораспределительный механизм обеспечит ровную и плавную работу ДВС. Также это положительно скажется на ресурсе мотора и комфорте водителя.