Сколько клапанов в двигателе? Разберем редкие случаи

Сколько клапанов в двигателе? Разберем редкие случаи

Как то мне стало интересно, а сколько клапанов бывает в двигателе внутреннего сгорания. Ведь сейчас на рынке преобладают в основном версии с 8 и 16 клапанами. НО неужели никто и никогда не делал больше или наоборот меньше? Какие еще варианты были и почему они не пошли в массовое производство? Собственно об этом и пойдет сегодняшняя речь, как обычно будет интересно + полезное видео. Так что читаем – смотрим …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

• Пропускная способность и технические потери
• «8» и «16»
• 12 клапанный вариант
• 20 клапанный вариант
• 24 клапана, и такое бывает

В этом материале мы будет говорить именно про четырехтактный мотор, про двухтактные это немного другая тема. Стоит отметить, что вся система ГРМ (газо-распределительного механизма), очень важна для мотора. Кто и как только с ней не «игрался» чтобы увеличить ее работоспособность, но почему то сейчас пиком эволюции моторостроения считается вариант именно с 16-ю клапанами. В этом материале я вам расскажу про типы силовых агрегатов у которых было различное количество клапанов, и почему же они все были сняты с производства и не дошли до наших дней. ТО есть материал скажем познавательный, но он вам ответит на вопрос – «так, сколько же» и «почему»?

Пропускная способность и технические потери

Собственно задача ГРМ, и в частности клапанов одна – максимально быстро подводить воздушно топливную смесь и также максимально быстро ее отводить из блока цилиндров. Я думаю это понятно, и никаких сложностей не вызывает.

А как сделать так чтобы «смесь» быстрее подавалась? ДА вроде все просто, нужно увеличить диаметр отверстия!

Так думали и многие инженеры, на первых моторах клапана были достаточно большими, они закрывали большие проходы в головки блока цилиндров (которые шли на впускной и выпускной коллектора). Нужно отметить, что четырехтактные моторы были именно с 8 клапанами, это является как бы классической схемой.

Но большой клапан имеет большую инерцию и при высоких оборотах увеличивались механические потери. Ведь кулачку распределительного вала, нужно было толкать этот тяжелый механизм.

Затем их начали уменьшать. Да, потери снизились, но и пропускная способность также уменьшилась.

Как выйти из положения?

Начали увеличивать количество, то есть делать их миниатюрными, но больше. Так появились варианты с 12 – 16 – 20 и даже с 24 клапанами. НО опять же выжили только два, основных типа — это 8 и 16, то есть 2 и 4 клапана на цилиндр (если брать 4 цилиндровый мотор).

«8» и «16»

Как я писал выше – это считается классическая компоновка. Только второй вариант с «16» или 4–мя клапанами на цилиндр, является более производительным, мощность примерно на 15 – 20 л.с. больше.

Как этого добиваются? По сути, очень просто:

У 8-ми клапанного агрегата, один распределительный вал, который в себе объединяется и впуск и выпуск. То есть и те и другие кулачки, находятся на одном «стержне», если один открывает впуск, то второй находится в противоположном направлении и как бы не работает. Затем они меняются. Здесь небольшая цепь и по сути одна шестерня (или звездочка), фазовращатели на таких моторах применяются крайне редко.

То у 16-ти клапанного варианта, все намного сложнее, но эффективнее. Здесь есть два распределительных вала. Каждый вал работает под свою задачу — есть «впускной» (открывает впускные клапана) и есть выпускной (соответственно выпускные). Усилия распространяются равномерно на два вала, а не на один. Есть такое мнение, что здесь сам клапан немного меньше, чем у «оппонента с одним валом» — возможно, однако нужно сравнивать конкретные модели двигателя.

Зачастую на эти агрегаты устанавливают гидрокомпенсаторы, которые автоматически регулируют тепловой зазор (у восьми клапанного мотора, такое устанавливается крайне редко). ТО есть вам мне нужно регулировать клапана.

Смотрим полезное видео

В итоге из-за увеличенного количества впускных и выпускных отверстий, воздушно-топливная смесь быстрее поступает и быстрее отводится, причем нет излишних механических потерь. Нужно отметить, что на эти варианты зачастую устанавливают фазовращатели, что еще больше повышает эффективность. В итоге и прибавляется мощность в 15 – 20 л.с.

12 клапанный вариант

Их также было большое количество у различных производителей. Но одним из самых массовых, был силовой агрегат у Hyundai Accent. Однако дальше компания не стала его развивать. Наименование мотора от Hyundai – G4EB (были и другие модификации, но система ГРМ, одна и та же). На впуск идет здесь два клапана, на выпуск один. Причем здесь применяется один вал и есть гидрокомпенсаторы. Объем – 1,5 литра (90 л.с.).

Это один из вариантов таких силовых агрегатов, а так их было гораздо больше.

Причины снятия с производства в том — что большие механические потери, так как применяется один вал, с тремя кулачками на цилиндр. На выпуске один клапан — он не может эффективно отводить газы, в этом была большая проблема. 16 – клапанный вариант оказался эффективнее как по потреблению топлива, так и по мощности.

В итоге в 2002 году этот мотор убрали.

20 клапанный вариант

Такая компоновка, довольно часто применялась у компании AUDI, моделей моторов было выпущено огромное количество, от 1,8 литра, до 4,2 литра V8. Они получили аббревиатуру ALT (AUDI/VOLKSWAGEN). Сняли их с производства в 2001 – 2002 годах

Здесь применяется компоновка – пять клапанов на цилиндр. НА впуске их – «ТРИ» (также три кулачка на распределительном валу), а вот на выпуске – «ДВА». ТО есть, как вы догадались здесь используется два распределительных вала, причем один приводится ременной передачей, а второй цепной с фазовращателем. Были варианты и с гидрокомпенсаторами.

Опять же такими из-за сложности конструкции и механических потерь, которые не давали большую экономию и мощность по сравнению с 16-клапанным вариантом, их сняли с производства.

24 клапана, и такое бывает

И такое тоже бывало, а именно по 6 клапанов на цилиндр. Один из ярких примеров разработала их компания HONDA для своего мотоцикла, который работал – что удивительно по 4–х тактной схеме, кодовое обозначение NR500. Было это аж в 1979 году. Мотор был объемом всего 500 «кубиков» и имел овальные поршни.

Двигатель имел 4 поршня (кстати, на поршень шло аж два шатуна), его компоновка была V4.

В итоге раскручивался аж до 16 000 оборотов и выдавал до 100 л.с и это при 0,5 литра объема.

НО! Силовой агрегат получился очень тяжелым, сложным и дорогим, весил примерно на 20 килограмм больше, чем другие мотоциклетные моторы того времени. И в серию не пошел.

Также были разработки и у компании MASERATI, да много кто экспериментировал.

Если задаться вопросом — сколько клапанов в двигателе внутреннего сгорания, можно найти много интересных разработок, 10-ти или даже 20-30 летней давности, но не один вариант не дожил до наших времен, хотя бывало, что их достаточно много производили (вспомнить моторы ХЕНДАЙ и АУДИ).

Схема «8 – 16», оказалось самой живучей и самой правильной из всех. Хотя все больше старых моторов, которые строятся на 8 клапанах уходят в прошлое, просто потому что старые, не мощные и не экологичные. Я думаю что, в «конце-концов» останется только «16». НУ и далее уже электромоторы. Думаю, мой материал был вам интересен, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР

(8 голосов, средний: 4,88 из 5)

Что находится под капотом вашего автомобиля: Информация для начинающих водителей

Мат.часть для водителей-новичков- Что находится под капотом автомобиля

Для тех водителей, кто хочет начать самостоятельно обслуживать свой автомобиль и кому просто интересно расширить свой кругозор, жизненно важно начать свое знакомство и изучение машины с ее внутренностями и технологиями, которыми пронизано (напичкано) все подкапотное пространство автомобиля. Уважаемые читатели, в сегодняшней нашей как-бы лекции мы хотим ознакомить Вас с двумя типами двигателей иностранных марок машин. Первый из этих моторов многие из нас (вас) могли лицезреть и видеть лично в автомобилях из США. Второй же тип моторов распространился по всему миру и в 90-х годах стал очень популярным типом двигателей, один из которых вполне возможно установлен сегодня на вашем личном автомобиле.

Сразу же здесь хотим отметить, что та информация, с которой вы сегодня здесь ознакомитесь, носит как-бы общий характер, так как каждый из двигателей даже одного объёма, одного типа и одинакового технологического уровня всегда сугубо индивидуален, а порой даже может в значительной степени отличаться в своем технологическом плане от других таких же силовых агрегатов.

Что такое масляный щуп двигателя и где он расположен? Как можно проверит масло в коробке передач и что такое радиатор, как с ним обращаться и еще, где его можно обнаружить в подкапотном пространстве? В общем вам нужна вся та информация, без знания которой любой автовладелец просто не может носить достойное звание -«автомобилист».

Поэтому предлагаем Вам следующее, если вы в курсе всех вышеперечисленных терминов, то можете сразу пропустить данную статью и перейти к чтению другого нашего материала:

Ну а если Вы дорогие друзья только-что или недавно погрузились в мир автомобилей, то мы желаем вам приятного чтения. Надеемся, что вы откроете для себя что-то новое и еще не изведанное.

Новые открытия под капотом

Меры предосторожности при работе в подкапотном пространстве автомобиля. Вы, наверное все знаете, что автомобиль является на дороге средством повышенной опасности. Таковым он остается и в гараже, и на стоянке, и в других подобных местах. В машине сосредоточено огромное количество различных технических устройств, которые способны причинить человеку, залезшему внутрь под капот машины, реальные физические травмы.

Обо всех опасностях и мерах предосторожности при работе в подкапотном пространстве мы подробно писали уже в своей статье: «Безопасность при ремонте автомобиля». Сегодня мы предлагаем Вам ознакомиться со следующими позициями, а именно: -Как избежать поражения электрическим током, как защититься от ядовитых технических жидкостей и не получить механических травм во время проведения технического обслуживания своего любимого автомобиля.

Описанные в нашей статье меры предосторожности в основном подходят для глубокого ремонта автомашины. В нашем же сегодняшнем случае по визуальному изучению подкапотного пространства и поверхностной ревизии состояния механических частей, стоит придерживаться друзья нескольких простых и понятных для автомобилистов (надеемся) инструкций.

1. Любые манипуляции под капотом, а именно, проверка уровня масла, тормозной жидкости, износа приводных ремней и так далее, ОБЯЗАТЕЛЬНО должны проводиться при ВЫКЛЮЧЕННОМ двигателе! Единственным исключением из правил является, проверка уровня масла в коробке переключения передач. На некоторых моделях автомобилей производитель рекомендует проводить проверку уровня масла на работающем двигателе. Об этом мы вам расскажем чуть ниже.

2. Избегайте контакта с высоковольтными проводами. Если это является обязательным условием проведения инспекции под капотом (проверка состояния изоляции проводов), то есть, сначала отсоедините отрицательный (минусовой) кабель от аккумуляторной батареи (обозначен знаком «-»).

3. Так же при работе под капотом не одевайте на себя свободную одежду. А женщинам с длинными волосами мы советуем собрать волосы в пучок, чтобы не испачкать их об элементы двигателя в автомобиле.

Какой тип двигателя находится под капотом вашего автомобиля?

Автомобильный двигатель — это устройство преобразующее внутри создающуюся энергию в механическую работу, которая приводит машину в движение. Несмотря на все многообразие видов топлива и типов моторов, основное распространение в мире получили силовые агрегаты работающие на бензине и дизельном топливе. На примере этих ДВС (двигателей внутреннего сгорания) мы и покажем вам устройство моторов.

ДВС (двигатели) можно разделить на два типа. Одни располагаются продольно, то есть, в них цилиндры расположены вдоль центральной оси автомобиля.

Другие моторы расположены поперечно, в них цилиндры идут вдоль полуосей колес, слева направо.

В свою очередь эти типы двигателей чаще всего разделяются на рядные и V-образные. Количество цилиндров может варьироваться от 4 и до 12 цилиндров. Схематически V-образный мотор выглядит следующим образом:

Приступим с вами к визуальному изучению подкапотного пространства автомобиля с продольным расположением мотора.

V-образный 8-ми цилиндровый мотор с двумя рядами цилиндров, которые развалены (разнесены) по правую и левую сторону от центральной оси двигателя, т.е. по четыре цилиндра с каждой стороны. Отсюда его обозначение- «V». Поршни при помощи шатунов крепятся непосредственно к коленчатому валу, на который уходит сам крутящий момент при рабочем ходе поршней. Знакомьтесь друзья — Американсий 454-й двигатель,- это большой, объемный мотор с литражом в 7.4 литра. Такие гиганты сейчас практически уже не производят и даже на родине в США. Тем не менее, на этот мотор интересно будет посмотреть в образовательных целях.

От своих V-образных и рядных собратьев из Европы он отличается лишь наличием устаревшей карбюраторной системы, а также воздушным фильтром в верхней части силового агрегата и достаточно расточительным объемом, №5 в таблице; (такие же «кастрюли» можно обнаружить под капотом классических «Жигулей» и старых автомобилей из Старого Света 80 и 90-х годов). В остальном схематика и расположение навесного оборудования всей системы мотора схожи с современными.

На фото ниже, цифрами обозначены элементы и системы двигателя, эти цифры соответствуют самому описанию ниже.

Классический американский V8 454-й мотор

1 Бачок радиатора (расширительный бачок системы охлаждения).

2 Бачок гидроусилителя рулевого управления (при необходимости жидкость ГУР заливается сюда. Читайте инструкцию эксплуатации автомобиля).

3 Бачок тормозной жидкости (проверка уровня и дозалив жидкости проводится через него. Следите за метками на бачке, если жидкость ушла ниже минимума, залейте до необходимого уровня. Уровень будет указан в инструкции по эксплуатации автомобиля).

4 Масляный щуп трансмиссии.

5 Воздушный фильтр (металлическая «кастрюля» над карбюратором- это корпус воздушного фильтра. Старая схема. В современных инжекторных машинах фильтр вынесен отдельным блоком).

6 Один из двух блоков предохранителей (второй находится в салоне автомобиля).

*Примечание. Мы использовали фотографию классического V8 двигателя Американского производства. В вашем конкретном случае, такая картинка под капотом может разительно отличаться от других, особенно на современных автомобилях, где двигатель может быть полностью закрыт пластиковой крышкой.

Примеры двигателей продольного расположения:

BMW M3

Volkswagen Touareg

Range Rover Sport

Проверка уровня масла в коробке переключения передач:

Вариант №1. Масляный щуп коробки передач. Обычно в переднеприводных автомобилях трансмиссионный щуп расположен слева по ходу движения машины, им измеряют уровень масла в (А)КПП.

Для проверки уровня трансмиссионного масла надо поставить автомобиль на ровную поверхность, переключить автоматическую КПП в режим «P» (Паркинг), заглушить двигатель. Проверьте уровень масла в коробке, вытянув щуп из гнезда.

Большинство эксплуатационных инструкций советуют водителям проводить такую проверку на прогретом автомобиле. А некоторые автопроизводители даже настаивают на проверке уровня трансмиссионки при работающем двигателе. Уровень масла должен быть между отметками- min и max*.

*Чтобы точнее определить уровень масла, специалисты советуют проводить проверку несколько раз в интервале нескольких дней. Два — три раза, в течение трех — четырех дней.

При недостаче масла немедленно обратитесь к специаластам.

Вариант №2. Если щупа нет, то уровень масла в коробке можно проверить только через контрольную пробку. Начинающему механику эту процедуру делать не стоит. Доверьтесь профессионалам на станции технического обслуживания (СТО).

Теперь давайте взглянем с вами под капот автомобиля с поперечным расположением мотора.

Для примера нами был представлен силовой агрегат 1996 года выпуска. Объем данного мотора равен 2.5 литрам, шесть цилиндров, рядное расположение, 24 клапана, что означает, что в двигателе используется по два клапана на впуск и на выпуск на каждый из шести цилиндров. Приводные ремни расположены справой стороны по ходу движения машины.

2.5 литра, 6 цилиндров, 24 клапана

1 Бачок радиатора.

2 Бачок гидроусилителя рулевого управления.

3 Бачок тормозной жидкости.

4 Масляный щуп трансмиссии.

5 Воздушный фильтр.

Внимательные читатели возможно сразу заметили, что в подкапотном пространстве отсутствует АКБ (аккумуляторная батарея) и это чистая правда, ее здесь нет. Она находится в салоне автомобиля. Относительно нераспространенная практика, но об этом стоит друзья знать. Вдруг вам придется менять аккумулятор, а вы его найти не сможете.

Самые распространенные места установки АКБ это багажник или под задним сидением автомобиля. На некоторых современных моделях машин таких аккумуляторных батарей может быть несколько, то есть, один аккумулятор располагается спереди под капотом, а второй небольшой, вспомогательный, может находиться непосредственно в багажнике. Интересно, что на одних и тех же моделях автомобилей в разных комплектациях аккумуляторы могут находиться тоже в разных местах. Вот например, у модели Mercedes-Benz W124 с дизельным 2.5 литровым мотором этот АКБ располагается под капотом, тогда как у такой же модели ,но с другими уже двигателями, аккумулятор устанавливался прямо в багажник.

Но на этом автопроизводители не останавливаются. На некоторых моделях машин Крайслер АКБ (аккумулятор) можно было обнаружить перед левым передним колесом..(!) Для доступа к батарее нужно было вывернуть передние колеса машины максимально влево и только тогда в колесной арке можно было обнаружить съемную панель за которой скрывается АКБ (аккумулятор).

Эта информация вам пригодится

Дочитали до конца друзья? Как прошло первое виртуальное знакомство с автомобилем? Возможно думаете, что все очень сложно и непонятно? Не беспокойтесь, все когда-то с этого начинали. Изучение данной темы и практика в последующем дадут свои положительные плоды. Вы научитесь самостоятельно обслуживать свой автомобиль. Сначала это будет простая проверка уровня жидкостей, инспекция общего состояния двигателя и его агрегатов, а далее прийдет все остальное. Вы научитесь определять различные течи, состояние автомобильных шлангов, простейшие технические поломки, например, как незатянутые клеммы в АКБ или ослабшие хомуты. Дальше больше и все больше, в итоге вы глазом не успеете моргнуть, как научитесь самостоятельно менять масло в двигателе, в коробке передач и менять тормозные колодки. Кто знает, может обслуживать автомобиль вам так понравится, что вы научитесь сами перебирать двигатель и подвеску? Все друзья в ваших руках.

А до тех пор, если у вас есть к этому интерес, начинайте штудировать и изучать эксплуатационные инструкции к автомобилям, читайте форумы и попросите опытного товарища показать вам основы обслуживания машины на примере вашего личного автомобиля.

Помните о том, что необходимо регулярно проверять в машине уровень технических жидкостей, а именно: -моторное масло, масло в гидроусилителе рулевого управления, а при необходимости инспектировать уровень масла в КПП. Не забывайте посматривать и за температурой охлаждающей жидкости, так как двигатели крайне не любят перегрева. Следите за правильным давлением в шинах, за сход-развалом (желательно проверять схождение-развал раз в полгода) и за зарядкой аккумулятора (в идеале меняйте аккумулятор на новый раз в три года).

Совет: При замене АКБ (аккумулятора) сначала снимается отрицательная (минусовая) клемма, затем положительная (плюсовая). Ставятся клеммы обратно в аналогично-ассеметричном порядке, т.е., сначала плюсовая к плюсу, а потом минусовая к минусу.

Заведите себе журнал, в который будут вноситься все проведенные вами работы по машине. Отмечайте в нем при каком пробеге эти работы были выполнены. Ведь только при регулярном и правильном обслуживании ваш автомобиль прослужит долго и будет приносить вам в основном только радость, а не разочарование от внезапных и непредвиденных поломок.

В чем преимущество четырехклапанных цилиндров

Как то мне стало интересно, а сколько клапанов бывает в двигателе внутреннего сгорания. Ведь сейчас на рынке преобладают в основном версии с 8 и 16 клапанами. НО неужели никто и никогда не делал больше или наоборот меньше? Какие еще варианты были и почему они не пошли в массовое производство? Собственно об этом и пойдет сегодняшняя речь, как обычно будет интересно + полезное видео. Так что читаем – смотрим …

В этом материале мы будет говорить именно про четырехтактный мотор, про двухтактные это немного другая тема. Стоит отметить, что вся система ГРМ (газо-распределительного механизма), очень важна для мотора. Кто и как только с ней не «игрался» чтобы увеличить ее работоспособность, но почему то сейчас пиком эволюции моторостроения считается вариант именно с 16-ю клапанами. В этом материале я вам расскажу про типы силовых агрегатов у которых было различное количество клапанов, и почему же они все были сняты с производства и не дошли до наших дней. ТО есть материал скажем познавательный, но он вам ответит на вопрос – «так, сколько же» и «почему»?

Пропускная способность и технические потери

Собственно задача ГРМ, и в частности клапанов одна – максимально быстро подводить воздушно топливную смесь и также максимально быстро ее отводить из блока цилиндров. Я думаю это понятно, и никаких сложностей не вызывает.

А как сделать так чтобы «смесь» быстрее подавалась? ДА вроде все просто, нужно увеличить диаметр отверстия!

Так думали и многие инженеры, на первых моторах клапана были достаточно большими, они закрывали большие проходы в головки блока цилиндров (которые шли на впускной и выпускной коллектора). Нужно отметить, что четырехтактные моторы были именно с 8 клапанами, это является как бы классической схемой.

Читайте также: Газовое оборудование на карбюраторный двигатель схема подключения

Но большой клапан имеет большую инерцию и при высоких оборотах увеличивались механические потери. Ведь кулачку распределительного вала, нужно было толкать этот тяжелый механизм.

Затем их начали уменьшать. Да, потери снизились, но и пропускная способность также уменьшилась.

Как выйти из положения?

Начали увеличивать количество, то есть делать их миниатюрными, но больше. Так появились варианты с 12 – 16 – 20 и даже с 24 клапанами. НО опять же выжили только два, основных типа — это 8 и 16, то есть 2 и 4 клапана на цилиндр (если брать 4 цилиндровый мотор).

Назначение и особенности устройства

Назначение клапана, открывать и закрывать отверстия в головке блока цилиндров для выпуска отработанных газов либо впуска новой рабочей смеси. К основным элементам детали относятся головка и стержень. Переход от стержня к головке служит для плавного отвода газов, чем он плавней, тем лучше будет наполнение, либо очистка камеры сгорания.

Отработанные газы, выходя из камеры сгорания, создают сильное избыточное давление, а чем меньше площадь тарелки клапана, тем меньшие нагрузки он испытывает, вот почему выпускной клапан двигателя делается меньшего диаметра, а требования к нему выше. Так, при работе, головка выпускного клапана нагревается до 800-900.°С на бензиновых двигателях и до 500-700°С на дизельных моторах, впускной, нагревается до 300°С.

Именно по этим причинам при изготовлении выпускных клапанов нужны сплавы и материалы, обладающие повышенной жаропрочностью и содержащие большое количество легирующих присадок. Клапана делают из 2-х частей: головку из жаростойкого материала, стержень из углеродистой стали. Для изготовления клапана ДВС эти заготовки сваривают и шлифуют.

Выпускные клапана, в месте контакта с цилиндром, покрывают твёрдым сплавом. Толщина сплава порядка 1,5-2,5 мм. Такое покрытие позволяет избежать коррозии.

По причине меньших нагрузок при изготовлении впускных клапанов используют хромистые или хромоникелевые стали со средним содержанием углерода. При вводе рабочей жидкости в камеру сгорания, топливо отводит часть температуры от клапана и его составляющих, из-за чего температурные перепады у него ниже.

На эффективность работы клапана большое влияние оказывает его форма. Чем более она обтекаемая, тем выше скорость входящего или выходящего заряда смеси. Чаще всего головку клапана делают плоской, для облегчения изготовления детали, удешевления её производства и сохранения жёсткости.

Однако, в двигателях, испытывающих повышенные нагрузки, например, форсированных, в связи со спецификой самого двигателя применяют впускные клапана с вогнутыми головками. Такое устройство уменьшает массу детали и инерционную силу, возникающую при работе.

Стыковка клапана с седлом осуществляется по тонкому ободку на поверхности головки цилиндров — фаске. Стандартный угол наклона фаски впускных клапанов составляет 45°, у выпускных 45° или 30°. При изготовлении головок цилиндра фаски шлифуют, а затем, при установке клапана, каждый притирают к седлу. Ширина ободка должна быть не менее 0,8мм.

Читайте также: Как часто менять моторное масло в двигателе

Ободок не должен прерываться по всему периметру окружности тарелки клапана. Сочленение между клапаном и седлом нужно уплотнить наверняка, вот зачем угол фаски клапана, по наружной стороне фаски, делают меньше угла седла на 0,5-1°.

В некоторых двигателях, для большей сохранности изделия, применяют устройство принудительного вращения клапана. В процессе работы на фасках откладывается нагар, нарушается уплотнение, появляются механические повреждения, это резко снижает эффективность работы мотора. Проворачиваясь, клапан ДВС распределяет нагрузку равномерно по всей поверхности фаски и принудительно очищает ее.

После фаски головки, у клапана имеется специальный поясок, в виде цилиндра. Эта конструктивная особенность позволяет уберечь его от перегрева и обгорания, а так же делает головку более жёсткой. Кроме того, при притирке, диаметр клапана остаётся прежним.

Пружинное стопорное кольцо предотвращает падение клапана в камеру сгорания двигателя, в случае, если элементы крепления хвостовика поломаются.

При соприкосновении с кулачком распределительного вала, или коромыслом, торцы клапана подвергаются большим нагрузкам. Поэтому для предания им жёсткости и износостойкости, их закаливают, или надевают на них специальные колпачки из высокопрочных сплавов.

Впускные клапана снабжают специальными резиновыми маслосъёмными колпачками, для предотвращения попадания через зазор масла в камеру сгорания в период такта впуска.

Выпускные клапана, работая в экстремальных температурных режимах, могут заклинить в отверстии направляющей втулки. Что бы этого не произошло, их стержни делают меньшего диаметра вблизи головки, по сравнению с поверхностью на остальной длине.

Сухарики, удерживающие клапанные пружины, держатся за сам клапан при помощи крепления, обеспеченного выточками.

Диаметр стержня выпускных клапанов больше диаметра стержня впускных, головка клапана — меньше. Такой конструктивный приём позволяет отвести от клапана больше тепла и понизить его температуру. Однако этот приём увеличивает сопротивление потока газов, делая очистку камеры сгорания менее эффективной. При расчётах, этот параметр сложно узнать, поэтому им пренебрегают, считая давление при выпуске большим, чем давление при впуске, что компенсирует недостаток с лихвой.

Для увеличения эффекта охлаждения выпускного клапана внутри его делают пустотелым. Пустое пространство заполняют металлом с низкой температурой плавления, обычно жидким натрием. Нагреваясь от головки клапана, пары жидкого натрия поднимаются в верхнюю, боле холодную часть, забирая большую часть тепла с собой. Там они соприкасаются с менее нагретой частью стержня и отдают тепло ей.

«8» и «16»

Как я писал выше – это считается классическая компоновка. Только второй вариант с «16» или 4–мя клапанами на цилиндр, является более производительным, мощность примерно на 15 – 20 л.с. больше.

Как этого добиваются? По сути, очень просто:

У 8-ми клапанного агрегата, один распределительный вал, который в себе объединяется и впуск и выпуск. То есть и те и другие кулачки, находятся на одном «стержне», если один открывает впуск, то второй находится в противоположном направлении и как бы не работает. Затем они меняются. Здесь небольшая цепь и по сути одна шестерня (или звездочка), фазовращатели на таких моторах применяются крайне редко.

Читайте также: Промывки LiquiMoly для двигателей внутреннего сгорания

То у 16-ти клапанного варианта, все намного сложнее, но эффективнее. Здесь есть два распределительных вала. Каждый вал работает под свою задачу — есть «впускной» (открывает впускные клапана) и есть выпускной (соответственно выпускные). Усилия распространяются равномерно на два вала, а не на один. Есть такое мнение, что здесь сам клапан немного меньше, чем у «оппонента с одним валом» — возможно, однако нужно сравнивать конкретные модели двигателя.

Зачастую на эти агрегаты устанавливают гидрокомпенсаторы, которые автоматически регулируют тепловой зазор (у восьми клапанного мотора, такое устанавливается крайне редко). ТО есть вам мне нужно регулировать клапана.

Смотрим полезное видео

В итоге из-за увеличенного количества впускных и выпускных отверстий, воздушно-топливная смесь быстрее поступает и быстрее отводится, причем нет излишних механических потерь. Нужно отметить, что на эти варианты зачастую устанавливают фазовращатели, что еще больше повышает эффективность. В итоге и прибавляется мощность в 15 – 20 л.с.

Клапан

Клапан – деталь газораспределительного механизма. Клапанный механизм (механизм привода клапанов) является составной частью газораспределительного механизма (ГРМ).

ГРМ бывает нижнеклапаннымм и верхнеклапаннымм. Современные силовые агрегаты повсеместно имеют верхнее расположение клапанов.

Клапан реализует прямую подачу в цилиндры определенной порции топливно-воздушной смеси или только воздуха, а также осуществляет выпуск отработавших газов. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания для нормальной работы требуется не менее двух клапанов на один цилиндр.

Клапаны бывают двух видов, что зависит от их прямой функции:

• впускной клапан;
• выпускной клапан;

Сегодня на современные моторы устанавливаются клапаны тарельчатого типа, которые имеют стержень. Устройство клапана включает в себя так называемую тарелку клапана. Наиболее распространенная конструкция ДВС получила клапаны, которые находятся в головке блока цилиндров (ГБЦ). То место, где клапан контактирует с ГБЦ, получило название седло клапана. Седло клапана ДВС стальное или чугунное, запрессовано в головку блока цилиндров.

Максимально качественное наполнение цилиндра двигателя топливно-воздушной смесью или воздухом требует того, чтобы диаметр тарелки впускного клапана был больше, чем у выпускного клапана. Впускные и выпускные клапаны имеют определенные отличия по этой причине. Впускной клапан зачастую получает больший диаметр своей тарелки. Это сделано для того, чтобы улучшить наполнение цилиндров топливно-воздушной смесью или только воздухом.

Что касается выпускного клапана, в увеличении диаметра его тарелки необходимость также присутствует. Это необходимо для лучшей очистки цилиндров от продуктов сгорания. Отметим, что размер тарелки впускного и выпускного клапанов ограничен размерами самой камеры сгорания, которая изготовлена в ГБЦ. Качественное наполнение цилиндров и очистка реализуются не путем увеличения диаметра тарелки одного клапана, а путем установки большего количества клапанов на один цилиндр.

Клапаны ДВС в процессе работы мотора испытывают серьезные механические и тепловые нагрузки. По этой причине их изготавливают из особых жаростойких и износостойких металлических сплавов. Кромка тарелки клапана может быть усиленной, иногда сама тарелка усиливается при помощи керамического напыления. Что касается стержня, то для впускного клапана предусмотрен цельнометаллический стержень. Выпускной клапан имеет полый стержень, дополнительно получает натриевое наполнение для улучшения охлаждения тарелки клапана.

Повышенное внимание уделяется вопросу охлаждения именно выпускных клапанов, особенно для производительных силовых агрегатов. Выпускные клапана подвержены тепловой нагрузке намного больше впускных. Как уже было сказано, клапаны в таких моторах имеют полый стержень, который внутри наполнен натрием. Такое решение является эффективным способом охлаждения. Указанный натрий при выходе мотора на рабочую температуру плавится внутри полого стержня клапана, а затем в расплавленном виде течет. Так осуществляется перенос избытков тепла от разогретой тарелки клапана к его стержню.

Место прилегания тарелки клапана к блоку называется фаской. Для того чтобы фаска не страдала от скопления нагара, а также было реализовано равномерное распределение тепла, в конструкции клапанного механизма используются решения для вращения (проворачивания) клапана в процессе работы ДВС.

Современное устройство наиболее распространенного двигателя предполагает схему с четырьмя клапанами, что означает наличие двух впускных и двух выпускных клапанов на каждый отдельный цилиндр. В момент открытия (клапан опускается) впускного клапана образуется кольцевой проход. Через этот проход между тарелкой клапана и седлом клапана в цилиндр попадает топливно-воздушная смесь или только воздух. От площади проходного сечения будет зависеть эффективность наполнения цилиндра, что далее влияет на показатели производительности при рабочем ходе поршня.

Могут также встречаться двухклапанные, трехклапанные и пятиклапанные схемы устройства ГРМ. В первом случае используется только один впускной и один выпускной клапан на цилиндр. Для трехклапанных схем характерно наличие двух впускных и одного выпускного клапана. Схема на пять клапанов означает, что стоят три впускных и два выпускных клапана. Количество клапанов на цилиндр зависит от общего размера камеры сгорания конкретного двигателя, реализации привода клапанов, степени форсировки мотора, а также ряда других факторов.

Открытие клапана реализовано при помощи нажатия на клапанный стержень. За открытие отвечает привод клапана. Указанный привод обеспечивает передачу усилия от распределительного вала (распредвала). В современных двигателях используются две базовые схемы привода клапанов: привод посредством гидравлических толкателей клапана и реализация привода при помощи роликовых рычагов.

Закрытие клапана в процессе работы ДВС осуществляется при помощи специальной пружины определенной жесткости. Жесткость такой пружины должна быть ограниченной, чтобы не создавать больших ударных нагрузок на седла клапанов. Сила воздействия пружины заставляет тарелку клапана герметично перекрывать впускной или выпускной канал. Пружина клапана крепится на стержне посредством тарелки клапанной пружины и сухарей. Во время работы мотора, особенно под нагрузкой, могут возникать резонансные колебания на клапанах. Для устранения этого нюанса могут быть установлены сразу две клапанные пружины с разнонаправленными витками.

Жесткость таких пружин меньше по сравнению с решениями, которые получили только по одной пружиной. Использование двух пружин подразумевает то, что они навиты в разные стороны. Это сделано для предотвращения заклинивания клапана в результате поломки одной пружины. Так инженеры исключили риск попадания витков одной пружины клапана между витками другой. Для уменьшения трения клапанный механизм конструктивно имеет вышеупомянутые ролики (роликовый рычаг), которые находятся на толкателях и рычагах привода клапанов.

Источник https://avto-blogger.ru/dv/skolko-klapanov-v-dvigatele.html

Источник https://1gai.ru/baza-znaniy/poleznoye/517972-chto-nahoditsya-pod-kapotom-vashego-avtomobilya-informaciya-dlya-nachinayuschih-voditeley.html

Источник https://alfa-motors38.ru/ustrojstvo-i-uhod/chetyre-klapana-na-cilindr.html