Главная | Карта сайта | ДВС | Статьи

Выпускной клапан

Выпускной клапан по своей конструкции мало чем обличается от впускного. Высокая температура отработавших газов, с которыми соприкасается выпускной клапан, вызывает коробление тарелки с плоским основанием. Поэтому нижнее основание выхлопного клапана выполняется утолщенным посредине с утонением к краям. В маломощных двигателях тарелка клапанов изготовляется заодно со шпинделем. В больших двигателях тарелки клапанов иногда изготовляют отдельно от шпинделя. Тарелка может, например, навинчиваться на шпиндель, после чего последний расклепывается. Для устранения прогорания выпускных клапанов может быть применено водяное охлаждение корпуса, а в некоторых случаях и самих выпускных клапанов.
Обычно в цилиндре устанавливаются два клапана — впускной и выпускной. У быстроходных двигателей устанавливаются для увеличения суммарного проходного сечения обычно по два впускных и выпускных клапана. В некоторых двигателях клапаны попеременно служат для впуска и выпуска. Это хотя и усложняет конструкцию клапанов и их привод, но облегчает условия работы клапанов вследствие периодического охлаждения их засасываемым воздухом; кроме того, обдуваемое гнездо очищается от нагара.
У некоторых двухтактных двигателей требуется установка клапана, регулирующего подачу продувочного воздуха. Это автоматически действующий пластинчатый клапан, состоящий из чугунного корпуса, который крепится шпильками к цилиндру в ресивере, чугунных или бронзовых фигурных коробок 2, стянутых двумя крышками 3 и болтами. На фиг. 98 справа показана нижняя часть клапана. Каждая коробка имеет пластинчатый диск 4. Действие клапана основано на разности давлений в цилиндре и ресивере. Когда давление в цилиндре меньше, чем в ресивере, пластинчатые диски приподымаются; когда же давление в цилиндре превзойдет давление продувочного воздуха или когда поршень закроет продувочные окна, диски опустятся на свои гнезда фигурных коробок и ресивер будет разобщен от цилиндра.
Для нормальной работы двигателя моменты открытия и закрытия клапанов, окон, действия приборов зажигания или топливоподачи, иначе — фазы газораспределения, устанавливают таким образом, чтобы обеспечить наилучшую очистку цилиндра от продуктов сгорания и наиболее полное заполнение его свежим зарядом. Взаимосвязь между фазами (моментами) газораспределения обычно для наглядности изображается спирально построенной круговой диаграммой. Она представляет собой графическое изображение пути оси шейки мотыля с показом тех положений радиуса мотыля, которыми характеризуются фазы газораспределения. Отсчет углов поворота мотыля производят от или до ближайшей мертвой точки.
На фиг. 99 дана круговая диаграмма четырехтактного дизеля.
а) Открытие впускного клапана устанавливают с опережением, т. е. до прихода поршня в в. м. т. Это делается для того, чтобы к началу хода поршня вниз клапан был уже достаточно открыт и не создавал большого сопротивления проходу всасываемого воздуха. На круговой диаграмме видно, что начало впуска воздуха совпадает с концом выпуска отработавших газов, при котором, как говорилось, эти газы
своей инерцией создают некоторое разрежение над поршнем. Поэтому начавший открываться еще до прихода поршня в в. м. т. впускной клапан создает условие для частичного подсоса воздуха, который несколько продувает пространство над поршнем, уменьшая количество остаточных газов, а следовательно, обеспечивая лучшее наполнение цилиндра свежим воздухом. Опережение впуска устанавливается от 5 до 30° поворота мотыля до в. м. т. (угол а на диаграмме).
б) Закрытие впускного клапана делается с запаздыванием, т. е. после прохода поршнем н. м. т. Нужно это для того, чтобы к концу всасывающего хода поршня клапан был достаточно открыт и не создавал большого сопротивления проходу воздуха в цилиндр. Помимо этого, к концу хода всасывания и в начале хода сжатия давление в цилиндре продолжает быть меньше атмосферного, почему заполнение цилиндра воздухом продолжается и тогда, когда поршень начнет уже двигаться вверх. Таким образом, при запаздывании закрытия впускного клапана в цилиндр может поступать дополнительная порция воздуха, чему также способствует инерция воздуха во всасывающей трубе. Угол запаздывания впускного клапана составляет 18—50° после н. м. т.
в) Подача форсункой распыленного топлива в цилиндр двигателя (О. Ф.) производится с опережением, т. е. до в. м. т., с учетом периода задержки воспламенения. Предварение начала впрыскивания регулируется с таким расчетом, чтобы сгорание развивалось к моменту прохода поршнем в. м. т. Слишком большое предварение впрыска может вызвать начало интенсивного сгорания ранее прихода поршня в в. м. т., что вызовет преждевременное резкое повышение давления, а чрезмерно малое предварение впрыска может вызвать слишком позднее начало сгорания, что снизит эффективность рабочего хода. Угол опережения впрыска у топлива подбирается опытным путем и находится примерно в пределах 15—30° до в. м. т.
г)            Открытие выпускного клапана назначается до прихода поршня в н. м. т. Это опережение выпуска составляет ср = 40н-60° поворота мотыля до н. м. т. Делается это для того, чтобы к началу хода выпуска (с н. м. т.) давление в цилиндре успело почти уравняться с атмосферным и открытие клапана уже было бы полным. Этим предотвращается создание слишком большого противодавления при выталкивающем ходе поршня. В конечном счете, опережение открытия выпускного клапана имеет целью уменьшить работу, затрачиваемую на выталкивание отработавших газов из цилиндра.
д)           Закрытие выпускного клапана обычно делают с запаздыванием, т. е. после прохождения поршнем в. м. т. Это осуществляют для того, чтобы в конце выпуска открытие клапана было еще достаточным и не создавало большого сопротивления выпуску. Однако запаздывание закрытия является не столь важным, как опережение открытия выпускного клапана. Объясняется это тем, что к моменту прихода поршня в в. м. т. скорость его быстро замедляется, а газы в выхлопной трубе продолжают по инерции двигаться со столь большой скоростью, что в пространстве над поршнем может получиться даже разрежение; таким образом создаются благоприятные условия для очистки цилиндра от отработавших газов.
Угол запаздывания б берется 0—25° после в. м. т. Закрывать выхлопной клапан ранее прихода поршня в в. м. т. нельзя, так как при этом получится сжатие остатка отработавших газов и они устремятся в открывающийся в это время впускной клапан.