Degimo variklio vožtuvas: kam jis skirtas ir kaip jis veikiamas?
Vidaus degimo variklio vožtuvas yra svarbi stūmoklinio vidaus degimo variklio vožtuvų eigos dalis.
Šiame straipsnyje trumpai apžvelgsime vidaus degimo variklio vožtuvo funkciją ir kas ją apkrauna.
Turinys
Kaip veikia vidaus degimo variklio vožtuvas?
Vožtuvus valdo skirstomasis velenas. Jei skirstomasis velenas sukasi, kumštelis pradeda važiuoti prieš vožtuvo sriegį, stumdamas vožtuvo spyruoklę ir dėl to vožtuvas pradeda atsidaryti. Tačiau jei kumštelis neliečia vožtuvo čiaupo, vožtuvas uždaromas.
Skirstomasis velenas: kaip tai veikia ir ko apie tai nežinojote?
Taigi vožtuvo galvutė sėdi ant vožtuvo lizdo ir taip uždaro degimo kamerą. Kai vožtuvas atsidaro, jo galvutė vėl tęsiasi į degimo kamerą. Kiekvienam stūmoklinio vidaus degimo variklio cilindrui yra bent du vožtuvai, vienas įsiurbimo ir kitas išmetimo angos.
Tačiau dauguma šiuolaikinių variklių turi daugiau vožtuvų, dažniausiai keturi vožtuvai viename cilindre, iš kurių du yra įsiurbimo ir du išmetimo. Tačiau yra ir variklių, kurių viename cilindre yra nelyginis vožtuvų skaičius. Vienas iš jų – labai gerai žinomas 1.8T 20v variklis, turintis tris įsiurbimo ir du išmetimo vožtuvus.
Degimo variklio vožtuvo konstrukcija
Vidaus degimo variklio vožtuvas susideda iš galvutės ir koto. Vožtuvo galvutė yra plačiausia vožtuvo dalis, kuri sudaro tam tikrą plokštę. Vožtuvo kotas yra susiaurėjusi dalis, primenanti vinį be galvos. Įsiurbimo vožtuvų aukštis paprastai yra didesnis nei išmetimo vožtuvų arba, jei vožtuvų skaičius nelyginis, įsiurbimo vožtuvų skaičius yra didesnis nei išmetimo vožtuvų skaičius.
Prioritetas – užtikrinti pakankamą cilindro pripildymą, todėl įsiurbimo vožtuvų dydis maksimaliai padidinamas išmetimo vožtuvų sąskaita. Išmetamųjų dujų slėgis cilindre yra pakankamas tuo metu, kai atsidaro išmetimo vožtuvas, kad būtų užtikrintas tinkamas cilindro ištuštinimas.
Vožtuvo kotas turi būti kuo trumpesnis, kad be reikalo nepadidėtų vožtuvo svoris, be to, tai yra vieta, per kurią iš vožtuvo pašalinama šiluma. Kotas yra viena iš dviejų vietų, per kurią užtikrinamas šilumos pašalinimas iš vožtuvo, todėl jo skersmuo gali būti iki 30% vožtuvo lizdo skersmens.
Variklio galia ir sukimo momentas: kuris iš šių parametrų yra svarbesnis?
Degimo variklio vožtuvo atraminio paviršiaus pasvirimo kampas dažniausiai yra 45°. Šiuo kampu pasiekiamas geras sandarumas. Tačiau kai kuriuose varikliuose yra įsiurbimo vožtuvai, kurių tūpimo paviršiaus pasvirimo kampas yra 30°. Mažesnis vožtuvo guolio paviršiaus nuožulnus kampas pagerina cilindro užpildymą, taigi ir variklio darbą.
Ką turi atlaikyti vidaus degimo variklio vožtuvas?
Degimo variklio vožtuvas yra labai įtempta dalis tiek mechaniškai, tiek termiškai.
- Mechaniškai vožtuvą apkrauna išmetamųjų dujų slėgis degimo kameroje, inercinės jėgos ir trintis
- Termiškai vožtuvą apkrauna aukšta temperatūra degimo kameroje
Tačiau šiluminė apkrova yra netolygi, todėl atsiranda šiluminiai įtempiai. Netolygi šiluminė apkrova turi įtakos kai kuriems vožtuvų konstrukcijai keliamiems reikalavimams. Kiti reikalavimai, turintys įtakos vožtuvų konstrukcijai, atsiranda dėl vidaus degimo variklio konstrukcijos.
Degimo variklio vožtuvus apkrauna labai aukšta temperatūra, o vožtuvo lizdas arba vožtuvo kotas yra naudojamas šiai šilumai išsklaidyti. Kad šiluma geriau išsklaidytų vožtuvo galvutę į kotą, vožtuvo viduje esanti ertmė užpildoma medžiaga, dažniausiai natriu, kuri darbinėje temperatūroje yra skysta.
Tačiau ertmė užpildyta tik iš dalies, o tai užtikrina, kad vožtuvui judant, vidinė erdvė išplaunama ir taip pat geriau perduodama šiluma iš vožtuvo galvutės į jo kotą.
Didesniems vožtuvams vožtuvo galvutė taip pat gali būti tuščiavidurė. Išmetimo vožtuvai yra termiškai įtempti daug labiau nei įsiurbimo vožtuvai, todėl jie yra pagaminti iš kokybiškesnių ir patvaresnių medžiagų.