Zawór wydechowy

Zawór wydechowy jest elementem rozrządu, gdy jest otwarty, spaliny są usuwane z komory spalania silnika.

Uwolnienie gazów następuje, gdy tłok w cylindrze silnika jest skierowany od dolnego martwego punktu (BDC) do górnego martwego punktu (TDC). Podczas pracy silnika zawory wydechowe są narażone na znaczne naprężenia termiczne, ponieważ stale stykają się z żarzącymi się gazami. Głowicę zaworu można podgrzewać w zakresie 600-800 stopni podczas pracy silnika spalinowego.

Po zakończeniu suwu ssania i sprężania głównym wymaganiem w momencie zapłonu paliwa w komorze spalania jest maksymalna szczelność. Zawory wlotowy i wylotowy są zamknięte. Gdy tłok przejmuje energię rozprężających się gazów po zapłonie mieszanki paliwowo-powietrznej, konieczne jest usunięcie tych spalin z komory spalania. Na tym etapie uszczelnienie komory nie jest już konieczne. Do usuwania gazów spalinowych w konstrukcji mechanizmu dystrybucji gazu znajduje się wylotowy zawór talerzowy, który znajduje się w głowicy cylindrów (głowicy cylindrów).

Podczas suwu ssania powstaje podciśnienie, a suw wydechu w komorze spalania silnika generuje zwiększone ciśnienie.Podczas spalania mieszanki paliwowo-powietrznej w spalinach opuszczają komorę spalania poprzez otwór w odpowiednim momencie zawór wylotowy. Siła nacisku pozwala gazom na łatwe wyjście z komory roboczej. To wyjaśnia mniejszy rozmiar płyty zaworu wydechowego w porównaniu z płytką zaworu dolotowego. W suwie ssania próżnia jest mniejsza niż ciśnienie na wylocie. Gazy wydechowe są praktycznie wypychane przez otwarty zawór wydechowy.

Efektywne uszczelnienie komory spalania stało się możliwe dzięki zastosowaniu zaworów grzybkowych w projekcie czasu nowoczesnego ICE. Układ zaworów jest prosty, element ma płytę i pręt. Faza gładko przechodzi w pręt, co sprawia, że ​​zawór jest wystarczająco mocny. Stożkowy kształt przejścia znacznie zmniejsza opór gazów spalinowych przy opuszczaniu komory, a także jeszcze bardziej poprawia uszczelnienie.

Otwarcie zaworu wydechowego wynika z siły odbieranej z krzywki wałka rozrządu. Trzpień (trzpień zaworu) znajduje się w tulei prowadzącej zaworu, która dociskana jest do głowicy cylindrów. Krzywka wałka rozrządu naciska bezpośrednio na trzpień zaworu lub na wahacz, z którego siła jest przenoszona na pręt. Gniazdo zaworu znajduje się również w głowicy cylindrów.Gniazdo zaworu jest wgłębieniem, które w swoim kształcie odpowiada górze płytki zaworowej. Płyta zaworowa i gniazdo zaworu są dociskane z dokładnością filigranową. To rozwiązanie pozwala na maksymalną szczelność w czasie, gdy zawory wlotowy i wylotowy są zamknięte. Głównym zadaniem jest wykluczenie przebicia gazów z komory spalania.

Na szczycie trzpienia zaworu znajduje się specjalny rowek. Podany podcięcie jest miejscem instalacji "ciastka". Ten "kraker" jest stożkowym pierścieniem, który jest pocięty na dwie równe części. Rozwiązanie jest niezbędne do zamocowania płytki sprężyny zaworowej. Jeżeli zawór zostanie otwarty przez "pchnięcie" z krzywki wałka rozrządu, zamknięcie zaworu następuje za pomocą siły sprężyny zaworu. Ta wiosna zamyka zawór, mocno dociskając płytę do gniazda. Ponadto istnieje mechanizm, który obraca zawór. Jest to konieczne, aby równomiernie założyć zawór i wyczyścić zawór złoża.

Zawór wydechowy działa w ekstremalnie trudnych warunkach. Spaliny powodują poważną korozję zaworów wydechowych. Jeśli paliwo nie zostanie całkowicie spalone w komorze, może to doprowadzić do wypalenia zaworu.Regulacja mechanizmu zaworowego jest ważną procedurą w funkcjonowaniu ICE. Wcześniejsze zamknięcie zaworu wydechowego może prowadzić do szybkiego wypalenia.

Podczas pracy dowolnego silnika płytka zaworu i gniazdo są pokryte węglem. Niemożliwe jest uniknięcie koksu na zaworach. Obecność osadów węglowych powoduje trwałe przegrzanie zaworu wydechowego. Wcześniej czy później powierzchnia nośna zaworu zaczyna się przepalać, co prowadzi do utraty szczelności w komorze spalania. Rezultatem jest postępująca utrata mocy silnika, trudny rozruch itp.

Mikropęknięcia pojawiające się na przegrzaniu na płytce zaworowej stopniowo zwiększają się, gdy gorące gazy pod ciśnieniem zaczynają wypływać na zewnątrz z komory spalania. Głowica zaworu w tych warunkach jest odkształcana, a następnie niszczona. Niepowodzenie zaworu oznacza całkowitą utratę funkcjonalności silnika przez cylinder. Po wymianie absolutnie konieczne jest dociśnięcie zaworu do gniazda w celu uzyskania najlepszego możliwego dopasowania. Zignorowanie procedury lub słabe działanie szlifowania zaworów doprowadzi do szybkiej awarii nowego zaworu.

Jest oczywiste, że przegrzanie jest poważnym problemem z zaworami wydechowymi.Specjalna stal chromowo-niklowo-molibdenowa jest używana do produkcji zaworu wydechowego. Podstawą jest nikiel, który zwiększa stabilność zaworu wydechowego do awarii mechanicznej. Stal do produkcji zaworów charakteryzuje się wysoką odpornością cieplną.

Następnym krokiem do zmniejszenia obciążenia cieplnego zaworu wydechowego staje się jego konstrukcja, która różni się od zaworów wlotowych.

Trzpień zaworu wylotowego jest pusty, wnęka wypełniona metalicznym sodem. Sód topi się i płynie w trzonie zaworu, co poprawia wymianę ciepła i równomiernie rozprowadza ciepło.

Zawór wylotowy może również posiadać dodatkową ochronę, która może znacznie przedłużyć żywotność elementu. Jedyną wadą jest ostateczny wzrost kosztów produkcji części.

Do najpopularniejszych metod ochrony należą:

  • stopowanie laserowe;
  • metoda nakładania proszku plazmy;
  • napawanie prądami o wysokiej częstotliwości;

Plasma-powder surface uznawane jest za jedno z najbardziej ekonomicznie i praktycznie uzasadnionych rozwiązań.Do takiego napawania stosuje się różne proszki metali na bazie kobaltu lub niklu. Technologie powlekania są różne, ale głównym zadaniem każdej z tych metod jest połączenie cienkiej warstwy ochronnej na powierzchni zaworu, aby poprawić odporność na zużycie, odporność na korozję i mechaniczne zniszczenie.