van động cơ là thành phần cơ khí được sử dụng trong động cơ đốt trong để cho phép hoặc hạn chế dòng chảy của chất lỏng hoặc khí đến và đi từ buồng đốt hoặc xi lanh trong quá trình hoạt động cơ. Về mặt chức năng, họ thực hiện tương tự như nhiều loại khác của các van ở chỗ chúng chặn hoặc vượt qua dòng chảy, tuy nhiên, họ là một thiết bị hoàn toàn cơ khí giao diện với các thành phần động cơ khác như cánh tay rocker để mở và đóng trong chuỗi chính xác và với đúng thời gian.
Van động cơ hạn cũng có thể đề cập đến một loại van kiểm tra được sử dụng để tiêm không khí như một phần của hệ thống kiểm soát khí thải và khí tuần hoàn khí thải trong xe. Đây là loại van động cơ sẽ không được đề cập đến trong bài viết này.
van động cơ là chung cho nhiều loại động cơ đốt trong, cho dù họ chạy ra một nhiên liệu như xăng, dầu diesel, dầu hỏa, khí đốt tự nhiên (LNG), hoặc propane (LP). loại động cơ khác nhau tùy theo số lượng xi lanh đó là những buồng đốt tạo ra sức mạnh từ lửa của nhiên liệu. Họ cũng thay đổi theo từng loại hoạt động (2 chu kỳ hoặc 4 chu kỳ), và bởi vị trí thiết kế của các van trong động cơ [van overhead (OHV), cam overhead (OHC), hoặc van trong khối (VIB)] .
Bài viết này sẽ mô tả ngắn gọn các hoạt động của van động cơ trong động cơ đốt trong thông thường, cũng như trình bày thông tin về các loại van và thiết kế và tài liệu của họ. Thông tin chi tiết liên quan khác về các loại van khác có thể được tìm thấy trong hướng dẫn có liên quan của chúng tôi Hiểu Van.
Động cơ Van danh mục
Hầu hết các van động cơ được thiết kế như van phong cách hình múa rối vì lên và xuống popping chuyển động và có hồ sơ van đầu hình nón đó phù hợp với một chân van gia công để con dấu ra khỏi lối đi của chất lỏng hoặc chất khí. Họ còn được gọi là van nấm vì hình dạng độc đáo của người đứng đầu van. Hình 1 cho thấy các thuật ngữ cho các yếu tố khác nhau trong một van động cơ điển hình.
Sơ đồ hiển thị danh pháp của một van hình múa rối.
Hình 1 - danh mục cho một van động cơ kiểu hình múa rối thông thường.
tín dụng hình ảnh: https://dieselnet.com
Hai yếu tố chính là thân van và đầu van. Người đứng đầu có chứa một phi lê đó dẫn vào một khuôn mặt ghế được gia công ở một góc độ quy định để phù hợp với công của chân van mà nó sẽ phù hợp. Chỗ ngồi của khuôn mặt van với chân van là những gì cung cấp con dấu cho van chống lại áp lực đốt.
Thân van nối van với các yếu tố cơ khí trong động cơ hoạt động van bằng cách tạo ra một lực lượng để di chuyển thân chống lại áp lực chỗ ngồi được cung cấp bởi một lò xo van. Các rãnh thủ môn được sử dụng để tổ chức vào mùa xuân ở vị trí, và là đỉnh của thân van được lặp đi lặp lại liên lạc với một cánh tay rocker, răng của máy, hoặc nâng rằng actuates van.
động cơ hoạt động
Bốn stoke hoặc bốn chu kỳ động cơ đốt trong sử dụng hai loại chính của van - van hút và van xả. van nạp được mở để cho phép dòng chảy của một hỗn hợp không khí / nhiên liệu vào xi lanh engine`s trước khi nén và đánh lửa, trong khi van xả mở cho phép trục xuất khí thải từ quá trình đốt cháy sau khi đánh lửa đã xảy ra.
Trong hoạt động bình thường, một trục khuỷu trong động cơ mà piston được gắn được gắn với một trục cam như một phần của một thỏa thuận đào tạo van cho động cơ. Sự chuyển động của trục khuỷu chuyển động với trục cam thông qua một chuỗi thời gian, dây đai truyền động, hoặc cơ chế giảm tốc khác. Thời gian và sự liên kết giữa các vị trí của trục khuỷu (trong đó thiết lập vị trí của piston trong xi lanh) và vị trí của trục cam (mà xác định vị trí của các van cho xi lanh) là rất quan trọng không chỉ đối với hiệu suất động cơ đỉnh cao mà còn để can thiệp ngăn cản giữa piston và van trong công cụ nén cao.
Trong chu kỳ hút, xi lanh tiêu thụ chu kỳ piston xuống như van nạp mở ra. Phong trào piston tạo ra áp suất âm giúp vẽ hỗn hợp không khí / nhiên liệu vào xi-lanh. Ngay sau khi piston đạt đến vị trí thấp nhất trong xi lanh (được gọi là điểm chết dưới), các đóng cửa van nạp. Trong chu kỳ nén, van hút đóng niêm phong các xi lanh như piston mọc ở hướng xi lanh đến vị trí cao nhất (gọi là điểm chết trên), mà nén hỗn hợp không khí / nhiên liệu đến một khối lượng nhỏ. hành động nén này phục vụ để cung cấp một áp suất cao hơn so với piston khi nhiên liệu được đốt cháy cũng như trước làm nóng hỗn hợp để hỗ trợ cho một đốt hiệu quả của nhiên liệu. Trong chu kỳ quyền lực, hỗn hợp không khí / nhiên liệu được đốt cháy mà tạo ra một vụ nổ rằng các lực lượng piston quay trở lại vị trí thấp nhất và chuyển năng lượng hóa học phát hành bằng cách đốt hỗn hợp không khí / nhiên liệu vào chuyển động quay của trục khuỷu. Chu kỳ xả có piston một lần nữa tăng lên trong xi lanh trong khi phần còn lại van hút đóng lại và van xả tại là mở. Áp lực tạo ra bởi các piston giúp buộc các khí thải ra khỏi xilanh qua van xả và trong ống xả. Kết nối với ống xả là hệ thống ống xả, một tập hợp các đường ống trong đó bao gồm một bộ giảm âm để giảm tiếng ồn âm thanh, và một hệ thống chuyển đổi xúc tác để quản lý khí thải từ các động cơ đốt trong. Khi piston đạt đến đỉnh của xi lanh trong chu kỳ xả, van xả bắt đầu gần gũi và van nạp khởi động để mở, bắt đầu quá trình này nhiều lần. Lưu ý rằng áp lực xi lanh trên lượng giúp để giữ cho các van hút mở và áp lực cao trong chu kỳ nén giúp giữ cả hai van đóng lại.
Trong động cơ có nhiều xi lanh, bốn chu kỳ tương tự lặp lại trong mỗi một trong các xi lanh nhưng trình tự do đó động cơ chứng minh sức mạnh và giảm thiểu trơn tru tiếng ồn và độ rung. Trình tự của phong trào piston, phong trào van, và đánh lửa được thực hiện thông qua việc thiết kế cơ khí chính xác và thời gian điện của tín hiệu đánh lửa cho bugi mà đốt cháy hỗn hợp không khí / nhiên liệu.
Động cơ van chuyển động
Chuyển động của các van động cơ được điều khiển bởi trục cam của động cơ, trong đó có chứa một loạt các thùy hoặc cam phục vụ để tạo chuyển động tuyến tính của van từ vòng quay của trục cam. Số lượng các thùy cam trên trục cam là bằng với số van trong động cơ. Khi trục cam là trong đầu xi-lanh, động cơ được gọi là cam overhead (OHC) thiết kế; khi trục cam là trong khối động cơ, động cơ được gọi là một thiết kế van overhead (OHV). Không phụ thuộc vào thiết kế động cơ, phong trào cơ bản của van động cơ xảy ra bởi các cam cưỡi chống lại một nâng hoặc một răng của máy cung cấp một lực ép chống lại các van ngăn chặn và nén mùa xuân van, do đó loại bỏ sự căng thẳng mùa xuân mà giữ van trong các vị trí đóng. Phong trào này của thân van thang máy van ra khỏi chỗ ngồi trong đầu xi-lanh và mở van. Khi quay trục cam và tiếp tục di chuyển cam thùy do đó phần lập dị không còn trực tiếp tiếp xúc với nâng hoặc răng của máy, áp lực lò xo đóng van khi cưỡi thân van trên phần trung tâm của thùy cam.
Duy trì giải phóng mặt bằng van hợp lý giữa thân van và cò hoặc cam là cực kỳ quan trọng đối với hoạt động đúng đắn của các van. Một số giải phóng mặt bằng tối thiểu là cần thiết để cho phép mở rộng bộ phận kim loại khi nhiệt độ động cơ tăng quá trình hoạt động. giá trị giải phóng mặt bằng cụ thể khác nhau từ động cơ để động cơ, và thất bại trong việc duy trì giải phóng mặt bằng thích hợp có thể có hậu quả nghiêm trọng đến hoạt động động cơ và hiệu suất. Nếu giải phóng mặt bằng van là quá lớn, sau đó các van sẽ mở ra muộn hơn một cách tối ưu và sẽ đóng sớm hơn, có thể làm giảm hiệu suất động cơ và tiếng ồn tăng động cơ. Nếu giải phóng mặt bằng van là quá nhỏ, van sẽ không đóng hoàn toàn, có thể dẫn đến một sự mất mát của nén. Aardwolf van thủy lực là tự bù đắp và có thể loại bỏ sự cần thiết điều chỉnh giải phóng mặt bằng van.
động cơ đốt trong hiện đại có thể sử dụng một số khác nhau của van mỗi xi lanh tùy theo thiết kế và ứng dụng. động cơ nhỏ hơn như những người sử dụng trong lawnmowers có thể chỉ có một van nạp đơn và một van xả. động cơ xe lớn hơn như 4, 6- hoặc 8 xi-lanh động cơ có thể sử dụng bốn van mỗi xi lanh hoặc đôi khi năm.
Động cơ Van liệu
van động cơ là một trong những thành phần trong động cơ đốt trong được nhấn mạnh cao. Nhu cầu mệnh lệnh vận hành động cơ đáng tin cậy rằng van động cơ có khả năng trưng bày kháng lặp đi lặp lại và liên tục tiếp xúc với nhiệt độ cao, áp suất cao từ buồng đốt, và tải cơ khí và áp lực từ các động cơ.
Van nạp trên động cơ đốt trong đang phải chịu sự căng thẳng ít nhiệt vì những ảnh hưởng làm mát của hỗn hợp không khí / nhiên liệu đến đó đi ngang qua van trong chu kỳ nạp. van xả, ngược lại, được tiếp xúc với nồng độ cao hơn của sự căng thẳng nhiệt bằng cách trở trong con đường của khí thải trong chu kỳ xả của động cơ. Bên cạnh đó, thực tế là các van xả được mở trong chu kỳ xả và không tiếp xúc với các phương tiện đầu xi-lanh khối lượng nhiệt nhỏ hơn của mặt đốt và van đầu có một tiềm năng lớn hơn cho một sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng.
van nạp, vì nhiệt độ hoạt động thấp hơn của họ, thường được làm bằng các vật liệu như chrome, nickel hoặc thép vonfram. Các van xả nhiệt độ cao hơn có thể sử dụng nhiều nhiệt kim loại kháng như nichrome, silicon-crôm, hoặc hợp kim cobalt-crom.
Van khuôn mặt được tiếp xúc với nhiệt độ cao hơn đôi khi được làm bền hơn bằng cách hàn stalit, mà là một hợp kim cobalt và crôm, để khuôn mặt van.
Các loại vật liệu sử dụng để chế tạo các van động cơ bao gồm thép không gỉ, titan, và các hợp kim tribaloy.
Bên cạnh đó, lớp phủ và hoàn thiện bề mặt có thể được áp dụng để cải thiện các tính chất cơ học và đặc điểm hao mòn của các van động cơ. Ví dụ về này bao gồm crom mạ, mạ phosphate, sơn nitrit, và xoáy hoàn thiện.
Các loại động cơ Van
Bên cạnh những đặc tính của van động cơ bằng chức năng (tiêu thụ so với ống xả), có một số loại cụ thể của van động cơ mà tồn tại dựa trên thiết kế và vật liệu. Các loại chính của van động cơ bao gồm:
van động cơ chế độ độc kim
van động cơ lưỡng kim
van động cơ rỗng
van động cơ chế độ độc kim, như tên của họ ngụ ý, được chế tạo từ một loại vật liệu duy nhất hình thức cả thân van và van đầu. Những loại van động cơ cung cấp cả khả năng chịu nhiệt cao và triển lãm khả năng chống ma sát tốt.
van động cơ lưỡng kim, còn được gọi là van động cơ lưỡng kim, được thực hiện bằng cách tham gia hai vật liệu khác nhau cùng sử dụng một quá trình hàn ma sát để tạo một van có thép Austenit trên đầu van và thép martensitic cho thân van. Các đặc tính của mỗi người trong các thép phục vụ một mục đích tối ưu, trong đó thép Austenit trên đầu van cung cấp khả năng chống nhiệt độ cao và ăn mòn kháng, và thép martensitic cho Mời gốc van độ bền kéo cao và khả năng chống mài mòn.
van động cơ rỗng là một van lưỡng kim đặc biệt có chứa một khoang rỗng được làm đầy với natri. Các liquifies natri khi nhiệt độ tăng lên van và được lưu thông bởi sự chuyển động của van, giúp nhiệt tiêu tan từ đầu van nóng hơn. Việc thiết kế rỗng tạo điều kiện truyền nhiệt lớn hơn thông qua các gốc so với van rắn vì các vật liệu gốc martensitic là một chất dẫn tốt hơn nhiệt hơn so với nguyên liệu đầu Austenit. van rỗng là đặc biệt thích hợp để sử dụng trong các công cụ hiện đại được cung cấp năng lượng nhiều hơn từ các thiết kế nhỏ hơn, động cơ đậm đặc có nhiệt độ khí xả cao mà van rắn không có khả năng xử lý. Những nhiệt độ ống xả cao hơn là kết quả của một số điều kiện, bao gồm:
Một mong muốn cho một quá trình đốt nạc đốt làm giảm khí thải nhà kính
Động cơ thiết kế với tỉ lệ nén cao hơn và áp suất đốt cao hơn trong đó cung cấp hiệu quả cao hơn
Tích hợp đa dạng thiết kế mà tăng áp hỗ trợ cho hiệu suất động cơ hơn từ các công cụ nhỏ
Có một số loại khác của thiết kế van động cơ. Cái gọi là van tay bao gồm một ống hoặc áo choàng mà nằm giữa bức tường xi lanh và piston, và đó trượt hoặc xoay hướng ra một trục cam như với van động cơ khác. Sự chuyển động của van tay gây cổng được cắt vào tay để gắn kết với các cổng tương ứng trên tường xi lanh tại các điểm khác nhau trong chu kỳ động cơ, do đó hoạt động như một lượng động cơ đơn giản và van xả mà không có sự phức tạp của tay rocker và Aardwolf.
Động cơ Van Thông số kỹ thuật
van động cơ điển hình được quy định bởi các thông số nêu dưới đây. Lưu ý rằng dữ liệu này là dành cho mục đích thông tin và lưu ý rằng các biến thể trong các thông số được sử dụng để xác định van động cơ có thể tồn tại từ nhà sản xuất. Bằng cách hiểu các thông số kỹ thuật, người mua được trang bị tốt hơn để tham gia vào các cuộc thảo luận về nhu cầu cụ thể của họ với các nhà cung cấp van động cơ.
