Что такое клетки клапанов и направляющие клапанов?

Клапанные клетки и направляющие клапанов представляют собой пару основных поддерживающих компонентов в клапанном механизме двигателя, используемых для фиксации и направления клапанов. Если клапан — это «дверь», седло клапана — это «дверная коробка», то клетка клапана — это «внешняя стенка дверной коробки», а направляющая клапана — это «втулка на дверной петле».

В частности:

• Клапанная клетка (корпус направляющей клапана) — это независимый съемный цилиндрический или ступенчатый металлический узел, который объединяет функции седла клапана и направляющей (или обеспечивает для них монтажные положения). Клапанная клетка запрессована в головку блока цилиндров как единый блок клапанного канала. Его главное преимущество заключается в том, что при износе седла или направляющей можно сразу заменить всю клетку клапана, что устраняет необходимость в сложном развертывании и ремонтных работах на головке блока цилиндров. Это делает обслуживание очень удобным. Обычно он встречается в больших дизельных двигателях или двигателях более старых конструкций.

• Направляющая клапана – это отдельная полая цилиндрическая втулка, запрессованная в головку блока цилиндров (или клапанную клетку). Его внутреннее отверстие точно сопрягается со штоком клапана, обеспечивая направление движения клапана вверх и вниз, гарантируя, что клапан всегда приземлится точно в центре седла клапана. Кроме того, он выполняет функцию отвода тепла , передавая тепло, накопленное на головке штока клапана, к головке блока цилиндров или клапанной клетке, откуда оно затем уносится системой охлаждения.

Как они работают вместе?

Когда клапан перемещается вверх и вниз под приводом распределительного вала, направляющая клапана действует как «направляющая», ограничивая шток клапана только линейным движением, предотвращая его раскачивание или отклонение в сторону. Это гарантирует, что коническая поверхность головки клапана точно совпадет с седлом клапана и обеспечит надлежащее уплотнение. Клапанная клетка, с другой стороны, действует как «интегрированный модуль», объединяя монтажные позиции клапана, седла и направляющей в единый узел перед установкой в ​​головку блока цилиндров.

Операционная среда и распространенные проблемы

Хотя они не подвергаются непосредственному воздействию высокотемпературных дымовых газов из камеры сгорания, условия их работы по-прежнему требовательны:

1. Теплопроводность. Направляющая постоянно поглощает значительное количество тепла, передаваемого от стержня клапана, что может привести к закоксовыванию масла при высоких температурах.

2. Боковой износ. Несмотря на направляющую, шток клапана по-прежнему оказывает небольшое боковое воздействие на внутреннюю стенку направляющей во время движения, что со временем может привести к тому, что отверстие направляющей изнашивается и принимает овальную форму.

3. Накопление и заедание нагара. Пары масла окисляются при высоких температурах в верхней части направляющей, образуя нагар, который может уменьшить зазор между штоком клапана и направляющей, в результате чего клапан будет двигаться вяло или даже заедать.

Материалы и советы по уходу

• Направляющая клапана – обычно изготавливается из серого чугуна, порошковой металлургии или сплавов на основе меди, обладает хорошими самосмазывающимися свойствами и износостойкостью. Между направляющей и стержнем клапана должен поддерживаться надлежащий рабочий зазор (обычно около 0,03–0,10 мм, в зависимости от типа двигателя). Слишком маленький зазор приводит к застреванию; слишком большое количество приводит к утечке газа, расходу масла и ненормальному шуму.

• Клапанная клетка – обычно изготавливается из легированной стали или ковкого чугуна, что требует высокой прочности и термической стабильности.

При плановом техническом обслуживании проверка зазора между стержнем клапана и направляющей является одним из стандартных пунктов обслуживания. Если зазор превышает спецификации:

• Для двигателей с отдельными направляющими обычно требуется замена направляющей (выдавливание старой направляющей специальным инструментом, запрессовка новой и последующее рассверливание отверстия до нужного размера).

• Для двигателей с клапанными клетками зачастую более экономично и быстрее просто заменить весь узел клапанной клетки.