Клапаны двигателя, их особенности и регулировка

Двигатель внутреннего сгорания состоит из многих элементов, часть из которых выполняет более-менее «ленивую» работу, а часть используется каждую секунду при работе. К элементам, без которых в принципе невозможно представить любую из моделей двигателей внутреннего сгорания, можно отнести впускные и выпускные клапаны цилиндров двигателя. Эта деталь располагается в головке блока цилиндров и выполняет функцию по открытию и последующему закрытию канала подачи топлива и канала выпуска отработанных газов. Исходя из выполняемой функции, клапаны называют впускными и выпускными. Хотя конструкция этой запчасти проста и логична, без неё работа двигателя была бы невозможна. Более того, на сегодняшний день не придумано достойных альтернатив, которые могут заменить эту делать в двигателе.

Цилиндр, в котором происходит сгорание топлива – это горячее место, в котором непрерывно происходят перепады температуры и скачки давления. Рабочий таки двигателя начинается в момент впрыска внутрь цилиндра топлива, после чего, оно воспламеняется, толкая поршень в соответствующем направлении. Представьте, какое давление возникает внутри цилиндра в момент взрыва горючего. Логично, что система работает правильным и эффективным образом потому, что взрыв производится в герметичном, замкнутом пространстве, где единственной из стенок, имеющую степень свободы, является сам поршень. Именно исходя из целей достижения максимальной герметичности и надежности, клапаны имеют соответствующую конструкцию и внешний вид – с одной стороны, они минимальны по своим габаритам и размерам, а с другой – эффективно выполняют роль герметичной заглушки впускного и выпускного канала, надежно герметизируя впускное и выпускное отверстие к тому моменту, когда в цилиндре происходит воспламенение топлива. Впускной и выпускной клапан имеют одинаковый внешний вид в большинстве из автомобилей – верхняя часть клапана представляет из себя стержень, а нижняя – «Зонтик», вывернутый вниз, то есть, пластину, которая запирает отверстие, ведущее внутрь цилиндра. Соответственно, открытие клапана происходит вовнутрь цилиндра, а закрытие – в обратную сторону. В результате, клапан закрывает отверстие и механическим образом, и естественным, поскольку взрыв, происходящий внутри цилиндра, толкает клапан вверх, еще больше прижимая его к стенкам выпускного или выпускного отверстия. Именно исходя из подобной конструкции, клапан является запчастью, которая должна работать исправно, качественно и исходя из первоначальных конструкторских замыслов. Цилиндры двигателя в момент воспламенения топлива должны быть строго герметичны, даже не потому, что отсутствие герметичности может привести к аварийной ситуации, а потому, что в обратном случае могут происходить значительные потери мощности.

клапан двигателя, купить клапана двигателя, клапана двигателе цена  

Впускные и выпускные клапана производятся из специальной, жаростойкой, и в большинстве случаев, хромистой стали. Сталь для таких узлов уже не может быть случайно выбранной и тем более, содержащей посторонние примеси. Существуют четкие регламенты и нормы, согласно которым выбирается материал для производства впускных и выпускных клапанов. Например, для производства клапанов к автомобильным двигателям внутреннего сгорания, используется сталь ЭИ107, выдерживающая температуру до 650 градусов. Для тракторных двигателей, авиадвигателей и двигателей тяжелой спецтехники используется сталь марки ЭИ72. В некоторых случаях, для двигателей особенной мощности или двигателей, работающих при крайне высоких температурах, может использоваться хромникельвольфраммолибденовая сталь марки ЭИ96, выдерживающая невероятно высокие температуры и нагрузки.

Существует специальный термин для отражения качества работы систем впуска и выпуска, который отражает информацию о том, насколько герметично закрываются клапаны, и насколько плотно поршень ходит по цилиндру. Этот параметр называется «Компрессия». Для исправного бензинового двигателя данный параметр будет равен 10-12 единицам. Если компрессия очень низка, либо наоборот, очень высока, это говорит о том, что поршень, цилиндр, либо один из клапанов имеют поломки – например, трещины, или выбоины. Замер компрессии производится специальным агрегатом – компрессометром. Компрессометр представляет из себя прибор со стрелкой, от которого отходит один шланг с насадкой или набором насадок, предназначенных для герметичного соединения с отверстием для свечи зажигания. После установки прибора в соответствующий разъем и прокрутки двигателя несколькими оборотами, компрессометр показывает текущее значение компрессии в данном цилиндре. Если по результатам изменения оказалось, что в одном или нескольких цилиндрах компрессия составляет менее 7-8 единиц, это является явным сигналом к тому, что приближается капитальный ремонт двигателя и перебор блока цилиндров. Использование же компрессометра является логичным и простым шагом, поскольку оно позволяет с большой долей вероятности диагностировать возникшие неполадки без разгерметизации двигателя. Фактически же, понижение компрессии относительно их нормальных значений можно воспринимать как очевидное наличие трещин в клапанах или цилиндре, в результате которых, система уже не является герметичной, и при такте сжатия пропускает топливную смесь во внешние узлы, которые не подразумевают попадания внутрь себя горючего вещества. Не стоит откладывать ремонт двигателя, если компрессометр показывает значительное понижение измеряемого параметра. Если в системы впуска или выпуска поврежден один из клапанов, система продолжит самопроизвольное разрушение, и через некоторое время усугубит ситуацию, вызвав необходимость уже значительных вложений для приведения к работоспособному состоянию.

В большинстве случаев, поломки выпускных и впускных клапанов сводятся к выгоранию шляпки клапана, при которой его часть становится хрупкой или эластичной, и соответственно, либо выгибается в ненужную сторону, либо отламывается и падает внутрь цилиндра. И если обычная автомобильная поломка имеет некоторый запас времени для своего устранения, то сломанный клапан является серьезной проблемой, которая может привести к значительной аварии и дорогостоящему ремонту. Если клапан изгибается, либо, что еще хуже, ломается и падает в цилиндр, то происходит резкий и быстрый износ поршня, который переходит в необходимость однозначного ремонта всего цилиндра. Если поршень кованый, то отломанный клапан застряёт в нем, сплавляясь с верхушкой. Если поршень литой или композитный, то он либо расплавляется за несколько часов работы, либо уничтожается, ломаясь на различное количество частей. При этом, могут быть вызваны повреждения не только поршня, но и стенок цилиндра. В последнем случае, придется выполнять замену блока цилиндров. Резюмируя, стоит заметить, что такая проблема, как сломанный клапан, не приводит ни к чему хорошему, поскольку является причиной дорогостоящих ремонтов верхней части блока цилиндров и в некоторых случаях – самого блока цилиндров.

В ходе своей работы, впускной и выпускной клапан покрываются нагаром. Если двигатель работает исправно, впускной клапан покрывается ровным тёмным налётом, а выпускной – тонким слоем белого налета. При использовании правильного топлива, даже с любительской точки зрения, клапана выглядят достаточно чистыми при внешнем осмотре и похожими на исправный механизм. В обратном случае, даже на первый взгляд можно будет отличить неисправные клапана, либо клапана двигателя, в которой заливали некачественное горючее – они будут покрыты слоем нагара, их поверхность будет неровной, будут видны оплавленные части металла. Некачественное топливо, помимо значительного увеличения нагара на внешней стороне клапана, так же приводит к значительному загрязнению внутренней поверхности клапана – примеси и негорючие части топлива просто прилипают к обратной стороне клапана, образуя несмываемый вязкий слой, препятствующий попаданию внутрь цилиндра топлива в должном объеме. В результате, относясь к заливаемому топливу халатно, либо используя топливо, заведомо не подходящее к автомобилю, Вы рискуете значительным образом загрязнить внутреннюю поверхность клапанов, что в свою очередь, вызовет падение мощности двигателя на 10-25% относительно начальных параметров.

Впускные и выпускные клапаны не являются ремонтируемыми запчастями, и меняются полностью. Это обусловлено тем, что клапан представляет из себя цельнометаллическую конструкцию, которую невозможно выполнить конструктивно так, чтобы произвести разделение на более часто заменяемую область, и менее часто заменяемую область. Как правило, процесс замены клапанов выполняется не в сольном виде – он сопутствует общему капитальному ремонту двигателя. Это связано с тем, что в двигателе, имеющем повреждения клапанов, обязательно найдутся другие проблемы – такие, как сточенные рокеры, поломанные маслосъемные колпачки, множественные выбоины в поршнях и множество других неисправностей, которые должны отсутствовать в нормально работающем двигателе внутреннего сгорания. В некоторых случаях, клапаны могут состоять из нескольких сегментов, или иметь блочные вставки другого металла. Например, на некоторых клапанах, для ускорения охлаждения тарелки клапана, внутри неё помещается литий, либо натрий, которые быстро остывают и не имеют большого потенциала к нагреву. В результате, шляпка клапана быстрее остывает и не перегревается при длительной работе. Такая технология, в основном, применяется для изготовления выпускных клапанов, которые, как и было сказано ранее, испытывают значительные тепловые нагрузки повсеместно. В результате, удачное применение технологии позволяет защитить клапан от выгорания и продлить срок его службы.

Дополнительно заметим, что впускной и выпускной клапаны не являются одинаковыми и взаимозаменяемыми запчастями. Учитывая, что они выполняют различные функции, они имеют различный состав и изготавливаются из различного материала. Например, выпускной клапан испытывает значительно большие температурные нагрузки, так как через него постоянно выходят раскаленные газы, образовавшиеся после сгорания топлива. Впускной же клапан испытывает постоянные химические нагрузки, поскольку каждые несколько секунд через него пролетает топливная смесь, оставляя едкие капли на внутренней части. Так же, в большинстве из двигателей, выпускной клапан имеет меньший диаметр тарелки, поскольку он должен успевать предоставить необходимое пространство для того, чтобы осуществить впуск отработанных газов. И даже если в Вашем двигателе впускной и выпускной клапан имеют одинаковый диаметр шляпки и длину, не стоит экспериментировать и устанавливать выпускной клапан на место впускного, и наоборот. В лучшем случае, такой ремонт приведет к сбоям системы, а в худшем, вызовет серьезную поломку и необходимость последующего капитального ремонта.

На сегодняшний день, впускные и выпускные клапаны представлены на рынке в огромном ассортименте. Существуют предложения и оригинальных запасных частей, и качественных неоригинальных замен. В среднем, покупая качественный неоригинал, можно рассчитывать на экономию при покупке одного клапана до 50% от его стоимости в оригинальном исполнении. Однако, заметим, что на территории России в меньшем количестве представлены клапаны для японских автомобилей. Будучи владельцем автомобиля такого семейства, как например, Mazda, придется ждать комплект клапанов до месяца по каналу прямого импорта из Японии, поскольку найти эту запчасть как в оригинальном, так и неоригинальном исполнении на территории нашей страны является крайне нестандартной и трудоёмкой задачей.