O mecanismo de válvulas do motor, o seu dispositivo e principio de funcionamento

O mecanismo da válvula é un actuador de sincronización directa, que garante a subministración oportuna da mestura de aire-combustible aos cilindros do motor e a posterior liberación dos gases de escape. Os elementos fundamentais do sistema son as válvulas, que, entre outras cousas, deben garantir a estanqueidade da cámara de combustión. Están baixo cargas pesadas, polo que o seu traballo está suxeito a requisitos especiais.

Os principais elementos do mecanismo da válvula

O motor precisa de polo menos dúas válvulas por cilindro, unha de admisión e unha de escape, para funcionar correctamente. A propia válvula está formada por un vástago e unha cabeza en forma de placa. O asento é onde a cabeza da válvula se atopa coa cabeza do cilindro. As válvulas de admisión teñen un diámetro de cabeza maior que as de escape. Isto garante un mellor recheo da cámara de combustión coa mestura de aire-combustible.

Os principais elementos do mecanismo:

• válvulas de admisión e escape: deseñadas para entrar na mestura de aire-combustible e os gases de escape da cámara de combustión;
• casquillos de guía: garante a dirección exacta do movemento das válvulas;
• resorte - devolve a chave á súa posición orixinal;
• asento da chave - o lugar de contacto da placa coa cabeza do cilindro;
• galletas: serven de soporte para o resorte e fixan toda a estrutura);
• selos de vástago da válvula ou aneis de eslinga de aceite: evitan que o aceite entre no cilindro;
• empuxe - transmite a presión da leva do árbol de levas.

As levas do árbol de levas presionan as válvulas, que son cargadas por resorte para volver á súa posición orixinal. O resorte está unido á vara con galletas e unha placa de resorte. Para amortecer as vibracións resonantes, pódense instalar na varilla non un, senón dous resortes con enrolamento versátil.

O manguito guía é unha peza cilíndrica. Reduce a fricción e garante un funcionamento suave e correcto da vara. Durante o funcionamento, estas pezas tamén están suxeitas a estrés e temperatura. Polo tanto, para a súa fabricación utilízanse aliaxes resistentes ao desgaste e á calor. Os buxos das válvulas de escape e de admisión son lixeiramente diferentes debido á diferenza de carga.

Como funciona o mecanismo da válvula

As válvulas están constantemente expostas a altas temperaturas e presións. Isto require unha atención especial ao deseño e aos materiais destas pezas. Isto é especialmente certo no grupo de escape, xa que os gases quentes saen a través del. A placa da válvula de escape dos motores de gasolina pódese quentar ata 800°C - 900°C e nos motores diésel entre 500°C e 700°C. A carga na placa da válvula de entrada é varias veces menor, pero alcanza os 300˚С, o que tamén é bastante.

Polo tanto, na súa produción utilízanse aliaxes metálicas resistentes á calor con aditivos de aliaxe. Ademais, as válvulas de escape normalmente teñen un vástago oco cheo de sodio. Isto é necesario para unha mellor termorregulación e arrefriamento da placa. O sodio no interior da vara derrete, flúe e toma parte da calor da placa e transfire á vara. Deste xeito, pódese evitar o sobrequecemento da peza.

Durante a operación, poden formarse depósitos de carbono na sela. Para evitar que isto ocorra, utilízanse deseños para xirar a válvula. O asento é un anel de aliaxe de aceiro de alta resistencia que se presiona directamente na cabeza do cilindro para un contacto máis estreito.

Ademais, para o correcto funcionamento do mecanismo, é necesario observar a fenda térmica regulada. As altas temperaturas fan que as pezas se expandan, o que pode provocar un mal funcionamento da válvula. A diferenza entre as levas do árbol de levas e os empurradores axústase seleccionando arandelas metálicas especiais dun determinado grosor ou os propios empurradores (cristais). Se o motor usa elevadores hidráulicos, entón o espazo axústase automaticamente.

Un espazo libre moi grande impide que a válvula se abra completamente e, polo tanto, os cilindros encheranse con mestura fresca de forma menos eficiente. Un pequeno espazo (ou a súa falta) non permitirá que as válvulas se pechen por completo, o que provocará a queimadura das válvulas e unha diminución da compresión do motor.

Clasificación por número de válvulas

A versión clásica do motor de catro tempos require só dúas válvulas por cilindro para funcionar. Pero os motores modernos afrontan cada vez máis demandas en canto a potencia, consumo de combustible e respecto polo medio ambiente, polo que xa non lles basta. Xa que cantas máis válvulas, máis eficiente será encher o cilindro cunha carga nova. En varias ocasións, probáronse os seguintes esquemas nos motores:

• tres válvulas (entrada - 2, saída - 1);
• catro válvulas (entrada - 2, escape - 2);
• cinco válvulas (entrada - 3, escape - 2).

Conséguese un mellor recheo e limpeza dos cilindros con máis válvulas por cilindro. Pero isto complica o deseño do motor.

Hoxe, os motores máis populares con 4 válvulas por cilindro. O primeiro destes motores apareceu en 1912 no Peugeot Gran Prix. Nese momento, esta solución non era moi utilizada, pero desde 1970 comezaron a producirse activamente coches producidos en masa con tantas válvulas.

Deseño de unidade

O árbol de levas e a transmisión de sincronización son responsables do funcionamento correcto e oportuno do mecanismo da válvula. O deseño e o número de árbores de levas para cada tipo de motor son seleccionados individualmente. Unha parte é un eixe no que se sitúan levas dunha determinada forma. Cando xiran, fan presión sobre as varillas de empuxe, os elevadores hidráulicos ou os balancíns e abren as válvulas. O tipo de circuíto depende do motor específico.

O eixe de levas está situado directamente na cabeza do cilindro. A unidade para ela provén do cigüeñal. Pode ser unha cadea, correa ou engrenaxe. O máis fiable é a cadea, pero require dispositivos auxiliares. Por exemplo, un amortecedor de vibracións da cadea (amortiguador) e un tensor. A velocidade de rotación do eixe de levas é a metade da velocidade de rotación do cambota. Isto garante o seu traballo coordinado.

O número de árbores de levas depende do número de válvulas. Hai dous esquemas principais:

• SOHC - cun eixe;
• DOHC - dous eixes.

Só dúas válvulas son suficientes para un árbol de levas. Xira e abre alternativamente as válvulas de admisión e escape. Os motores de catro válvulas máis comúns teñen dous árboles de levas. Un garante o funcionamento das válvulas de admisión e o outro garante as de escape. Os motores tipo V están equipados con catro árbores de levas. Dous a cada lado.

As levas do árbol de levas non empuxan directamente o vástago da válvula. Existen varios tipos de "intermediarios":

• palancas de rolos (balancín);
• empurradores mecánicos (lentes);
• empujadores hidráulicos.

As pancas de rolos son a disposición preferida. Os chamados balancíns oscilan sobre os eixes enchufables e exercen presión sobre o empuxe hidráulico. Para reducir a fricción, preséntase un rolo na panca que fai contacto directo coa leva.

Noutro esquema, utilízanse empurradores hidráulicos (compensadores de separación), que están situados directamente na varilla. Os compensadores hidráulicos axustan automaticamente a brecha térmica e proporcionan un funcionamento máis suave e silencioso do mecanismo. Esta pequena parte está formada por un cilindro con pistón e resorte, pasaxes de aceite e válvula de retención. O empuxe hidráulico é accionado polo aceite subministrado polo sistema de lubricación do motor.

Os empurradores mecánicos (lentes) son casquiños pechados nun lado. Están instalados na carcasa da culata e transfiren directamente a forza ao vástago da válvula. As súas principais desvantaxes son a necesidade de axustar periodicamente os ocos e os golpes cando se traballa cun motor frío.

Ruído no traballo

O mal funcionamento da válvula principal é un golpe nun motor frío ou quente. Bater nun motor frío desaparece despois de que a temperatura suba. Cando se quentan e se expanden, a brecha térmica péchase. Ademais, a viscosidade do aceite, que non flúe no volume adecuado aos elevadores hidráulicos, pode ser a causa. A contaminación das canles de aceite do compensador tamén pode ser a causa do toque característico.

As válvulas poden golpear un motor quente debido á baixa presión do aceite no sistema de lubricación, un filtro de aceite sucio ou unha separación térmica incorrecta. Tamén é necesario ter en conta o desgaste natural das pezas. As avarías poden estar no propio mecanismo da válvula (desgaste do resorte, manguito guía, empujadores hidráulicos, etc.).

Axuste de liquidación

Os axustes realízanse só cun motor frío. A fenda térmica actual está determinada por sondas metálicas planas especiais de diferentes grosores. Para cambiar o espazo nos balancíns hai un parafuso de axuste especial que xira. Nos sistemas con empurrador ou cuñas, o axuste realízase seleccionando pezas do grosor necesario.

Considere o proceso paso a paso de axuste de válvulas para motores con empurradores (cristais) ou arandelas:

1. Retire a tapa da válvula do motor.
2. Xire o cigüeñal para que o pistón do primeiro cilindro estea no punto morto superior. Se é difícil facelo por marcas, pode desaparafusar a bujía e introducir un desaparafusador no pozo. O seu máximo movemento ascendente será o punto morto.
3. Usando un conxunto de calibres de espesores, mida o xogo das válvulas baixo as levas que non presionan sobre os taqués. A sonda debe ter un xogo axustado, pero non demasiado libre. Anote o número de válvula e o valor de holgura.
4. Xire o cigüeñal unha revolución (360°) para levar o pistón do cuarto cilindro ao PMS. Mida o xogo baixo o resto das válvulas. Anota os datos.
5. Comprobe que válvulas están fóra de tolerancia. Se os hai, seleccione os empurradores do grosor desexado, retire os árboles de levas e instale novos lentes. Isto completa o procedemento.

Recoméndase comprobar as lagoas cada 50-80 mil quilómetros. Os valores de autorización estándar pódense atopar no manual de reparación do vehículo.

Teña en conta que as holguras das válvulas de admisión e de escape ás veces poden diferir.

Un mecanismo de distribución de gas debidamente axustado e sintonizado garantirá un funcionamento suave e uniforme do motor de combustión interna. Isto tamén terá un efecto positivo nos recursos do motor e na comodidade do condutor.