Tárgyak:
- Általános
- anyag
- Nátriummal töltött szelepek
- Szelepvezetők
- Különböző típusú szelepvezérlés
- Szelep mechanizmus Indirekt szelepvezérléssel
- Szelepmechanika közvetlen szelepvezérléssel
- Állítsa be a szelephézagot
- Többszelepes technológia
- Változtatható szelepidőzítés és szelepemelés
összesen:
Minden belsőégésű motorban van szelep. Mindig van legalább egy bemeneti és egy kimeneti szelep. Ezeket a szelepeket egy vagy több vezérműtengely hajtja meg az elosztón keresztül, és biztosítják, hogy friss levegő áramoljon az égéstérbe, majd a levegő csapdába kerül a kompresszió során, majd elhagyhatja az égési teret. A bemeneti és kipufogógázok áramlásának a lehető legkisebb ellenállással kell történnie.
Az anyagokat a lehető legjobban erre a célra alakítják.
A szelepek a hengerfejbe vannak szerelve. A bemeneti szelep gyakran nagyobb, mint a kipufogószelep, mert a lehető legtöbb keveréknek kell belépnie a hengerbe. A kipufogószelep legyen kisebb, mert az égett kipufogógázok a kipufogólöket után távoznak a hengerből, amikor a dugattyú kinyomja a gázokat a hengerből.
Példaként vesszük a benzinmotor négyütemű folyamatát. A motor szívólökete során kinyílik a szívószelep, és közvetett befecskendezéses benzinmotor esetén levegő-üzemanyag keveréket szívnak be, közvetlen befecskendezéses benzinmotor esetén pedig csak friss levegőt szívnak be. . A levegő beszívódik, mert a dugattyú lefelé mozog. A beáramló levegő elfoglalja a rendelkezésre álló helyet. Amikor a dugattyú ismét felfelé mozog, a bemeneti szelep bezáródik. Az üzemanyag és a levegő keverékének most nincs hova mennie, és összenyomódik. Ezt kompressziós löketnek nevezik. Ezért fontos, hogy a szelepek megfelelően zárjanak. A keverék meggyullad, amikor a gyújtógyertya szikrát kelt. A dugattyút ezért jelentős erővel nyomják lefelé. Ezt erőlöketnek hívják.
A kipufogólöket során a kipufogószelep kinyílik, és a dugattyú felfelé mozog. Az égett gázok most elhagyják a hengert, és a kipufogóba jutnak. Amikor a dugattyú felül van, a kipufogószelep bezárul és a szívószelep kinyílik. A dugattyú ismét lefelé mozog, és a szívólöket következik. A valóságban a bemeneti szelep valamivel korábban nyílik, így a bemeneti és a kimeneti szelepek egyszerre vannak nyitva rövid ideig. Ezt „szelep-átfedésnek” nevezik. A hengerből a kipufogószelepen keresztül távozó égett gázok sebessége negatív nyomást hoz létre, ami a beszívott levegő extra vonzását okozza. Így több levegő áramolhat be a hengerbe, mintha csak a szívószelep nyitna és a dugattyú lefelé mozdulna. Így a töltési szint javul.
A négyütemű folyamat részletesebb magyarázatához lásd a „A benzinmotor működése".
anyaga:
A szelepek erősen terheltek. Főleg a kipufogószelepek, mert nagyon felforrósodnak és nem nagyon lehet hűteni. A szívószelepeket részben hűti a hideg beszívott levegő, amely a hengerbe kerül. Az égett kipufogógázok akár 900 Celsius fokos hőmérsékleten is elfolynak a kipufogószelepeken. Éppen ezért a kipufogószelepek is más anyagból készülnek, mint a szívószelepek. A bemeneti szelepek gyakran kromonnikkel acélból készülnek. A kipufogószelepek gyakran króm-szilícium acélból készülnek. A magas hőmérsékleti viszonyok miatti kopás korlátozása érdekében a szeleptárcsa külső széleit (a tömítőfelületet) és a szelepszárakat keményfém ötvözet (sztellit) réteggel páncélozzák. A szelepek a hő nagy részét a szeleptárcsán és a szelepszáron keresztül vezetik el. A nátriummal töltött szelepek még jobb hőelvezetéssel rendelkeznek.
Nátriummal töltött szelepek:
A kipufogószelepek belül üregesek. Az üreges tér körülbelül 60%-ban nátriummal van kitöltve. A nátrium olyan fém, amely magas hőmérsékleten (körülbelül 100 Celsius foktól) folyékony lesz. Amikor a motor jár, a szelep gyakran fel-le jár. A szelepben lévő nátrium folyamatosan ide-oda hánykolódik, és így szállítja a hőt. A nátrium elnyeli a hőt a szeleptárcsáról, és leadja azt a szelepszárnak. A nátriummal töltött szelepekkel 80-100 fokos hőmérséklet-csökkenés érhető el a nem nátriummal töltött szelepekhez képest.
A szívószelepeknek erre nincs szükségük, mert a beáramló levegő már hűti őket.
Az ábrán a szürke felület az anyagot, a piros rész pedig a nátriummal töltött üreget ábrázolja.
Szelepvezetők:
A szelepek fel-le mozognak a hengerfejben. Jó tömítésnek kell lennie a szelep és a hengerfej között, hogy ne folyhasson olaj a hengerfejből a szelepszár mentén a bemeneti vagy kipufogó járatba. A szelep és a szelepvezető között mindig van egy kis olajréteg a kenéshez. A szelepvezető az ábrán narancssárga színnel látható.
Ha kék füst jön ki a kipufogóból, az lehet a hibás szelepvezetők következménye. Előfordulhat, hogy a szelepvezetők szélesebbek lettek (lásd az alábbi képet), így a szelepnek még játéka is van a hengerfejben. Ebben a helyzetben az olaj a szelepen túl a bemeneti vagy kipufogó járatba szivároghat. A szelepvezető tetején külső légnyomás van, vagy néha túlnyomás a magasabb forgattyúháznyomás miatt. A szelepvezető alján a gázok a kipufogócsőhöz áramlanak, ami vákuumhatást biztosít. Ez növeli a szivárgást, mivel az olaj a szelepszáron keresztül szívódik le. Amikor az olaj belép a kipufogócsonkba, nem ég el. Az olajat felmelegítik, amitől részben elpárolog. Ez kék füstöt eredményezhet a kipufogóból.
A szelepvezetők gyakran külön cserélhetők. Ehhez a hengerfejet szét kell szerelni, és a szelepet le kell venni a hengerfejről. A szelepvezetők ezután cserélhetők. A szelepvezetők nem cserélhetők külön minden hengerfejen. Az újragyártó cégeknek gyakran van erre megoldásuk. Érdeklődjön a szelepvezetők cseréjének lehetőségeiről egy elismert nagyjavító cégnél.
Különböző típusú szelepvezérlés:
A szelepek többféleképpen működtethetők. Az alábbi képen öt különböző verzió látható. Ezeket a különböző változatokat és a beállítási módokat ezen az oldalon tovább tárgyaljuk.
- V: Indirekt szelepvezérlés lengőkarokkal.
- B: Közvetlen szelepvezérlés görgős tengelykapcsolókkal.
- C: Közvetlen szelepvezérlés hidraulikus szelepállítókkal.
- D: Közvetlen szelepvezérlés lengőkarokkal és hengerenként több szeleppel.
- E: Közvetlen szelepvezérlés hidraulikus szelepemelőkkel és hengerenként több szeleppel.
A hidraulikus szelepemelők (A, B és D) nélküli motoroknál rendszeresen ellenőrizni kell a szelephézagot. Erről bővebben a „Szelephézag beállítása” című fejezetben olvashat ezen az oldalon. Hidraulikus szelepemelővel felszerelt motoroknál a szelephézag beállítása nem szükséges és nem is lehetséges; a hidraulikus munkahengerek olajjal vannak feltöltve, ami eltávolítja a felesleges játékot.
Szelep mechanizmus közvetett szelepvezérléssel:
A múltban a motorokat alátéttel látták el vezérműtengely. Manapság a személygépkocsi-motorokat csak felső vezérműtengellyel szerelik fel. Az alatta lévő vezérműtengellyel rendelkező szerkezet eltűnik. Ennek a felépítésnek az a hátránya, hogy ezek a motorok nem bírnak nagy fordulatszámmal, mert nagy a tömeg a vezérműtengely és a szelep között. Nagy fordulatszámon túl nagy holtjáték lép fel, és a szelep többé nem nyit és zár a megfelelő időben.
A főtengely a segítségével hajt egy kis vezérműláncot vagy szíjat az alatta lévő vezérműtengelyhez (lásd az alábbi képet). A vezérműtengely egyenesen felfelé nyomja a szelepemelőt és a tolórudat. A lengőkar jobb oldala fel van tolva. A lengőkar a lengőkar tengelye körül 'borul', és a bal oldalt lefelé nyomja. Ez lefelé kényszeríti a szelepet a szeleprugó erejével szemben. A vezérműtengely tovább forgatásakor a szeleprugó zárva tartja a szelepet, és a lengőkar visszatér kiinduló helyzetébe.
Szelep mechanizmus közvetlen szelepvezérléssel:
A felső vezérműtengelyt manapság csak személygépkocsikban használják. A vezérműtengely ezután a hengerfejbe kerül. A felső vezérműtengellyel rendelkező motorok előnye, hogy nagyobb fordulatszámot is képesek kezelni, mint az alatta lévő vezérműtengellyel.
A fenti bal oldali képen látható, hogy a szelep zárva van, mert a szeleprugó zárva tartja a szelepet, és a vezérműtengely az óramutató járásával megegyezően forog. A jobb oldali képen a vezérműtengely meg van csavarodva, amitől a bütyök lenyomja a szelepet. A rugó összenyomódik, lenyomva a szelepet. Amikor a vezérműtengely tovább forog, a szeleprugó ismét felfelé nyomja a szelepet. A szeleprugó körülbelül 20 kg ellennyomást fejt ki.
A képen egy szeleprugóval ellátott szelep sematikus ábrázolása látható. Itt jól látható, hogy a szelep melyik részen nyugszik a szelepülék szelepzáró felületén. Felül található a rugóülés (az a rész, ahol a vezérműtengely bütykös lenyomja a szelepet), alatta a szelepkulcs és a szeleprugó. A szelepkulcs a szelep rögzítéseként szolgál. A szelepnek a hengerfejről való eltávolításához el kell távolítani a szelepkulcsokat. Szétszereléskor a rugóülést a szeleprugó erejével szemben le kell nyomni (ehhez speciális szerszámok állnak rendelkezésre). Ekkor a szelep szabadon mozoghat. A rugóülék és a szelepszár közötti mágneses két szelepkulcs eltávolításával a szelep alulról eltávolítható a hengerfejről.
A beszerelés során ügyelni kell arra, hogy a megfelelő szelepet a megfelelő helyre szereljék vissza. Ezeket nem lehet cserélni. Új szelep beszerelésekor speciális csiszolópasztával kell csiszolni. Csiszolás után a szelep jól tömít. Az új szelep ezután átcsúsztatható a szelepszár-vezetőn, és a szelepkulcsok visszahelyezhetők a helyükre. A szeleprugó ezután ismét lazítható.
Állítsa be a szelephézagot:
A vezérműtengely és a lengőkar vagy a szelep teteje között mindig legyen bizonyos mértékű játék. Ez a hézag lehetőséget ad az anyag bővítésére. A játék ne legyen túl nagy; a szelep ekkor kevésbé messze és rövidebb ideig nyílik. Ha a hézag túl nagy, hosszabb ideig tart, amíg a vezérműtengely kinyitja a szelepet, és a szelep hamarabb zár. A darab sem lehet túl kicsi; ekkor a szelepet korábban nyitják és később zárják be. Ekkor a szelep minden alkalommal túl sokáig van nyitva. A szelep zárásának ideje ezért rövidebb; fennáll annak az esélye, hogy a szelep nem tudja leadni a hőjét a hengerfej szelepülékébe, és ezért túlmelegszik. A szelep ekkor éghet.
Napjainkban szinte minden személygépkocsi fel van szerelve hidraulikus szelepemelővel. Mindazonáltal még mindig vannak olyan gyártók, amelyek olyan motorokat fejlesztenek, amelyeknél szükség van a szelephézag beállítására. Az 90-es évek autóiban a hidraulikus szelepemelők használata egyáltalán nem volt magától értetődő. Így még mindig rengeteg olyan jármű közlekedik, ahol a szelephézagot időszakonként ellenőrizni kell, és szükség esetén módosítani kell. A gyári adatok gyakran felsorolják azt a futásteljesítményt, amelynél ezt meg kell tenni (gyakran minden nagyobb karbantartási szolgáltatás). A szelephézag beállítására két különböző konstrukció létezik; alátétlemezekkel és excentercsavarok beállításával. Az alábbiakban mindkettőt ismertetjük.
Amikor a szelepeket állítják, ne kezdje el csak úgy bárhol. Óvatos figyelmet kell fordítani arra a pontra, amikor a szelepek „bukó” állásba vannak állítva. A bukdácsolás azt jelenti, hogy a vezérműtengely éppen most zárta be a kipufogószelepeket, és hamarosan kinyitja a szívószelepeket. Ha az 1. henger bukdácsol, az azt jelenti, hogy a szívólöket elején van. Ekkor az 1. henger dugattyúja felül van. Az 1-es és 4-es henger mindig azonos magasságban van (ahogyan a 2-es és 3-as is, lásd az alábbi képet). Mivel a tüzelési sorrend 1-3-4-2 (emlékezzen a munkadiagramra), ez azt jelenti, hogy a 4-es henger a teljesítménylöket elején van. A 4. henger után a 2., majd a 3. henger következik.
Az alábbi képen a BPD 1. hengerének dugattyúja látható. A fülek lefelé mutatnak; a szívószelepek éppen zártak, a kipufogó szelepek pedig nyitni készülnek. Ekkor a 4. henger szelepei állíthatók; az ott lévő bütykök felfelé mutatnak.
A szelephézag mérése ún.hézagmérőt“. A hézagmérő különböző méretű fémcsíkokat tartalmaz, amelyek mindegyike 0,05 mm-rel vastagabb, mint a másik. Ha több csíkot csúsztat a vezérműtengely és a szelep közé, ellenőrizheti, mekkora holtjáték van. A kérdéses csíkot nem szabad túl könnyen átnyomni; a szelephézag ekkor nagyobb, mint a szalag értéke. Ha a szalag nem illeszkedik, vagy nagyon nehéz és elakad, akkor a csík túl vastag. Ellenállás érezhető, ha a szalagot áthelyezik közéjük.
Szelephézag beállítása alátétekkel:
A szelephézagot ebben az esetben az alátét vastagsága határozza meg, amelyet „hézagnak” is neveznek. Az alábbi képen az alátétet piros szín jelzi. Ha az alátétet vastagabbra cseréljük, a szelephézag csökken. Ekkor kevesebb hely marad a vezérműtengely és az alátét között. A kép alatt látható, hogyan kell beállítani a szelephézagot. A szelepek beállításához a kérdéses szelep bütykének felfelé kell mutatnia, ahogy az alábbi ábrán látható. Amikor a bütyök meg van csavarodva, helytelen méréseket végeznek. A négyhengeres motor szelepeinek beállításakor a következő intézkedéseket kell tenni:
- 1. henger kapcsoló = Állítsa be a 4. henger szelepeit.
- 2. henger kapcsoló = Állítsa be a 3. henger szelepeit.
- 3. henger kapcsoló = Állítsa be a 2. henger szelepeit.
- 4. henger kapcsoló = Állítsa be a 1. henger szelepeit.
Például a fenti szelephézag gyári értéke 0,35 mm lehet. Ezért az alátét és a vezérműtengely között 0,35 mm távolságnak kell lennie, ha a bütyök felfelé mutat. A két rész közötti távolság a hézagmérővel mérhető. Ha a 0,35 mm-es szalag nagyon könnyen átmegy anélkül, hogy ellenállást érezne, ez azt jelenti, hogy a szelep és a vezérműtengely közötti távolság nagyobb, mint 0,35 mm. Ebben az esetben a szelephézag túl nagy. Ha egy 0,45 mm-es hézagmérő szalag szinte nem fér bele, mert nagy erőt kell kifejteni a betolásához, akkor ez a szalag túl vastag. A tényleges játék ekkor 0,35 és 0,45 mm között van. A biztonság kedvéért egy 0,40 mm-es szalagot lehet közé csúsztatni. Ha elindul, de előre-hátra mozgatható (ellenállás érezhető), akkor biztos lehetsz benne; a szelephézag 0,40 mm az előírt 0,35 mm helyett.
Mivel a szelephézag túl nagy, vastagabb alátétet kell beszerelni. A méretek gyakran az alátéteken vannak feltüntetve. Ebben az esetben olvassa le a túl vékony alátét értékét. Ez például 2,75 mm.
A szelephézag túl nagy; az alátétnek 0,05 mm-rel vastagabbnak kell lennie, mint a felszerelt, azaz 2,75 mm-rel. Ha egy (2,75 + 0,05) = 2,80 mm-es alátét van felszerelve, a szelephézag megfelelő. Ebben az esetben szerelje be a 2,80 mm-es alátétet, forgassa el a főtengelyt két fordulattal, hogy a megfelelő szelepek ismét rázkódjanak, és ellenőrizze újra a szelephézagot.
Gyakran vannak speciális szétszerelő szerszámok az alátétek egyszerű cseréjéhez. Erre egy példa a képen látható.
Szelephézag beállítása állítható excenterekkel:
Gyakran használt rendszer az állítható excenter. A beállítócsavar csak akkor forgatható el, ha az ellenanyát negyed fordulattal meglazította. A beállítócsavar elforgatásakor a szelepszár és a lengőkar közötti tér azonnal megnő vagy csökken. Az ellenanyát ezután meghúzva a beállítócsavar ismét reteszelődik.
Természetesen itt is először a megfelelő henger szelepeit kell billenőre állítani! A megfelelő vastagságú (azaz a gyári értékkel megegyező értékű) hézagmérővel a szelepszár és a lengőkar között tapogatva megállapítható, hogy a szelephézag túl nagy, túl kicsi vagy megfelelő. Az állítócsavar elforgatásával és a hézagmérő állandó mozgatásával közötte meg lehet találni a beállító csavar megfelelő helyzetét, ahol a szelephézag megfelelő. Ezután húzza meg az ellenanyát, majd ellenőrizze, hogy a hézag továbbra is ugyanaz. Jó eséllyel a beállítócsavar kissé elfordul az ellenanya meghúzásakor, hacsak nem a gyártó által meghatározott speciális szerszámot használnak.
Többszelepes technológia:
Minden négyütemű motornak legalább 1 szívó- és 1 kipufogószelepe van. Az erősebb és gazdaságosabb motorok gyakran 2 szívószeleppel és 2 kipufogószeleppel rendelkeznek. Egyes típusok 2 bemeneti szeleppel és 1 kipufogószeleppel, vagy 3 bemeneti szeleppel és 1 kipufogószeleppel rendelkeznek.
A több szelep használatának két fő előnye van:
- A szelepek valamivel kisebb átmérőjűek lesznek, ami kisebb tömeget (kisebb súlyt) eredményez szelepenként. Ennek legnagyobb előnye, hogy a szelepek nem lebegnek nagy motorfordulatszámon. Az úszószelepek azt jelentik, hogy amikor a motor nagy fordulatszámon (pl. 5000 ford./perc) működik, a szelepek olyan gyorsan nyílnak és zárnak, hogy a szeleprugóknak már nincs idejük a szelepet lezárni. A szelep ezért nem záródik teljesen a szelepüléken. Ez azt eredményezheti, hogy a dugattyú hozzáütődhet a szelephez, vagy a szelep túlmelegedhet, mert már nem tudja továbbítani a hőt a szelepülékre. A több szelep könnyebbé teszi a szelepeket, és elegendő időt biztosít a szeleprugóknak a szelep zárásához.
- A szelepenkénti kisebb tömeg lehetővé teszi a szelepek gyorsabb zárását. Ez lehetővé teszi a változó szelep-időzítés alkalmazását, ami által a vezérműtengely helyzete megváltozik egy bizonyos motorfordulatszám vagy terhelés mellett.
Változtatható szelepidőzítés és szelepemelés:
A modern motorok gyakran használnak változó szelepvezérlést. Egyes motorgyártók változtatható szelepemelést is alkalmaznak (beleértve a BMW-t is). Ezeket a fejezeteket külön ismertetjük a következő oldalakon:
