Mga balbula

Mga Paksa:

Pangkalahatan
Materyal
Mga balbula na puno ng sodium
Mga gabay sa balbula
Iba't ibang uri ng valve control
Mekanismo ng balbula na may hindi direktang kontrol ng balbula
Mekanismo ng balbula na may Direktang kontrol ng balbula
Ayusin ang clearance ng balbula
Multi-valve na teknolohiya
Variable valve timing at valve lift

Pangkalahatan:
May mga balbula sa bawat combustion engine. Palaging mayroong kahit isang pumapasok at isang balbula sa labasan. Ang mga balbula na ito ay hinihimok ng isa o higit pang mga camshaft sa pamamagitan ng pamamahagi at tinitiyak na ang sariwang hangin ay maaaring dumaloy sa espasyo ng pagkasunog, ang hangin ay nakulong sa panahon ng compression at pagkatapos ay maaaring umalis sa espasyo ng pagkasunog. Ang daloy ng mga inlet at exhaust gas ay dapat mangyari nang may kaunting resistensya hangga't maaari.
Ang mga materyales ay hinuhubog hangga't maaari para sa layuning ito.
Ang mga balbula ay naka-mount sa ulo ng silindro. Ang balbula ng pumapasok ay kadalasang mas malaki kaysa sa balbula ng tambutso, dahil ang mas maraming timpla hangga't maaari ay dapat pumasok sa silindro. Ang balbula ng tambutso ay dapat na mas maliit, dahil ang nasunog na mga gas na tambutso ay umaalis sa silindro pagkatapos ng tambutso, kapag itinulak ng piston ang mga gas palabas ng silindro.

Bilang halimbawa, kukunin natin ang proseso ng four-stroke ng isang petrol engine. Sa panahon ng intake stroke ng makina, bubukas ang intake valve at, sa kaso ng hindi direktang iniksyon na petrol engine, sinisipsip ang air-fuel mixture, at sa kaso ng direct injection petrol engine, sariwang hangin lang ang sinisipsip. . Ang hangin ay sinipsip dahil ang piston ay gumagalaw pababa. Kinukuha ng hangin na dumadaloy ang puwang na magagamit. Kapag ang piston ay gumagalaw muli pataas, ang inlet valve ay magsasara. Ang pinaghalong gasolina at hangin ngayon ay wala nang mapupuntahan at naka-compress. Ito ay tinatawag na compression stroke. Iyon ang dahilan kung bakit mahalagang isara nang maayos ang mga balbula. Ang pinaghalong nagniningas kapag ang spark plug ay gumagawa ng spark. Ang piston ay samakatuwid ay itinulak pababa nang may malaking puwersa. Ito ay tinatawag na power stroke.
Sa panahon ng tambutso, bubukas ang balbula ng tambutso at ang piston ay gumagalaw paitaas. Ang mga nasunog na gas ay umalis na ngayon sa silindro at pumunta sa tambutso. Kapag ang piston ay nasa itaas, ang tambutso ay nagsasara at ang intake na balbula ay bubukas. Ang piston ay gumagalaw pababa muli at ang intake stroke ay sumusunod. Sa katotohanan, ang balbula ng pumapasok ay bubukas nang kaunti nang mas maaga, upang ang mga balbula ng pumapasok at labasan ay bukas sa parehong oras sa maikling panahon. Ito ay tinatawag na "valve overlap". Ang bilis ng mga nasusunog na gas na umalis sa silindro sa pamamagitan ng tambutso na balbula ay lumilikha ng negatibong presyon, na nagiging sanhi ng labis na pag-akit sa intake air. Sa ganitong paraan, mas maraming hangin ang maaaring dumaloy sa silindro kaysa kung ang intake valve lang ang bumukas at ang piston ay lumipat pababa. Ang antas ng pagpuno ay kaya napabuti.

Para sa mas detalyadong paliwanag sa proseso ng apat na stroke, tingnan ang pahinang "Pagpapatakbo ng makina ng gasolina".

Materyal:
Ang mga balbula ay mabigat na na-load. Lalo na ang mga balbula ng tambutso, dahil sila ay nagiging sobrang init at hindi maaaring palamig nang maayos. Ang mga intake valve ay bahagyang pinapalamig ng malamig na sinipsip na hangin na pumapasok sa silindro. Ang nasunog na mga gas na tambutso ay dumadaloy sa mga balbula ng tambutso sa temperatura na hanggang 900 degrees Celsius. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga balbula ng tambutso ay gawa rin sa ibang materyal kaysa sa mga balbula ng paggamit. Ang mga inlet valve ay kadalasang gawa sa chromonnickel steel. Ang mga balbula ng tambutso ay kadalasang gawa sa chrome-silicon steel. Upang limitahan ang pagsusuot dahil sa mga kondisyon ng mataas na temperatura, ang mga panlabas na gilid ng disc ng balbula (ang ibabaw ng sealing) at ang mga tangkay ng balbula ay nilagyan ng isang layer ng carbide alloy (stellite). Ang mga balbula ay nagwawaldas ng karamihan sa init sa pamamagitan ng valve disc at valve stem. Ang mga balbula na puno ng sodium ay may mas mahusay na pag-alis ng init.

Mga balbula na puno ng sodium:
Ang mga balbula ng tambutso ay guwang sa loob. Ang guwang na espasyo ay humigit-kumulang 60% na puno ng sodium. Ang sodium ay isang metal na nagiging likido sa isang mataas na temperatura (mula sa humigit-kumulang 100 degrees Celsius). Kapag ang makina ay tumatakbo, ang balbula ay madalas na tumataas at bumaba. Ang sodium sa balbula ay patuloy na itinatapon pabalik-balik at sa gayon ay nagdadala ng init. Ang sodium ay sumisipsip ng init mula sa valve disc at inilalabas ito sa valve stem. Sa mga balbula na puno ng sodium, makakamit mo ang pagbaba ng temperatura na 80 hanggang 100 degrees kumpara sa mga balbula na hindi puno ng sodium.
Hindi ito kailangan ng mga intake valve, dahil pinalamig na sila ng papasok na hangin.

Sa figure, ang kulay abong ibabaw ay kumakatawan sa materyal at ang pulang bahagi ay kumakatawan sa lukab na puno ng sodium.

Mga Gabay sa Valve:
Ang mga balbula ay gumagalaw pataas at pababa sa ulo ng silindro. Dapat mayroong isang mahusay na selyo sa pagitan ng balbula at ng ulo ng silindro, upang walang langis na maaaring dumaloy mula sa ulo ng silindro, kasama ang tangkay ng balbula patungo sa isang pumapasok o tambutso. Palaging may maliit na oil film sa pagitan ng valve at ng valve guide para sa lubrication. Ang gabay sa balbula ay ipinapakita sa orange sa figure.

Kung lumabas ang asul na usok mula sa tambutso, maaaring ito ay resulta ng mga may sira na gabay sa balbula. Maaaring ang mga gabay sa balbula ay naging mas malawak (tingnan ang larawan sa ibaba) upang ang balbula ay may paglalaro sa ulo ng silindro. Sa sitwasyong ito, maaaring tumagas ang langis lampas sa balbula papunta sa inlet o exhaust passage. Sa tuktok ng gabay sa balbula ay mayroong panlabas na presyon ng hangin, o kung minsan ay sobrang presyon dahil sa mas mataas na presyon ng crankcase. Sa ilalim ng gabay sa balbula, ang mga gas ay dumadaloy sa exhaust manifold, na nagbibigay ng vacuum effect. Pinapataas nito ang pagtagas dahil ang langis ay, kumbaga, sinipsip pababa sa kahabaan ng balbula. Kapag ang langis ay pumasok sa exhaust manifold, hindi ito nasusunog. Ang langis ay pinainit, na nagiging sanhi ng bahagyang pagsingaw. Ito ay maaaring magresulta sa asul na usok na lumalabas sa tambutso.

Ang mga gabay sa balbula ay kadalasang maaaring palitan nang hiwalay. Upang gawin ito, dapat na i-disassemble ang cylinder head at alisin ang balbula mula sa cylinder head. Ang mga gabay sa balbula ay maaaring palitan. Ang mga valve guide ay hindi maaaring palitan nang hiwalay sa lahat ng cylinder head. Ang mga kumpanya ng remanufacturing ay madalas na may solusyon para dito. Magtanong tungkol sa mga opsyon para sa pagpapalit ng mga valve guide sa isang kilalang kumpanya ng overhaul.

Iba't ibang uri ng valve control:
Ang mga balbula ay maaaring patakbuhin sa iba't ibang paraan. Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng limang magkakaibang bersyon. Ang iba't ibang bersyon na ito at ang mga paraan ng pagsasaayos ay tinalakay pa sa pahinang ito.

A: Hindi direktang kontrol ng balbula gamit ang mga rocker arm.
B: Direktang kontrol ng balbula gamit ang mga roller drag rocker.
C: Direktang kontrol ng balbula na may mga hydraulic valve adjuster.
D: Direktang kontrol ng balbula na may mga rocker arm at maraming balbula bawat silindro.
E: Direktang kontrol ng balbula na may mga hydraulic valve lifter at maraming balbula bawat silindro.

Para sa mga makina na walang hydraulic valve tappet (A, B at D), kinakailangan na pana-panahong suriin ang clearance ng balbula. Higit pa tungkol dito sa kabanata na "Pagsasaayos ng valve clearance" sa pahinang ito. Sa mga makina na may hydraulic valve lifters, ang pagsasaayos ng valve clearance ay hindi kinakailangan o posible; ang mga hydraulic rams ay puno ng langis na nag-aalis ng labis na paglalaro.

Mekanismo ng balbula na may hindi direktang kontrol ng balbula:
Noong nakaraan, ang mga makina ay nilagyan ng pinagbabatayan camshaft. Sa ngayon, ang mga makina ng pampasaherong sasakyan ay nilagyan lamang ng overhead camshaft. Ang konstruksiyon na may nakapailalim na camshaft ay nawawala. Ang kawalan ng konstruksiyon na ito ay ang mga makinang ito ay hindi makayanan ang mataas na bilis dahil maraming masa sa pagitan ng camshaft at ng balbula. Sa mataas na bilis, masyadong maraming paglalaro ang magaganap at ang balbula ay hindi na magbubukas at magsasara sa tamang oras.
Ang crankshaft ay nagmamaneho sa pamamagitan ng isang maliit na timing chain o belt sa pinagbabatayan na camshaft (tingnan ang larawan sa ibaba). Tinutulak ng camshaft ang valve tappet at pushrod nang diretso. Itinulak pataas ang kanang bahagi ng rocker arm. Ang rocker arm ay 'tumalog' sa paligid ng rocker arm axle, itinutulak ang kaliwang bahagi pababa. Pinipilit nito ang balbula pababa laban sa puwersa ng spring ng balbula. Kapag ang camshaft ay pinaikot pa, pinindot ng valve spring ang balbula na sarado at ang rocker arm ay babalik sa panimulang posisyon nito.

Mekanismo ng balbula na may direktang kontrol ng balbula:
Ang overhead camshaft ay ginagamit lamang sa mga pampasaherong sasakyan sa kasalukuyan. Ang camshaft ay pagkatapos ay inilagay sa ulo ng silindro. Ang bentahe ng mga makina na may overhead camshaft ay na maaari nilang hawakan ang mas mataas na bilis kaysa sa isang nakapailalim na camshaft.

Sa kaliwang larawan sa itaas makikita mo na ang balbula ay sarado dahil ang valve spring ay pinindot ang balbula na sarado at ang camshaft ay umiikot sa clockwise. Sa tamang imahe, ang camshaft ay baluktot, na nagiging sanhi ng cam upang itulak ang balbula pababa. Ang spring ay naka-compress na ngayon, itinutulak ang balbula pababa. Kapag ang camshaft ay pinaikot pa, ang valve spring ay itulak muli ang balbula pataas. Ang valve spring ay nagbibigay ng counter pressure na humigit-kumulang 20 kg.

Ang imahe ay nagpapakita ng isang eskematiko na representasyon ng isang balbula na may balbula spring. Dito ay malinaw mong makikita kung aling bahagi ang balbula ay nakasalalay sa ibabaw ng pagsasara ng balbula ng upuan ng balbula. Sa itaas ay ang spring seat (ang bahagi kung saan itinutulak ng cam ng camshaft ang valve pababa) na may valve key at valve spring sa ilalim. Ang valve key ay nagsisilbing mounting para sa valve. Upang alisin ang balbula mula sa ulo ng silindro, dapat na alisin ang mga susi ng balbula. Kapag nag-disassembling, ang upuan ng tagsibol ay dapat itulak pababa laban sa puwersa ng spring ng balbula (magagamit ang mga espesyal na tool para dito). Ang balbula ay magiging malayang gumagalaw. Sa pamamagitan ng pag-alis ng dalawang valve key na may magnet sa pagitan ng spring seat at ng valve stem, maaaring tanggalin ang valve mula sa cylinder head mula sa ibaba.
Sa panahon ng pag-install, kailangang mag-ingat upang matiyak na ang tamang balbula ay muling na-install sa tamang lokasyon. Ang mga ito ay hindi maaaring palitan. Kapag na-install ang isang bagong balbula, kakailanganin itong buhangin ng espesyal na sanding paste. Pagkatapos ng sanding, ang balbula ay tatatakan ng maayos. Ang bagong balbula ay maaaring i-slide sa pamamagitan ng valve stem guide at ang mga valve key ay ibabalik sa lugar. Ang balbula spring ay maaaring i-relax muli.

Ayusin ang clearance ng balbula:
Dapat palaging may tiyak na dami ng paglalaro sa pagitan ng camshaft at ng rocker arm o sa tuktok ng balbula. Ang clearance na ito ay nagbibigay ng pagkakataon sa materyal na palawakin. Ang dula ay hindi dapat masyadong mahusay; ang balbula pagkatapos ay bumubukas nang hindi gaanong malayo at sa mas maikling panahon. Kung ang clearance ay masyadong malaki, mas magtatagal para sa camshaft na itulak ang balbula na bukas at ang balbula ay magsasara nang mas maaga. Ang dula ay hindi rin dapat masyadong maliit; ang balbula ay binubuksan nang mas maaga at isinara sa ibang pagkakataon. Ang balbula ay bukas ng masyadong mahaba sa bawat oras. Ang oras na sarado ang balbula ay samakatuwid ay mas maikli; may pagkakataon na hindi maalis ng balbula ang init nito sa upuan ng balbula ng cylinder head at samakatuwid ay nag-overheat. Ang balbula ay maaaring masunog.

Sa ngayon halos lahat ng pampasaherong sasakyan ay nilagyan ng hydraulic valve lifters. Gayunpaman, mayroon pa ring mga tagagawa na bumubuo ng mga makina na nangangailangan ng pagsasaayos ng clearance ng balbula. Sa mga kotse mula sa 90s, ang paggamit ng hydraulic valve tappets ay hindi talaga maliwanag. Kaya marami pa rin ang mga sasakyang nagmamaneho sa paligid kung saan ang valve clearance ay kailangang suriin nang pana-panahon at ayusin kung kinakailangan. Ang data ng pabrika ay madalas na naglilista ng mileage kung saan ito dapat gawin (kadalasan bawat pangunahing serbisyo sa pagpapanatili). Mayroong dalawang magkaibang constructions para sa pagsasaayos ng valve clearance; sa pamamagitan ng shims at sa pamamagitan ng pagsasaayos ng sira-sira bolts. Ang mga ito ay parehong inilarawan sa ibaba.
Kapag ang mga balbula ay inaayos, hindi ka dapat magsimula sa anumang punto. Ang maingat na pansin ay dapat bayaran sa punto kung kailan ang mga balbula ay nakatakda sa "tumalog". Ang pag-tumbling ay nangangahulugan na ang camshaft ay kakasara pa lang ng mga tambutso at bubuksan na ang mga intake valve. Kapag ang cylinder 1 ay bumabagsak, nangangahulugan ito na ito ay nasa simula ng intake stroke. Ang piston ng cylinder 1 ay nasa itaas. Ang silindro 1 at 4 ay palaging nasa parehong taas sa mga tuntunin ng taas (tulad ng 2 at 3 ay nasa parehong taas, tingnan ang larawan sa ibaba). Dahil ang firing order ay 1-3-4-2 (tandaan ang work diagram), nangangahulugan ito na ang cylinder 4 ay nasa simula ng power stroke. Pagkatapos ng cylinder 4, ito ang turn ng cylinder 2 at pagkatapos ay cylinder 3.

Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng piston ng cylinder 1 sa BPD. Ang mga lug ay nakaturo pababa; kakasara pa lang ng mga intake valve at malapit nang bumukas ang mga exhaust valve. Sa sandaling iyon ang mga balbula ng silindro 4 ay maaaring iakma; ang mga cam doon ay nakaturo sa itaas.

Ang valve clearance ay sinusukat gamit ang tinatawag na "feeler gauge“. Ang feeler gauge ay naglalaman ng iba't ibang laki ng metal strips, bawat isa ay may halaga na 0,05 mm na mas makapal kaysa sa isa. Sa pamamagitan ng pag-slide ng isang bilang ng mga piraso sa pagitan ng camshaft at ng balbula, maaari mong suriin kung gaano karaming paglalaro ang mayroon. Ang strip na pinag-uusapan ay hindi dapat itulak nang napakadali; ang valve clearance ay mas malaki kaysa sa halaga ng strip. Kung ang strip ay hindi magkasya o napakabigat at natigil, kung gayon ang strip ay masyadong makapal. Maaaring maramdaman ang paglaban kapag ang strip ay inilipat sa pagitan nila.

Pagsasaayos ng valve clearance gamit ang shims:
Ang kapal ng shim, na tinatawag ding "shim", ay tumutukoy sa clearance ng balbula sa kasong ito. Sa larawan sa ibaba, ang shim ay ipinahiwatig sa pula. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng shim ng mas makapal, bababa ang valve clearance. Mayroong mas kaunting espasyo sa pagitan ng camshaft at ng shim. Sa ibaba ng imahe ay ipinaliwanag kung paano dapat ayusin ang clearance ng balbula. Upang ayusin ang mga balbula, ang cam ng balbula na pinag-uusapan ay dapat na nakaturo paitaas, tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba. Kapag ang cam ay baluktot, ang mga maling sukat ay kinukuha. Kapag inaayos ang mga balbula ng isang apat na silindro na makina, ang mga sumusunod na aksyon ay dapat gawin:

I-toggle ang cylinder 1 = Ayusin ang mga valve ng cylinder 4.
I-toggle ang cylinder 2 = Ayusin ang mga valve ng cylinder 3.
I-toggle ang cylinder 3 = Ayusin ang mga valve ng cylinder 2.
I-toggle ang cylinder 4 = Ayusin ang mga valve ng cylinder 1.

Halimbawa, ang factory value ng valve clearance sa itaas ay maaaring 0,35mm. Samakatuwid, dapat mayroong isang puwang na 0,35 mm sa pagitan ng shim at ng camshaft kapag ang cam ay nakatutok paitaas. Ang espasyo sa pagitan ng dalawang bahagi ay maaaring masukat gamit ang feeler gauge. Kung ang 0,35mm strip ay dumaan nang napakadali nang hindi nakakaramdam ng anumang pagtutol, nangangahulugan ito na ang distansya sa pagitan ng balbula at ng camshaft ay higit sa 0,35mm. Sa kasong iyon, ang clearance ng balbula ay masyadong malaki. Kung ang isang 0,45mm feeler gauge strip ay halos hindi magkasya sa pagitan dahil maraming puwersa ang kailangang ibigay upang itulak ito, ang strip na ito ay masyadong makapal. Ang aktwal na paglalaro ay nasa pagitan ng 0,35 at 0,45 mm. Upang maging ligtas, ang isang 0,40mm na strip ay maaaring madulas sa pagitan. Kung ito ay magsisimula, ngunit maaaring ilipat pabalik-balik (maaaring madama ang paglaban), pagkatapos ay makatitiyak ka; ang valve clearance ay 0,40mm sa halip na ang iniresetang 0,35mm.

Dahil ang clearance ng balbula ay masyadong malaki, dapat na mai-install ang mas makapal na shim. Ang mga sukat ay madalas na nakasaad sa shims. Sa kasong iyon, basahin ang halaga ng shim na masyadong manipis. Iyon ay, halimbawa, 2,75 mm.
Ang clearance ng balbula ay masyadong malaki; ang shim ay dapat na 0,05mm na mas makapal kaysa sa isa na naka-mount, lalo na 2,75mm. Kapag na-install ang shim ng (2,75 + 0,05) = 2,80mm, tama ang valve clearance. Sa kasong iyon, i-install ang 2,80 mm shim, i-on ang crankshaft ng dalawang pag-ikot upang ang mga tamang valve ay tumba muli at suriin muli ang valve clearance.

Kadalasan mayroong mga espesyal na tool sa disassembly upang madaling palitan ang mga shims. Ang isang halimbawa nito ay makikita sa larawan.

Pagsasaayos ng valve clearance gamit ang adjustable eccentrics:
Ang isang madalas na ginagamit na sistema ay ang adjustable sira-sira. Ang adjustment screw ay maaari lamang ipihit kapag ang lock nut ay lumuwag sa isang quarter turn. Kapag ang adjustment screw ay pinaikot, ang espasyo sa pagitan ng valve stem at ng rocker arm ay agad na tataas o bababa. Sa pamamagitan ng paghihigpit sa lock nut, ang adjustment screw ay naka-lock muli.

Dito rin, ang mga balbula ng tamang silindro ay dapat siyempre unang itakda upang mag-toggle! Sa pamamagitan ng pakiramdam sa pagitan ng valve stem at ng rocker arm na may feeler gauge na may tamang kapal (ibig sabihin, ang parehong halaga ng factory value), matutukoy kung ang valve clearance ay masyadong malaki, masyadong maliit o tama. Sa pamamagitan ng pagpihit sa adjustment screw at patuloy na paggalaw ng feeler gauge sa pagitan nito, ang tamang posisyon ng adjustment screw ay makikita kung saan tama ang valve clearance. Pagkatapos ay higpitan ang locknut at pagkatapos ay suriin kung ang clearance ay pareho pa rin. May magandang pagkakataon na bahagyang iikot ang adjustment screw kapag hinihigpitan ang lock nut maliban kung gumamit ng espesyal na tool na tinukoy ng manufacturer.

Multi-valve na teknolohiya:
Ang bawat four-stroke engine ay may hindi bababa sa 1 intake valve at 1 exhaust valve. Ang mas malakas at matipid na makina ay kadalasang mayroong 2 intake valve at 2 exhaust valve. Ang ilang uri ay may 2 inlet valve at 1 exhaust valve, o 3 inlet valve at 1 exhaust valve.
Mayroong dalawang pangunahing bentahe sa paggamit ng maramihang mga balbula, katulad:

Ang mga balbula ay magkakaroon ng medyo mas maliit na diameter, na hahantong sa isang mas mababang masa (mas kaunting timbang) bawat balbula. Ang pinakamalaking bentahe nito ay ang mga balbula ay hindi lumulutang sa mataas na bilis ng makina. Ang mga lumulutang na balbula ay nangangahulugan na kapag ang makina ay tumatakbo sa isang mataas na bilis (hal. 5000 rpm) ang mga balbula ay bumukas at sumasara nang napakabilis na ang mga bukal ng balbula ay wala nang oras upang pindutin ang balbula na sarado. Samakatuwid, ang balbula ay hindi ganap na sumasara sa upuan ng balbula. Maaari itong magresulta sa pagtama ng piston sa balbula, o sa sobrang pag-init ng balbula dahil hindi na nito mailipat ang init sa upuan ng balbula. Ang maramihang mga balbula ay nagpapagaan ng mga balbula at nagbibigay sa mga bukal ng balbula ng sapat na oras upang isara ang balbula.
Ang mas mababang masa bawat balbula ay nagpapahintulot sa mga balbula na magsara nang mas mabilis. Ginagawa nitong posible na mag-aplay ng variable valve timing, kung saan ang posisyon ng camshaft ay binago sa isang tiyak na bilis ng engine o pagkarga.

Variable valve timing at valve lift:
Ang mga modernong makina ay kadalasang gumagamit ng variable na timing ng balbula. Gumagamit din ang ilang tagagawa ng makina ng variable valve lift (kabilang ang BMW). Ang mga kabanatang ito ay inilarawan nang hiwalay sa mga pahina: