Vanalar

denekler:

Genel
malzeme
Sodyum dolu vanalar
Valf kılavuzları
Farklı valf kontrolü türleri
Dolaylı valf kontrollü valf mekanizması
Doğrudan valf kontrollü valf mekanizması
Valf boşluğunu ayarlayın
Çoklu valf teknolojisi
Değişken valf zamanlaması ve valf kaldırma

Genel:
Her yanmalı motorda valfler bulunur. Her zaman en az bir giriş ve bir çıkış vanası vardır. Bu valfler, dağıtım yoluyla bir veya daha fazla eksantrik mili tarafından tahrik edilir ve temiz havanın yanma odasına akmasını, havanın daha sonra sıkıştırma sırasında hapsedilmesini ve daha sonra yanma alanını terk etmesini sağlar. Giriş ve egzoz gazlarının akışı mümkün olduğunca az dirençle gerçekleşmelidir.
Malzemeler bu amaçla mümkün olduğu kadar şekillendirilir.
Valfler silindir kafasına monte edilmiştir. Giriş valfi genellikle egzoz valfinden daha büyüktür, çünkü silindire mümkün olduğunca fazla karışım girmesi gerekir. Egzoz valfi daha küçük olmalıdır çünkü yanmış egzoz gazları, egzoz stroku sonrasında piston gazları silindirin dışına ittiğinde silindiri terk eder.

Örnek olarak benzinli bir motorun dört zamanlı işlemini ele alacağız. Motorun emme stroku sırasında emme valfi açılır ve dolaylı enjeksiyonlu benzinli motorlarda hava-yakıt karışımı emilir, direkt enjeksiyonlu benzinli motorlarda ise sadece temiz hava emilir. . Piston aşağı doğru hareket ettiğinden hava emilir. İçeri akan hava, kullanılabilir hale gelen alanı kaplar. Piston tekrar yukarıya doğru hareket ettiğinde giriş valfi kapanacaktır. Yakıt ve hava karışımının artık gidecek yeri yoktur ve sıkıştırılmıştır. Buna sıkıştırma vuruşu denir. Bu nedenle vanaların düzgün kapanması önemlidir. Buji kıvılcım ürettiğinde karışım ateşlenir. Bu nedenle piston önemli bir kuvvetle aşağı doğru itilir. Buna güç vuruşu denir.
Egzoz stroku sırasında egzoz valfi açılır ve piston yukarı doğru hareket eder. Yanmış gazlar artık silindiri terk ederek egzoza gider. Piston üstte olduğunda egzoz valfi kapanır ve emme valfi açılır. Piston tekrar aşağı doğru hareket eder ve emme stroku bunu takip eder. Gerçekte giriş valfi biraz daha erken açılır, böylece giriş ve çıkış valfleri kısa süreliğine aynı anda açık kalır. Buna “valf örtüşmesi” denir. Egzoz valfinden silindiri terk eden yanmış gazların hızı negatif basınç oluşturarak, emme havasının ekstra çekilmesine neden olur. Bu şekilde, emme valfinin açılması ve pistonun aşağı doğru hareket etmesi durumunda silindire daha fazla hava akabilir. Böylece dolum seviyesi iyileştirilir.

Dört zamanlı işlemin daha ayrıntılı bir açıklaması için “sayfaya bakın.Benzinli motorun çalışması".

malzeme:
Vanalar ağır yük altındadır. Özellikle egzoz valfleri aşırı ısındığı ve iyi soğutulamadığı için. Giriş valfleri, silindire giren soğuk emilen hava ile kısmen soğutulur. Yanmış egzoz gazları egzoz valflerinden 900 santigrat dereceye kadar bir sıcaklıkta akar. Bu nedenle egzoz valfleri de emme valflerinden farklı bir malzemeden yapılmıştır. Giriş valfleri genellikle krom nikel çelikten yapılır. Egzoz valfleri genellikle krom-silikon çelikten yapılır. Yüksek sıcaklık koşullarından kaynaklanan aşınmayı sınırlamak için valf diskinin dış kenarları (sızdırmazlık yüzeyi) ve valf gövdeleri bir karbür alaşımı (stellit) tabakasıyla zırhlanmıştır. Valfler ısının çoğunu valf diski ve valf gövdesi yoluyla dağıtır. Sodyumla doldurulmuş vanalar daha iyi ısı dağılımına sahiptir.

Sodyum dolu vanalar:
Egzoz valflerinin içi boştur. İçi boş alanın yaklaşık %60'ı sodyumla doludur. Sodyum, yüksek sıcaklıkta (yaklaşık 100 santigrat derece) sıvı hale gelen bir metaldir. Motor çalışırken valf sıklıkla yukarı ve aşağı hareket eder. Valf içindeki sodyum sürekli ileri geri atılarak ısının taşınmasını sağlar. Sodyum, valf diskinden ısıyı emer ve bunu valf gövdesine bırakır. Sodyum dolu vanalarla, sodyum dolu olmayan vanalara kıyasla 80 ila 100 derecelik bir sıcaklık düşüşü elde edebilirsiniz.
Giriş valflerinin buna ihtiyacı yoktur çünkü bunlar zaten gelen hava tarafından soğutulur.

Şekilde gri yüzey malzemeyi, kırmızı kısım ise sodyumla dolu boşluğu temsil etmektedir.

Valf Kılavuzları:
Valfler silindir kapağında yukarı ve aşağı hareket eder. Valf ile silindir kapağı arasında iyi bir sızdırmazlık bulunmalıdır, böylece silindir kapağından valf gövdesi boyunca giriş veya egzoz geçişine yağ akmasın. Yağlama için valf ile valf kılavuzu arasında her zaman küçük bir yağ filmi bulunur. Supap kılavuzu şekilde turuncu renkte gösterilmiştir.

Egzozdan mavi duman çıkıyorsa, bu durum valf kılavuzlarının arızalı olmasından kaynaklanıyor olabilir. Supap kılavuzları genişlemiş olabilir (aşağıdaki resme bakın), böylece supap silindir kafasında bile boşluk bırakabilir. Bu durumda yağ, valfi geçerek giriş veya egzoz kanalına sızabilir. Supap kılavuzunun üst kısmında dış hava basıncı veya bazen daha yüksek karter basıncı nedeniyle aşırı basınç bile bulunur. Supap kılavuzunun alt kısmında gazlar egzoz manifolduna akar ve bu da vakum etkisi sağlar. Bu, sızıntıyı artırır çünkü yağ, valf gövdesi boyunca emilir. Yağ egzoz manifolduna girdiğinde yanmaz. Yağ ısıtılarak kısmen buharlaşması sağlanır. Bu, egzozdan mavi duman çıkmasına neden olabilir.

Valf kılavuzları sıklıkla ayrı ayrı değiştirilebilir. Bunu yapmak için silindir kapağının sökülmesi ve valfin silindir kapağından çıkarılması gerekir. Daha sonra valf kılavuzları değiştirilebilir. Supap kılavuzları tüm silindir kafalarında ayrı ayrı değiştirilemez. Yeniden üretim şirketlerinin genellikle bunun için bir çözümü vardır. Saygın bir revizyon şirketinden valf kılavuzlarını değiştirme seçeneklerini sorun.

Farklı valf kontrolü türleri:
Valfler farklı şekillerde çalıştırılabilir. Aşağıdaki resimde beş farklı versiyon gösterilmektedir. Bu farklı versiyonlar ve ayarlama yöntemleri bu sayfada daha ayrıntılı olarak tartışılmaktadır.

A: Külbütör kolları ile dolaylı valf kontrolü.
B: Makaralı sürükleme külbütörleriyle doğrudan valf kontrolü.
C: Hidrolik valf ayarlayıcılarla doğrudan valf kontrolü.
D: Külbütör kolları ve silindir başına birden fazla valf ile doğrudan valf kontrolü.
E: Hidrolik valf kaldırıcılar ve silindir başına birden fazla valf ile doğrudan valf kontrolü.

Hidrolik valf iticisi olmayan motorlarda (A, B ve D), valf açıklığının periyodik olarak kontrol edilmesi gerekir. Bu konu hakkında daha fazla bilgiyi bu sayfadaki "Valf açıklığının ayarlanması" bölümünde bulabilirsiniz. Hidrolik valf kaldırıcılı motorlarda valf açıklığının ayarlanması ne gerekli ne de mümkündür; hidrolik silindirler fazla boşluğu ortadan kaldıran yağla doldurulur.

Dolaylı valf kontrollü valf mekanizması:
Geçmişte, motorlar temel bir donanımla donatılmıştı. eksantrik mili. Günümüzde binek otomobil motorları yalnızca üstten eksantrik mili ile donatılmıştır. Altta bulunan eksantrik milinin yapısı kayboluyor. Bu yapının dezavantajı, eksantrik mili ile valf arasında çok fazla kütle olması nedeniyle bu motorların yüksek hızları kaldıramamasıdır. Yüksek hızlarda çok fazla oynama meydana gelecek ve valf artık doğru zamanlarda açılıp kapanmayacaktır.
Krank mili şu şekilde tahrik edilir: alttaki eksantrik miline küçük bir zamanlama zinciri veya kayışı (aşağıdaki resme bakın). Eksantrik mili, valf iticisini ve itme çubuğunu yukarı doğru iter. Külbütör kolunun sağ tarafı yukarı itilir. Külbütör kolu, külbütör milinin etrafında 'döner' ve sol tarafı aşağı doğru iter. Bu, valfi, valf yayının kuvvetine karşı aşağı doğru zorlar. Eksantrik mili daha fazla döndürüldüğünde, supap yayı supabı kapalı konuma getirir ve külbütör kolu başlangıç konumuna geri döner.

Doğrudan valf kontrollü valf mekanizması:
Üstten eksantrik mili günümüzde yalnızca binek araçlarda kullanılmaktadır. Daha sonra eksantrik mili silindir kafasına yerleştirilir. Üstten eksantrik miline sahip motorların avantajı, altta bulunan eksantrik miline göre daha yüksek hızları idare edebilmeleridir.

Yukarıdaki sol resimde, valf yayı valfı kapalı olarak bastırdığı ve eksantrik mili saat yönünde döndüğü için valfin kapalı olduğunu görebilirsiniz. Sağdaki resimde eksantrik mili bükülerek kamın valfi aşağı doğru itmesine neden olur. Yay artık sıkıştırılarak valfi aşağı doğru iter. Eksantrik mili daha fazla döndürüldüğünde valf yayı valfı tekrar yukarı doğru itecektir. Valf yayı yaklaşık 20 kg'lık bir karşı basınç uygular.

Resimde, valf yaylı bir valfin şematik gösterimi gösterilmektedir. Burada valf yuvasının valf kapatma yüzeyinde valfin hangi parçaya dayandığını açıkça görebilirsiniz. Üst kısımda yay yuvası (eksantrik mili kamının valfi aşağı doğru ittiği kısım) ve altında valf anahtarı ve valf yayı bulunur. Valf anahtarı, valf için montaj görevi görür. Valfı silindir kapağından çıkarmak için valf anahtarlarının çıkarılması gerekir. Sökme sırasında yay yuvası, valf yayının kuvvetine karşı aşağı doğru bastırılmalıdır (bunun için özel aletler mevcuttur). Valf daha sonra serbestçe hareket edebilecektir. Yay yuvası ile supap sapı arasındaki mıknatıslı iki supap anahtarını çıkararak, supap silindir kapağından alttan çıkarılabilir.
Montaj sırasında doğru vananın doğru yere tekrar takıldığından emin olunmalıdır. Bunlar değiştirilemez. Yeni bir vana takıldığında özel zımpara macunu ile zımparalanması gerekecektir. Zımparalamadan sonra valf iyice sızdırmaz hale gelecektir. Daha sonra yeni valf, valf gövdesi kılavuzundan kaydırılabilir ve valf anahtarları tekrar yerine yerleştirilebilir. Daha sonra valf yayı tekrar gevşetilebilir.

Valf boşluğunu ayarlayın:
Eksantrik mili ile külbütör kolu veya valfin üst kısmı arasında her zaman belirli bir miktar boşluk olmalıdır. Bu açıklık malzemeye genişleme fırsatı verir. Oyun çok büyük olmamalı; valf daha sonra daha az mesafede ve daha kısa bir süre için açılır. Boşluk çok büyükse, eksantrik milinin valfi açması daha uzun sürecek ve valf daha erken kapanacaktır. Oyun da çok küçük olmamalıdır; vana daha erken açılır ve daha sonra kapatılır. Valf her seferinde çok uzun süre açık kalır. Bu nedenle vananın kapalı kalma süresi daha kısadır; valfın ısısını silindir kafasının valf yuvasına dağıtamaması ve dolayısıyla aşırı ısınma ihtimali vardır. Valf daha sonra yanabilir.

Günümüzde neredeyse tüm binek otomobiller hidrolik valf kaldırıcılarla donatılmıştır. Ancak hala supap boşluğu ayarı gerektiren motorlar geliştiren üreticiler var. 90'lı yılların otomobillerinde hidrolik valf iticilerinin kullanımı hiç de açık değildi. Bu nedenle, supap açıklığının periyodik olarak kontrol edilmesi ve gerekirse ayarlanması gereken birçok araç hala ortalıkta dolaşıyor. Fabrika verileri genellikle bunun yapılması gereken mesafeyi listeler (genellikle her büyük bakım servisinde). Valf boşluğunu ayarlamak için iki farklı yapı mevcuttur; şimler aracılığıyla ve eksantrik cıvataların ayarlanmasıyla. Bunların her ikisi de aşağıda açıklanmıştır.
Valfler ayarlanırken herhangi bir noktadan başlamamalısınız. Valflerin “takla” konumuna getirildiği noktaya dikkat edilmelidir. Yuvarlanma, eksantrik milinin egzoz valflerini henüz kapattığı ve emme valflerini açmak üzere olduğu anlamına gelir. 1. silindirin devrilmesi, emme strokunun başlangıcında olduğu anlamına gelir. Bu durumda silindir 1'in pistonu üsttedir. Silindir 1 ve 4, yükseklik açısından her zaman aynı yüksekliktedir (tıpkı 2 ve 3'ün aynı yükseklikte olması gibi, aşağıdaki resme bakınız). Ateşleme sırası 1-3-4-2 olduğundan (çalışma diyagramını hatırlayın), bu, silindir 4'ün güç strokunun başlangıcında olduğu anlamına gelir. 4. silindirden sonra sıra 2. silindire ve ardından 3. silindire gelir.

Aşağıdaki resim BPD'deki silindir 1'in pistonunu göstermektedir. Kulplar aşağıya doğru yönlendirilmiştir; emme valfleri yeni kapandı ve egzoz valfleri açılmak üzere. Bu anda 4 numaralı silindirin valfleri ayarlanabilir; oradaki kameralar yukarıya doğru bakıyor.

Valf açıklığı sözde " ile ölçülürkalınlık ölçer“. Sentezme mastarı, her biri diğerinden 0,05 mm daha kalın olan çeşitli boyutlarda metal şeritler içerir. Eksantrik mili ile valf arasında bir dizi şeridi kaydırarak ne kadar boşluk olduğunu kontrol edebilirsiniz. Söz konusu şerit çok kolay bir şekilde itilmemelidir; bu durumda valf açıklığı şeridin değerinden daha büyüktür. Şerit uymuyorsa veya çok ağırsa ve sıkışıyorsa şerit çok kalın demektir. Şerit aralarında hareket ettirildiğinde direnç hissedilebilir.

Şimler kullanarak valf açıklığının ayarlanması:
"Şim" olarak da adlandırılan şimin kalınlığı bu durumda valf açıklığını belirler. Aşağıdaki resimde şim kırmızı renkle gösterilmiştir. Ayar sacını daha kalın bir parça ile değiştirdiğinizde supap açıklığı azalacaktır. Böylece eksantrik mili ile şim arasında daha az boşluk kalır. Görselin altında supap boşluğunun nasıl ayarlanması gerektiği anlatılmaktadır. Valfleri ayarlamak için söz konusu valfin kamının aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi yukarıya bakması gerekir. Kam büküldüğünde yanlış ölçümler alınır. Dört silindirli bir motorun valflerini ayarlarken aşağıdaki önlemlerin alınması gerekir:

Geçiş silindiri 1 = Silindir 4'ün valflerini ayarlayın.
Geçiş silindiri 2 = Silindir 3'ün valflerini ayarlayın.
Geçiş silindiri 3 = Silindir 2'ün valflerini ayarlayın.
Geçiş silindiri 4 = Silindir 1'ün valflerini ayarlayın.

Örneğin yukarıdaki valf açıklığının fabrika değeri 0,35 mm olabilir. Bu nedenle, kam yukarıya doğru yönlendirildiğinde, şim ile eksantrik mili arasında 0,35 mm'lik bir boşluk olmalıdır. İki parça arasındaki boşluk sentil ile ölçülebilir. 0,35 mm'lik şerit herhangi bir direnç hissetmeden çok kolay geçiyorsa bu, valf ile eksantrik mili arasındaki mesafenin 0,35 mm'den büyük olduğu anlamına gelir. Bu durumda valf boşluğu çok büyüktür. 0,45 mm'lik bir sentil şeridi, içeri itmek için çok fazla kuvvet uygulanması gerektiğinden aralığa pek sığmıyorsa, bu şerit çok kalındır. Bu durumda gerçek oynama 0,35 ila 0,45 mm arasındadır. Güvenli tarafta olmak için arasına 0,40 mm'lik bir şerit kaydırılabilir. Başlıyorsa ancak ileri geri hareket edebiliyorsa (direnç hissedilebilir), o zaman emin olabilirsiniz; valf açıklığı öngörülen 0,40 mm yerine 0,35 mm'dir.

Supap boşluğu çok büyük olduğundan daha kalın bir ayar sacı takılmalıdır. Boyutlar genellikle şimlerin üzerinde belirtilir. Bu durumda çok ince olan altlığın değerini okuyun. Yani örneğin 2,75 mm.
Valf boşluğu çok büyük; ayar sacı monte edilenden 0,05 mm daha kalın, yani 2,75 mm olmalıdır. (2,75 + 0,05) = 2,80 mm'lik bir ayar takıldığında valf boşluğu doğrudur. Bu durumda 2,80 mm'lik şimi takın, krank milini iki tur döndürerek doğru valflerin tekrar sallanmasını sağlayın ve valf boşluğunu tekrar kontrol edin.

Şimleri kolayca değiştirmek için genellikle özel sökme aletleri bulunur. Bunun bir örneğini görselde görebilirsiniz.

Ayarlanabilir eksantrik kullanarak valf açıklığının ayarlanması:
Sıklıkla kullanılan bir sistem ayarlanabilir eksantriktir. Ayar vidası ancak kilit somunu çeyrek tur gevşetildikten sonra döndürülebilir. Ayar vidası döndürüldüğünde, valf gövdesi ile külbütör kolu arasındaki boşluk anında artacak veya azalacaktır. Daha sonra kilitleme somunu sıkıldığında ayar vidası tekrar kilitlenir.

Burada da elbette ilk olarak doğru silindirin valfleri geçiş yapacak şekilde ayarlanmalıdır! Doğru kalınlıkta (yani fabrika değeriyle aynı değerde) bir sentil ile valf gövdesi ile külbütör kolu arasını hissederek valf açıklığının çok büyük, çok küçük veya doğru olup olmadığı belirlenebilir. Ayar vidasını çevirerek ve kalınlık mastarını sürekli olarak onun arasında hareket ettirerek, valf açıklığının doğru olduğu yerde ayar vidasının doğru konumu bulunabilir. Daha sonra kilit somununu sıkın ve boşluğun hala aynı olup olmadığını kontrol edin. Üretici tarafından belirtilen özel bir alet kullanılmadığı sürece, kilit somunu sıkılırken ayar vidasının hafifçe dönmesi ihtimali yüksektir.

Çoklu valf teknolojisi:
Her dört zamanlı motorda en az 1 emme valfi ve 1 egzoz valfi bulunur. Daha güçlü ve ekonomik motorlarda genellikle 2 emme valfi ve 2 egzoz valfi bulunur. Bazı tiplerde 2 giriş valfi ve 1 egzoz valfi veya 3 giriş valfi ve 1 egzoz valfi bulunur.
Birden fazla valf kullanmanın iki ana avantajı vardır:

Valfler biraz daha küçük bir çapa sahip olacak ve bu da valf başına daha düşük bir kütleye (daha az ağırlığa) yol açacaktır. Bunun en büyük avantajı supapların yüksek motor devirlerinde dalgalanmamasıdır. Yüzer valfler, motor yüksek bir hızda (örneğin 5000 rpm) çalıştığında valflerin çok hızlı açılıp kapanması ve valf yaylarının artık valfi kapatmak için zamanının kalmaması anlamına gelir. Bu nedenle valf, valf yuvasında tamamen kapanmaz. Bu, pistonun valfe çarpmasına veya valfin artık ısıyı valf yuvasına aktaramayacağı için aşırı ısınmasına neden olabilir. Çoklu valfler, valfleri daha hafif hale getirir ve valf yaylarına valfi kapatmak için yeterli zaman kazandırır.
Valf başına daha düşük kütle, valflerin daha hızlı kapanmasına olanak tanır. Bu, eksantrik milinin konumunun belirli bir motor hızı veya yükünde değiştirildiği değişken valf zamanlamasının uygulanmasını mümkün kılar.

Değişken valf zamanlaması ve valf kaldırma:
Modern motorlar sıklıkla değişken valf zamanlaması kullanır. Bazı motor üreticileri de değişken valf kaldırma kuvveti kullanır (BMW dahil). Bu bölümler sayfalarda ayrı ayrı açıklanmıştır: