Zawór silnika: jaka jest jego funkcja?
Zawór silnika spalinowego jest ważną częścią mechanizmu rozrządu w tłokowym silniku spalinowym.
W tym artykule przyjrzymy się pokrótce funkcji zaworu silnika spalinowego i temu, co go podkreśla.
Spis treści
Jak działa zawór silnika?
Wałek rozrządu steruje zaworami. Jeśli wałek rozrządu się obraca, krzywka zaczyna przesuwać się po popychaczu zaworu, naciskając w ten sposób sprężynę zaworu, dzięki czemu zawór zaczyna się otwierać. Jednak zawór jest zamknięty, jeśli krzywka nie dotyka popychacza.
Wałek rozrządu: Jak to działa i czego o nim nie wiedziałeś?
W ten sposób głowica zaworu osadzona jest na gnieździe zaworu, zamykając w ten sposób komorę spalania. Kiedy zawór się otwiera, jego głowica ponownie wysuwa się do komory spalania. Istnieją co najmniej dwa zawory na każdy cylinder tłokowego silnika spalinowego, jeden wlotowy, a drugi wylotowy.
Większość współczesnych nowoczesnych silników ma więcej zaworów, najczęściej cztery zawory na cylinder, z których dwa to zawory dolotowe i dwa wydechowe. Niektóre silniki mają nieparzystą liczbę zaworów na cylinder. Jednym z nich jest dobrze znany silnik 1.8T 20v, który ma trzy zawory dolotowe i dwa zawory wydechowe.
Budowa zaworów silnika
Zawór silnika składa się z głowicy i trzpienia. Główka zaworu to najszersza część zaworu, tworząca płytkę. Trzpień zaworu to zwężona część, która przypomina gwóźdź bez główki. Głowica zaworów dolotowych jest zwykle większa niż głowica zaworów wydechowych lub w przypadku nieparzystej liczby zaworów liczba zaworów dolotowych jest większa niż liczba zaworów wydechowych.
Priorytetem jest zapewnienie wystarczającego napełnienia butli. Dlatego rozmiar zaworów wlotowych jest maksymalizowany kosztem zaworów wydechowych. Ciśnienie spalin w cylindrze jest wystarczające w momencie otwarcia zaworu wydechowego, aby zapewnić prawidłowe opróżnienie cylindra.
Trzpień zaworu powinien być jak najkrótszy, aby niepotrzebnie nie zwiększał ciężaru zaworu, a także jest miejscem, przez które odprowadzane jest ciepło z zaworu. Trzpień jest jednym z dwóch miejsc, przez które zapewnione jest odprowadzanie ciepła z zaworu, dlatego jego średnica może wynosić nawet 30% średnicy gniazda zaworu.
Moc i moment obrotowy silnika: który z tych parametrów jest ważniejszy?
Kąt skosu powierzchni łożyska zaworowego silnika spalinowego wynosi najczęściej 45°. Pod tym kątem uzyskuje się dobrą szczelność. Jednak niektóre silniki mają zawory dolotowe o kącie skosu powierzchni lądowania 30°. Mniejszy kąt skosu powierzchni łożyska zaworowego poprawia napełnienie cylindra, a co za tym idzie osiągi silnika.
Co musi wytrzymać zawór silnika?
Zawór silnika jest bardzo obciążony mechanicznie i termicznie.
- Mechanicznie zawór jest obciążony ciśnieniem spalin w komorze spalania, siłami bezwładności i tarciem.
- Termicznie zawór jest obciążony wysoką temperaturą panującą w komorze spalania.
Obciążenie termiczne jest nierównomierne, co powoduje naprężenia termiczne. Nierównomierne obciążenie termiczne wpływa na niektóre wymagania stawiane konstrukcji zaworów. Inne wymagania wpływające na konstrukcję zaworów wynikają z konstrukcji silnika spalinowego.
Bardzo wysokie temperatury obciążają zawory silnika, a gniazdo zaworu lub trzpień zaworu służy do rozpraszania tego ciepła. W celu lepszego przenoszenia ciepła z grzybka zaworu na trzpień, wnęka wewnątrz zaworu jest wypełniona materiałem, najczęściej sodem, który w temperaturze roboczej jest płynny.
Jednak wnęka jest wypełniona tylko częściowo, zapewniając, że gdy zawór się porusza, wewnętrzna przestrzeń jest myta, a tym samym lepszy transfer ciepła z grzybka zaworu do jego trzpienia.
W przypadku większych zaworów głowica zaworu może być również wydrążona. Zawory wydechowe są znacznie bardziej obciążone termicznie niż zawory dolotowe, dlatego są wykonane z wyższej jakości i trwalszych materiałów.