Какие бывают клапана – перепускной обратный, сбросный клапан системы отопления, детали на фото и видео

Типы клапанов, какие клапаны бывают?

Главная | Статьи о трубопроводной арматуре | Типы клапанов, какие клапаны бывают?

Клапаны разных типов являются одним из самых востребованных элементов трубопроводов. Их предназначение состоит в том, что бы перекрывать поток газа или жидкости в трубопроводе, регулировать его силу и направлять. В процессе эксплуатации они испытывают постоянные нагрузки, и поэтому подвержены повышенному износу.

 

Различают несколько типов клапанов, в зависимости от предназначения и устройства.

 

1. Запорные клапана или вентили. Основное их применение состоит в том, чтобы глухо перекрывать поток в трубопроводе. Как правило, для этого требуется небольшое усилие при повороте затвора. Качественный клапан будет плотно закрываться, исключая даже мельчайшие щели, для полной герметизации.

2. Обратный клапан поворотного типа. Задача его состоит в том, чтобы перекрывать трубопровод в случае падения давления, во избежание образования обратного потока. Затвор в таких клапанах поворачивается вокруг оси, которая смещена от центра. В зависимости от строения различают две модификации — простые и безударные клапана. В первых ось вращения выведена из трубопровода, а во втором — пересекает его.

3. Обратный клапан подъемного типа. Затвор автоматически выдвигается перпендикулярно направлению движения потока в трубопроводе. Применяются так же специальные приёмные клапана, устанавливаемые в начале трубопровода. Они зачастую оборудованы специальной сеточкой для фильтрации.

4. Предохранительный клапан — важный элемент любого трубопровода высокого давления. Он срабатывает в случае повышения внутреннего давления выше критической отметки. После сброса давления возвращается в закрытое состояние. Наиболее широкое распространение получили клапаны с пружинным механизмом. Пружина подбирается в зависимости от требуемого максимального давления. Это позволяет изготавливать клапаны для широкого диапазона рабочих давлений, применяя пружины разной упругости.

5. Регулирующие клапана. Являются сложным элементом, состоящим из электронной и механической частей. Электронная часть отслеживает различные параметры в трубопроводе — температуру, давление, плотность. На основании полученных данных изменяется положение задвижки. Такие клапана применяются в механизмах, где требуется создание конкретных условий для протекания технологического процесса.

6. Смесительные клапана. Применяются для смешивания потоков из нескольких трубопроводов. Таким образом регулируется температура жидкостей или происходит приготовление необходимых смесей.

proarma.ru

Виды и функции клапанов

Определение клапанов

Клапан – это устройство, являющееся одним из элементов трубопроводной арматуры, предназначенное для открытия, закрытия и регулирования потока рабочей среды. Рабочая среда может быть жидкой (вода, жидкие металлы и прочее), газообразной (воздух, азот, кислород и прочее) и в других состояниях.

Рассмотрим несколько видов клапанов по принципу работы:

  • запорные;
  • смесительные;
  • предохранительные;
  • регулирующие;
  • обратные клапаны;
  • отсечные.

Клапаны и их описание

Запорные клапаны – трубопроводная арматура, конструкция которой выполнена в виде клапана. Клапан используется для перекрытия потока рабочей среды. Большинство клапанов управляются вручную – путем закручивания или откручивания вентиля.

Запорные клапаны бывают: сильфонные, запорно-регулирующие и другие.

Данные клапаны широко используются в трубопроводных системах, в отраслях нефтеперерабатывающей, химической и целлюлозно—бумажной промышленности.

Смесительные клапаны – трубопроводная арматура, обеспечивающая смешивание потоков холодной и горячей воды. Клапаны могут управляться как вручную, так и автоматически – терморегулятором или сервоприводом, с помощью сигнала термостата или контроллера.

Клапаны применяются в таких инженерных системах как горячее водоснабжение, теплый пол и т.п.

Предохранительные клапаны (клапаны давления) – защитная трубопроводная арматура, предупреждающая разрушение оборудования и трубопроводов избыточным давлением среды. Исходное положение клапана закрытое, но при появлении избыточного давления, клапан автоматически открывается и выпускает излишки среды. При стабилизации давления, клапан автоматически закрывается.

Предохранительные клапаны используются повсеместно там, где может возникнуть повышенное давление - это как бытовые сферы деятельности, так и промышленные. В нашем каталоге имеются пружинные предохранительные клапаны.

Регулирующие клапаны – элемент трубопроводной арматуры, который используется для изменения расхода рабочей среды, проходящей через данный участок, с целью регулирования давления, температуры, уровня, концентрации и т.п.

Регулирующие клапаны могут быть: с проточной частью, односедельные фланцевые, двухседельные фланцевые, запорно-регулирующие, фланцевые клеточного типа и другие.

Клапаны используются в тепло- и водоснабжении, системах вентиляции, газоснабжения, нефтегазовой, химической и других отраслях промышленности.

Обратные клапаны - вид защитной трубопроводной арматуры, которую используют для контроля направления движения рабочей среды. Обратные клапаны пропускают среду в одном направлении и не допускают движения в обратном направлении.

Обратный клапан весьма полезен в отоплении и водоснабжении частного дома.

Обратные клапаны бывают: обратные, обратные поворотные, обратные поворотные чугунные и другие.

Отсечные клапаны - вид защитной трубопроводной арматуры, которая используется для быстрого отключения трубопровода в случае непредвиденной ситуации или в виду особенностей технологического процесса.

Клапан действует на основе поданного сигнала от датчиков, а также может быть дистанционно открыт или закрыт обслуживающим персоналом.

Применяются отсечные клапаны в основном в энергетике.

Отсечные клапаны бывают: сальниковые с мембранным исполнительным механизмом (МИМ), сильфонные с мембранным исполнительным механизмом (МИМ), сильфонные с поршневым исполнительным механизмом (ПИМ), сальниковые с поршневым исполнительным механизмом (ПИМ) и другие.

Информацию о клапанах и возможности их приобретения Вы можете получить по телефону: +7 (351) 700-06-01 или e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

chztpa.ru

Разновидности клапанов

Клапаны запорные

Клапаны запорные – это один из наиболее часто используемых видов арматуры для трубопровода. Устройство построено на запорном механизме, движущемся возвратно-поступательно параллельно оси потока воды. Самое известное название, которое получили клапаны запорные — это вентиль, но в действительности, в соответствии с ГОСТом 24856-81, применение названия «вентиль» не считается правильным.

Клапаны запорные выполнены из таких металлов металлы, как чугун, латунь, бронза, алюминий, титан и неметаллические сплавы. Механизм вентилей бывает угловым, прямоточным и игольчатым.

Большим преимуществом такого вида, как клапаны запорные является небольшой по сравнению с другими видами ход затвора, который требуется для полного открывания запорного механизма.

С этой целью тарелку вентиля достаточно приподнять на 1/4 диаметра отверстия находящегося в седле. Но для того, чтобы открыть задвижку, клин или диск перемещают на величину, которая равна диаметру отверстия. Этим и объясняется то факт, что клапаны запорные производят со значительной меньшей высотой, чем задвижку, имеющую тот же диаметр прохода. Но строительная высота у нее больше, чем у задвижки.

Клапаны обратные поворотные

Клапаны обратные поворотные; устройства с обратной поворотной конструкцией работают в автоматическом режиме и предназначены для предотвращения обратного потока рабочей среды в трубопроводе. Клапаны обратные поворотные имеют две конструкции: подъемную и поворотную. Вентили состоят из диска, который производит движения обратно-поступательного характера. Клапаны обратные поворотные оснащены специальным затвором, крутящимся вокруг оси в горизонтальном направлении. Ось расположена в центре седла и трубопроводного механизма.

На трубопроводе, имеющем горизонтальное направление, клапаны обратные затворные располагают в положении крышкой вверх. На трубопроводе, имеющем вертикальное направление, арматура располагается в соответствии с направлением стрелки по направлению вверх. Поток среды в трубопроводе должен быть направлен под диск захлопывающего механизма.

Клапаны обратные затворные обладают следующими техническими данными:

DN – от 15 до 2200 мм;
PN – от 2,5 до 250 кгс/см2;
Температура рабочей среды должна составлять до 600 °С.

Клапаны отсечные

Клапаны оотсечные относится к разряду запорных устройств. Его основной показатель — это моментальность срабатывания. Он используется в том случае, когда в трубопроводной системе требуется устройство, которое в состоянии обеспечить минимальную продолжительность времени при процессе открывания и закрывания. С этими целями в клапаны отсечные монтируются электро-пневматические или электромагнитные приводы.

Клапаны предохранительные

Клапаны предохранительные предназначены для трубопроводной системы. Она служит надежной защитой от разрушения механического характера разрушения сосудов и трубопроводов, в которых наблюдается усиленное давление. Клапаны предохранительные функционирует посредством автоматизированного выпуска избытка жидкости, паров и газов из труб при излишнем уровне давления. После того как среда будет сброшена показатель давления падает до отметки ниже, чем при начале реагирования клапана. Клапаны предохранительные действуют автоматически и остаются в закрытом положении до того момента, пока давление в системе не возрастет чрезмерно.

К технической характеристике этого вида относится давление срабатывания и его пропускная способность, то есть то количество среды, которое сбрасывается за определенное время при клапане в открытом положении.

 

Клапаны распределительные

Клапаны распределительные направляют рабочую среду в один или более трубопроводы. Клапаны распределительные делятся на категории на основании количества патрубков в их схеме. Клапаны распределительные бывают трехходовыми (с тремя патрубками), четырехходовыми ( с четырьмя патрубками) и многоходовыми.

Чаще всего электромагнитное клапаны распределительные применяются для управления пневматическими приводами и гидроприводами. Его также используют для взятия проб воздуха из нескольких камер. При функционировании в пневматическом приводе сброс отработанного воздуха может осуществляться прямо в атмосферу или в емкость. После того как управляющая среда подаст давление в цилиндр, оно должно быть зафиксировано. Это операция выполняется посредством электромагнитного привода без наличия или с наличием защелки, которая фиксирует положение золотника в нужном положении. Применимы и конструкции с обратным механизмом.

Клапаны смесительные

Клапаны смесительные разработаны с целью смешивания в нужных пропорциях различных сред. К примеру, перемешать холодный и горячий поток воды, при этом температура смеси остается на определенном показателе. Или же изменяя температуру по требуемым параметрам. Клапаны смесительные относятся к разряду регулирующих устройств.  В смесительной арматуре командный сигнал, который отвечает за положение плунжера, определяет параллельно расход двух сред. В арматуре с регулирующим назначением положением плунжера определяется расходование лишь одной среды. Клапаны смесительные управляются посредством пневматического исполнительного механизма (МИМ) или же электрического исполнительного механизма (ЭИМ).

Клапаны электромагнитные

Клапаны электромагнитные бывают двух типов: с прямым и непрямым принципом действия.Посредством электромагнитного клапана прямого действия обеспечивается открывание или же закрывание клапанов посредством движущегося сердечника при подпитке катушки электромагнитного клапана.

Клапаны электромагнитные, функционирующие на основе непрямого действия, функционируют за счет подпитки катушки замещающего клапана. А основной клапан открывается посредством воздействия давления из среды и его компенсации при минимальных механических усилиях. Клапаны электромагнитные с механизмом непрямого действия пользуются энергией рабочей среды, которая проходит через клапан. Поэтому у них перечень рабочих давлений значительно больше, также большее количество условных диаметров и соленоидов относительно невысокого уровня мощности.

Для надежного функционирования, как правило, выбирают клапаны электромагнитные лучше выбрать модель клапана с прямым действием, которая не так реагирует на чистоту воздуха, температуру окружающей среды и имеет более точное срабатывание и прочность в работе. Клапаны электромагнитные имеют большой плюс — быстрое реагирование.

Юсуф Булгари

Читайте также:

Технический ремонт турубопроводной арматуры

Капитальный ремонт трубопроводов

Клапаны обратные

www.valve-service.ru

Какие бывают клапаны для котлов и в чем отличие

Индивидуальная система отопления решает многие проблемы в современной квартире. Вы сами можете решать, когда включить подачу тепла, и когда закончить «отопительный сезон». Вы больше не платите огромные суммы за едва теплые батареи, и можете самостоятельно улучшать отопительную систему, делая ее еще более эффективной.

Одним из вариантов модифицирования, является установка клапана для котла. Регулирующий клапан — это небольшое устройство, позволяющее повысить производительность котла, а затраты при этом уменьшить. О том, какие бывают клапаны для котла, и чем они отличаются друг от друга, мы расскажем в этой статье.

Виды регулирующих клапанов

Принято различать регулирующие клапаны по следующим параметрам:

  • по количеству ходов;
  • по типу соединения;
  • по типу самого клапана.

<h3>Количество ходов</h3>

Самыми распространенными являются двух- и трехходовые клапаны. Четырехходовые тоже существуют, но применяются в быту крайне редко.
Двухходовые клапаны являются «запирающими», т.  е. с их помощью можно ограничивать расход теплоносителя (воды), оставляя при этом производительность котла на том же уровне.

Трехходовые краны бывают разделительными и смесительными. Как становится понятно уже из названия, разделительные клапаны распределяют теплоноситель на два потока. Смесительные клапаны наоборот смешивают потоки, и регулируя клапан, Вы можете достичь необходимой температуры в системе.

Тип соединения

По типу соединения, клапаны для котла делятся на резьбовые (муфтовые), фланцевые и приварные. Выбор клапана по типу соединения обусловлен уже имеющимися в отопительной системе соединениями.

Тип клапана

Клапаны для котла бывают седельными и магнитными. Седельные клапаны используют, как запирающее или регулирующее устройство, магнитные только как регулирующее. Седельные клапаны можно отрегулировать только вручную, магнитные — вручную, и дистанционно.

Применение регулирующих клапанов повышают энергоэффективность системы, и позволяют сэкономить ресурсы. Установить клапан для котла можно самостоятельно, либо воспользоваться услугами профессионалов. Они помогут не только с монтажом, но и дадут дельный совет относительно того, какой клапан повысит производительность всей системы.
Практики утверждают, что при одинаковых исходных данных (температуре в помещении, и температуре воды в котле), благодаря использованию регулирующего клапана, им удалось снизить потребление газа на 25%. Согласитесь, за это стоит побороться.

profsnab24.ru

Виды и функции клапанов

Определение клапанов

Клапан – это устройство, являющееся одним из элементов трубопроводной арматуры, предназначенное для открытия, закрытия и регулирования потока рабочей среды. Рабочая среда может быть жидкой (вода, жидкие металлы и прочее), газообразной (воздух, азот, кислород и прочее) и в других состояниях.

Рассмотрим несколько видов клапанов по принципу работы:

  • запорные;
  • смесительные;
  • предохранительные;
  • регулирующие;
  • обратные клапаны;
  • отсечные.

Клапаны и их описание

Запорные клапаны – трубопроводная арматура, конструкция которой выполнена в виде клапана. Клапан используется для перекрытия потока рабочей среды. Большинство клапанов управляются вручную – путем закручивания или откручивания вентиля.

Запорные клапаны бывают: сильфонные, запорно-регулирующие и другие.

Данные клапаны широко используются в трубопроводных системах, в отраслях нефтеперерабатывающей, химической и целлюлозно—бумажной промышленности.

Смесительные клапаны – трубопроводная арматура, обеспечивающая смешивание потоков холодной и горячей воды. Клапаны могут управляться как вручную, так и автоматически – терморегулятором или сервоприводом, с помощью сигнала термостата или контроллера.

Клапаны применяются в таких инженерных системах как горячее водоснабжение, теплый пол и т.п.

Предохранительные клапаны (клапаны давления) – защитная трубопроводная арматура, предупреждающая разрушение оборудования и трубопроводов избыточным давлением среды. Исходное положение клапана закрытое, но при появлении избыточного давления, клапан автоматически открывается и выпускает излишки среды. При стабилизации давления, клапан автоматически закрывается.

Предохранительные клапаны используются повсеместно там, где может возникнуть повышенное давление - это как бытовые сферы деятельности, так и промышленные. В нашем каталоге имеются пружинные предохранительные клапаны.

Регулирующие клапаны – элемент трубопроводной арматуры, который используется для изменения расхода рабочей среды, проходящей через данный участок, с целью регулирования давления, температуры, уровня, концентрации и т.п.

Регулирующие клапаны могут быть: с проточной частью, односедельные фланцевые, двухседельные фланцевые, запорно-регулирующие, фланцевые клеточного типа и другие.

Клапаны используются в тепло- и водоснабжении, системах вентиляции, газоснабжения, нефтегазовой, химической и других отраслях промышленности.

Обратные клапаны - вид защитной трубопроводной арматуры, которую используют для контроля направления движения рабочей среды. Обратные клапаны пропускают среду в одном направлении и не допускают движения в обратном направлении.

Обратный клапан весьма полезен в отоплении и водоснабжении частного дома.

Обратные клапаны бывают: обратные, обратные поворотные, обратные поворотные чугунные и другие.

Отсечные клапаны - вид защитной трубопроводной арматуры, которая используется для быстрого отключения трубопровода в случае непредвиденной ситуации или в виду особенностей технологического процесса.

Клапан действует на основе поданного сигнала от датчиков, а также может быть дистанционно открыт или закрыт обслуживающим персоналом.

Применяются отсечные клапаны в основном в энергетике.

Отсечные клапаны бывают: сальниковые с мембранным исполнительным механизмом (МИМ), сильфонные с мембранным исполнительным механизмом (МИМ), сильфонные с поршневым исполнительным механизмом (ПИМ), сальниковые с поршневым исполнительным механизмом (ПИМ) и другие.

Информацию о клапанах и возможности их приобретения Вы можете получить по телефону: +7 (351) 700-06-01 или e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

chztpa.ru

Клапан двигателя. Назначение, устройство, конструкция

Это деталь двигателя и одновременно крайнее звено газораспределительного механизма. Клапанная группа включает в себя: пружину, направляющую втулку, седло, механизм крепления пружины. Все эти детали работают в тяжёлых механических и тепловых условиях, испытывая колоссальные нагрузки.

Сопряжение седло-клапан, подвергается наибольшему воздействию высоких температур и ударных нагрузок. Кроме того, детали постоянно испытывают недостаток в смазке по причине высоких скоростей работы. Это вызывает их интенсивный износ.

Требования, предъявляемые к группе:

  • Герметичность работы клапана в сопряжении с седлом;
  • Высокий коэффициент обтекаемости, при входе и выходе рабочей смеси из камеры сгорания;
  • Небольшой вес деталей группы;
  • Детали должны быть высокопрочными и одновременно жёсткими;
  • Стойкость к высоким температурам;
  • Эффективная теплоотдача клапанов;
  • Высокое сопротивление механическим и ударным нагрузкам;
  • Противодействие коррозии.

Назначение и особенности устройства

Назначение клапана, открывать и закрывать отверстия в головке блока цилиндров для выпуска отработанных газов либо впуска новой рабочей смеси. К основным элементам детали относятся головка и стержень. Переход от стержня к головке служит для плавного отвода газов, чем он плавней, тем лучше будет наполнение, либо очистка камеры сгорания.

Отработанные газы, выходя из камеры сгорания, создают сильное избыточное давление, а чем меньше площадь тарелки клапана, тем меньшие нагрузки он испытывает, вот почему выпускной клапан двигателя делается меньшего диаметра, а требования к нему выше. Так, при работе, головка выпускного клапана нагревается до 800-900.°С на бензиновых двигателях и до 500-700°С на дизельных моторах, впускной, нагревается до 300°С.

Именно по этим причинам при изготовлении выпускных клапанов нужны сплавы и материалы, обладающие повышенной жаропрочностью и содержащие большое количество легирующих присадок. Клапана делают из 2-х частей: головку из жаростойкого материала, стержень из углеродистой стали. Для изготовления клапана ДВС эти заготовки сваривают и шлифуют.

Выпускные клапана, в месте контакта с цилиндром, покрывают твёрдым сплавом. Толщина сплава порядка 1,5-2,5 мм. Такое покрытие позволяет избежать коррозии.

По причине меньших нагрузок при изготовлении впускных клапанов используют хромистые или хромоникелевые стали со средним содержанием углерода. При вводе рабочей жидкости в камеру сгорания, топливо отводит часть температуры от клапана и его составляющих, из-за чего температурные перепады у него ниже.

На эффективность работы клапана большое влияние оказывает его форма. Чем более она обтекаемая, тем выше скорость входящего или выходящего заряда смеси. Чаще всего головку клапана делают плоской, для облегчения изготовления детали, удешевления её производства и сохранения жёсткости.

Однако, в двигателях, испытывающих повышенные нагрузки, например, форсированных, в связи со спецификой самого двигателя применяют впускные клапана с вогнутыми головками. Такое устройство уменьшает массу детали и инерционную силу, возникающую при работе.

Стыковка клапана с седлом осуществляется по тонкому ободку на поверхности головки цилиндров — фаске. Стандартный угол наклона фаски впускных клапанов составляет 45°, у выпускных 45° или 30°. При изготовлении головок цилиндра фаски шлифуют, а затем, при установке клапана, каждый притирают к седлу. Ширина ободка должна быть не менее 0,8мм.

Ободок не должен прерываться по всему периметру окружности тарелки клапана. Сочленение между клапаном и седлом нужно уплотнить наверняка, вот зачем угол фаски клапана, по наружной стороне фаски, делают меньше угла седла на 0,5-1°.

В некоторых двигателях, для большей сохранности изделия, применяют устройство принудительного вращения клапана. В процессе работы на фасках откладывается нагар, нарушается уплотнение, появляются механические повреждения, это резко снижает эффективность работы мотора. Проворачиваясь, клапан ДВС распределяет нагрузку равномерно по всей поверхности фаски и принудительно очищает ее.

После фаски головки, у клапана имеется специальный поясок, в виде цилиндра. Эта конструктивная особенность позволяет уберечь его от перегрева и обгорания, а так же делает головку более жёсткой. Кроме того, при притирке, диаметр клапана остаётся прежним.

Пружинное стопорное кольцо предотвращает падение клапана в камеру сгорания двигателя, в случае, если элементы крепления хвостовика поломаются.

При соприкосновении с кулачком распределительного вала, или коромыслом, торцы клапана подвергаются большим нагрузкам. Поэтому для предания им жёсткости и износостойкости, их закаливают, или надевают на них специальные колпачки из высокопрочных сплавов.

Впускные клапана снабжают специальными резиновыми маслосъёмными колпачками, для предотвращения попадания через зазор масла в камеру сгорания в период такта впуска.

Выпускные клапана, работая в экстремальных температурных режимах, могут заклинить в отверстии направляющей втулки. Что бы этого не произошло, их стержни делают меньшего диаметра вблизи головки, по сравнению с поверхностью на остальной длине.

Сухарики, удерживающие клапанные пружины, держатся за сам клапан при помощи крепления, обеспеченного выточками.

Диаметр стержня выпускных клапанов больше диаметра стержня впускных, головка клапана — меньше. Такой конструктивный приём позволяет отвести от клапана больше тепла и понизить его температуру. Однако этот приём увеличивает сопротивление потока газов, делая очистку камеры сгорания менее эффективной. При расчётах, этот параметр сложно узнать, поэтому им пренебрегают, считая давление при выпуске большим, чем давление при впуске, что компенсирует недостаток с лихвой.

Для увеличения эффекта охлаждения выпускного клапана внутри его делают пустотелым. Пустое пространство заполняют металлом с низкой температурой плавления, обычно жидким натрием. Нагреваясь от головки клапана, пары жидкого натрия поднимаются в верхнюю, боле холодную часть, забирая большую часть тепла с собой. Там они соприкасаются с менее нагретой частью стержня и отдают тепло ей.

Пружины клапана

Пружина работает в условиях больших нагрузок. Основная её задача заключается в создании надёжной и плотной стыковки клапана и седла. Испытывая нагрузки, пружина может сломаться, зачастую это происходит по причине вхождения её в резонанс. С целью предотвращения этого явления, витки пружины делают с переменным шагом.

Так же можно изготовить коническую или двойную пружину. Двойные пружины обладают дополнительным плюсом, так как наличие двух деталей повышает надёжность механизма и уменьшает общий размер пружин.

Дабы исключить возможность резонанса в двойной пружине, направление витков внутренней и внешней пружин делают разными. Так же это позволяет удержать обломки детали, в случае поломки пружины, осколки задержатся между витками.

Пружины для клапанов изготавливают из проволоки, материал которой — сталь. После придания формы, изделие закаляют и подвергают отпуску. Для повышения прочности, обдувают воздухом с добавлением абразивного материала.

Что бы избежать коррозии, пружины обрабатывают оксидом цинка или кадмия. Концы пружин шлифуют и придают им плоскую форму. Это делается для более эффективной фиксации торцов пружин со специальными неподвижными тарелками в блоке цилиндров. Тарелки изготавливают из стали с низким содержанием углерода, верхнюю тарелку фиксируют на клапане при помощи сухарика.

Втулки клапанов и их направляющие

Отвод тепла от стержня клапана и его перемещение в возвратно поступательной плоскости обеспечивают направляющие втулки. В процессе работы сами втулки подвергаются воздействию высоких температур, омываясь горячими отработанными газами. При возвратно поступательном движении клапана между ним и поверхностью втулки возникает трение. Если смазки поступает не достаточно, то трение идёт практически на сухую.

Именно по этой причине к материалу втулок применяют ряд требований, таких, как: стойкость к износу, высоким температурам, трению. Некоторые составы чугуна, алюминиевая бронза, керамика обладают всеми свойствами, необходимыми для создания детали, удовлетворяющей таким требованиям.

Для впускных клапанов, в связи с разницей в температуре нагрева, зазоры между направляющей втулкой и стержнем делаются меньше. Нижнюю часть втулки делают под конус для предотвращения заклинивания клапана.

Выточки под клапана (седла)

Долговечность и правильная работа двигателя внутреннего сгорания напрямую зависят от качества изготовления выточки под клапана. При неправильной стыковке клапана и седла не будет обеспечиваться должная герметичность камеры сгорания, и скорый выход мотора из строя неизбежен. Седла изготавливают непосредственно в головке цилиндра, в данном случае речь идёт о чугунных головках. Либо делают их вставными, из стали, например, в алюминиевых головках.

Вставные седла удерживаются в головке путём запрессовки, или развальцовки.

Количество клапанов в двигателе

Когда речь заходит о клапанах, многие задаются вопросом: «сколько клапанов в двигателе должно быть?» Однозначного ответа нет, определить чёткое количество можно только изучив конструктивные особенности мотора. Учитывая, что в четырёхтактной силовой установке клапан осуществляет такты впуска и выпуска, значит минимальное количество на один цилиндр — два, один впускной и один выпускной.

Современные силовые установки наиболее часто используют конструкцию с четырьмя клапанами (двух впускных и двух выпускных) на каждый цилиндр. При открытии клапана в образовавшееся отверстие происходит заброс топливной смеси, или выход отработанных газов. Чем больше отверстие, тем эффективней будет наполнение или очистка. Соответственно коэффициент полезного действия мотора так же увеличится.

Увеличить отверстие за счёт увеличения тарелки клапана нельзя, поскольку её размер ограничен размером камеры сгорания. Поэтому для улучшения качества смесеобразования устанавливают большее количество клапанов на один цилиндр.

Встречаются схемы, в которых применяются два, три, и даже пять клапанов на цилиндр. Учитывая, что процесс наполнения более важен для работы двигателя, количество впускных клапанов в нечётных схемах всегда больше.

avtodvigateli.com

Клапан двигателя

Клапан – деталь газораспределительного механизма. Клапанный механизм (механизм привода клапанов) является составной частью газораспределительного механизма (ГРМ).

ГРМ бывает нижнеклапаннымм и верхнеклапаннымм. Современные силовые агрегаты повсеместно имеют верхнее расположение клапанов.

Клапан реализует прямую подачу в цилиндры определенной порции топливно-воздушной смеси или только воздуха, а также осуществляет выпуск отработавших газов. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания для нормальной работы требуется не менее двух клапанов на один цилиндр.

Клапаны бывают двух видов, что зависит от их прямой функции:

  • впускной клапан;
  • выпускной клапан;

Сегодня на современные моторы устанавливаются клапаны тарельчатого типа, которые имеют стержень. Устройство клапана включает в себя так называемую тарелку клапана. Наиболее распространенная конструкция ДВС получила клапаны, которые находятся в головке блока цилиндров (ГБЦ). То место, где клапан контактирует с ГБЦ, получило название седло клапана. Седло клапана ДВС стальное или чугунное, запрессовано в головку блока цилиндров.

Максимально качественное наполнение цилиндра двигателя топливно-воздушной смесью или воздухом  требует того, чтобы диаметр тарелки впускного клапана был больше, чем у выпускного клапана. Впускные и выпускные клапаны имеют определенные отличия по этой причине. Впускной клапан зачастую получает больший диаметр своей тарелки. Это сделано для того, чтобы улучшить  наполнение цилиндров топливно-воздушной смесью или только воздухом.

Что касается выпускного клапана, в увеличении диаметра его тарелки необходимость также присутствует. Это необходимо для лучшей очистки цилиндров от продуктов сгорания. Отметим, что размер тарелки впускного и выпускного клапанов ограничен размерами самой камеры сгорания, которая изготовлена в ГБЦ. Качественное наполнение цилиндров и очистка реализуются не путем увеличения диаметра тарелки одного клапана, а путем установки большего количества клапанов на один цилиндр.

Клапаны ДВС в процессе работы мотора испытывают серьезные механические и тепловые нагрузки. По этой причине их изготавливают из особых жаростойких и износостойких металлических сплавов. Кромка тарелки клапана может быть усиленной, иногда сама тарелка усиливается при помощи керамического напыления. Что касается стержня, то для впускного клапана предусмотрен цельнометаллический стержень. Выпускной клапан имеет полый стержень, дополнительно получает натриевое наполнение для улучшения охлаждения тарелки клапана.

Повышенное внимание уделяется вопросу охлаждения именно выпускных клапанов, особенно для производительных силовых агрегатов. Выпускные клапана подвержены тепловой нагрузке намного больше впускных. Как уже было сказано, клапаны в таких моторах имеют полый стержень, который внутри наполнен натрием. Такое решение является эффективным способом охлаждения. Указанный натрий при выходе мотора на рабочую температуру плавится внутри полого стержня клапана, а затем в расплавленном виде течет. Так осуществляется перенос избытков тепла от разогретой тарелки клапана к его стержню.

Место прилегания тарелки клапана к блоку называется фаской. Для того чтобы фаска не страдала от скопления нагара, а также было реализовано равномерное распределение тепла, в конструкции клапанного механизма используются решения для вращения (проворачивания) клапана в процессе работы ДВС.

Современное устройство наиболее распространенного двигателя предполагает схему с четырьмя клапанами, что означает наличие двух впускных и двух выпускных клапанов на каждый отдельный цилиндр. В момент открытия (клапан опускается) впускного клапана образуется кольцевой проход. Через этот проход между тарелкой клапана и седлом клапана в цилиндр попадает топливно-воздушная смесь или только воздух. От площади проходного сечения будет зависеть эффективность наполнения цилиндра, что далее влияет на показатели производительности при рабочем ходе поршня.

Могут также встречаться двухклапанные, трехклапанные и пятиклапанные схемы устройства ГРМ. В первом случае используется только один впускной и один выпускной клапан на цилиндр. Для трехклапанных схем характерно наличие двух впускных и одного выпускного клапана. Схема на пять клапанов означает, что стоят три впускных и два выпускных клапана. Количество клапанов на цилиндр зависит от общего размера камеры сгорания конкретного двигателя, реализации привода клапанов, степени форсировки мотора, а также ряда других факторов.

Открытие клапана реализовано при помощи нажатия на  клапанный стержень. За открытие отвечает привод клапана. Указанный привод обеспечивает передачу усилия от распределительного вала (распредвала). В современных двигателях используются две базовые схемы привода клапанов: привод посредством гидравлических толкателей клапана и реализация привода при помощи роликовых рычагов.

Закрытие клапана в процессе работы ДВС осуществляется при помощи специальной пружины определенной жесткости. Жесткость такой пружины должна быть ограниченной, чтобы не создавать больших ударных нагрузок на седла клапанов. Сила воздействия пружины заставляет тарелку клапана герметично перекрывать впускной или выпускной канал. Пружина клапана крепится на стержне посредством тарелки клапанной пружины и сухарей. Во время работы мотора, особенно под нагрузкой, могут возникать резонансные колебания на клапанах. Для устранения этого нюанса могут быть установлены сразу две клапанные пружины с разнонаправленными витками.

Жесткость таких пружин меньше по сравнению с решениями, которые получили только по одной пружиной. Использование двух пружин подразумевает то, что они навиты в разные стороны. Это сделано для предотвращения заклинивания клапана в результате поломки одной пружины. Так инженеры исключили риск попадания витков одной пружины клапана между витками другой. Для уменьшения трения клапанный механизм конструктивно имеет вышеупомянутые ролики (роликовый рычаг), которые находятся на толкателях и рычагах привода клапанов.

Читайте также

krutimotor.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о