Устройства для вращения клапанов. Функции

Функции. Регулярное вращение клапана имеет критически важное значение для его правильной работы. Это стабилизирует температуру головки клапана, предотвращает утечки из-за деформации, а также образование нагара на седле клапана. Устройства принудительного вращения клапанов используются в промышленных двигателях, например, в случаях, когда естественного вращения клапана недостаточно.

Конструкции и принцип работы. Устройства для вращения клапанов работают по одному из двух принципов:

1. Вращение во время открытия клапана:
- Система состоит из круглого основания с несколькими продолговатыми пазами по окружности. В каждом пазу установлен шарик и пружина, которая прижимает шарик к верхнему концу наклонной дорожки. В центре основания расположена гибкая шайба, которая сверху накрыта тарелкой (рис. 7-148).

Рис. 7-148. Вращение клапана во время открытия

- При открытии клапана усилие передается на тарелку (за счет увеличения силы пружины), и тарелка сжимает гибкую шайбу. Это заставляет шарики катиться вниз по наклонным дорожкам, а сама шайба также катится по шарикам. Контакт с шариками уменьшает давление, оказываемое гибкой шайбой на центральную втулку, что вызывает проскальзывание.

- Тарелка и гибкая шайба соединены между собой трением, что предотвращает их вращение. Если ротатор расположен снизу, относительное вращение между основанием и блоком, состоящим из тарелки и гибкой шайбы, передается на клапан через тарелку, пружину, гибкую шайбу и сухари.

- При закрытии клапана гибкая шайба освобождается, и пружины возвращают шарики в исходное положение в верхней части наклонных дорожек.

- Известно, что при сжатии пружины ее концы вращаются в противоположных направлениях, а при освобождении возвращаются в исходное положение. Этот эффект сохраняется: шарики установлены в пазах таким образом, что при открытии клапана действие ротатора и вращение пружины суммируются, а при закрытии клапана действует только обратное вращение пружины. Разница между этими значениями определяет фактический угол поворота клапана за один ход.

2. Вращение во время закрытия клапана:
- По возможности ротатор следует размещать сверху, так как в этом положении его работа меньше подвержена влиянию загрязнений (рис. 7-149).

Рис. 7-149. Вращение клапана во время закрытия

- Принцип работы здесь обратен ситуации с вращением во время открытия клапана.

Оба типа устройств могут быть установлены как сверху, так и снизу. В высокооборотистых двигателях предпочтение отдается нижнему расположению, чтобы избежать увеличения массы клапанного механизма.

В верхнем расположении ротатор заменяет тарелку пружины. Он используется в тихоходных двигателях, а также когда нижнее расположение невозможно из-за ограничений по пространству. Важным аспектом является непрерывное вращение клапана в зависимости от скорости двигателя.

Библиография:
1) TRW Thompson GmbH & Co. KG. Handbuch. 7-е издание, 1991.
2) R. Milbach. Ventilschäden und ihre Ursache. TRW Thompson GmbH & Co. KG, 5-е издание, 1989.