Injap enjin. Tujuan, peranti, reka bentuk

Agar mesin pembakaran dalaman empat lekap mana-mana kereta dapat berfungsi, perantinya merangkumi pelbagai bahagian dan mekanisme yang diselaraskan antara satu sama lain. Antara mekanisme tersebut adalah masa. Fungsinya adalah untuk memastikan operasi pemasaan injap tepat pada masanya. Apa yang dihuraikan secara terperinci di sini.

Singkatnya, mekanisme pengedaran gas membuka injap masuk / ekzos pada waktu yang tepat untuk memastikan waktu proses ketika melakukan pukulan tertentu di dalam silinder. Dalam beberapa kes, diperlukan kedua-dua lubang ditutup, di satu yang lain, satu atau kedua-duanya terbuka.

Mari kita perhatikan lebih terperinci satu detail yang membolehkan anda menstabilkan proses ini. Ini adalah injap. Apa keunikan reka bentuknya, dan juga bagaimana ia berfungsi?

Apakah injap enjin

Injap adalah bahagian logam yang dipasang di kepala silinder. Ia adalah sebahagian daripada mekanisme pengedaran gas dan didorong oleh camshaft.

Bergantung pada modifikasi kereta, mesin akan mempunyai masa yang lebih rendah atau lebih tinggi. Pilihan pertama masih terdapat dalam beberapa modifikasi lama unit kuasa. Sebilangan besar pengeluar telah lama beralih ke mekanisme pengedaran gas jenis kedua.

Sebabnya motor ini lebih senang ditala dan diperbaiki. Untuk menyesuaikan injap, cukup untuk menanggalkan penutup injap dan tidak perlu membongkar seluruh unit.

Tujuan dan ciri peranti

Injap adalah elemen pegas pegas. Dalam keadaan tenang, ia menutup lubang dengan rapat. Apabila camshaft berpusing, cam yang terletak di atasnya menolak injap ke bawah, menurunkannya. Ini membuka lubang. Susunan camshaft dijelaskan secara terperinci dalam tinjauan lain.

Setiap bahagian memainkan fungsinya sendiri, yang secara strukturnya mustahil dilakukan untuk elemen serupa yang terletak berdekatan. Terdapat sekurang-kurangnya dua injap setiap silinder. Dalam model yang lebih mahal, terdapat empat daripadanya. Dalam kebanyakan kes, unsur-unsur ini berpasangan, dan mereka membuka kumpulan lubang yang berlainan: ada yang masuk dan yang lain keluar.

Injap masuk bertanggungjawab untuk pengambilan bahagian segar campuran udara-bahan bakar ke dalam silinder, dan dalam mesin dengan suntikan langsung (sejenis sistem suntikan bahan bakar, ia dijelaskan di sini) - isipadu udara segar. Proses ini berlaku pada saat piston melakukan strok pengambilan (dari pusat mati atas setelah mengeluarkan ekzos, ia bergerak ke bawah).

Injap ekzos mempunyai prinsip pembukaan yang sama, hanya yang mempunyai fungsi yang berbeza. Mereka membuka lubang untuk mengeluarkan produk pembakaran ke dalam manifold ekzos.

Reka bentuk injap enjin

Bahagian yang dimaksudkan termasuk dalam kumpulan injap mekanisme pengedaran gas. Bersama dengan bahagian lain, mereka memberikan perubahan tepat pada masanya injap.

Pertimbangkan ciri reka bentuk injap dan bahagian yang berkaitan, yang bergantung kepada operasi efektifnya.

Injap

Injap berbentuk rod, di satu sisi terdapat elemen kepala atau poppet, dan di sisi lain, tumit atau hujungnya. Bahagian rata direka untuk menutup rapat bukaan di kepala silinder. Peralihan yang lancar dibuat antara simbal dan batang, bukan satu langkah. Ini membolehkan injap diselaraskan sehingga tidak menimbulkan ketahanan terhadap pergerakan bendalir.

Pada motor yang sama, injap pengambilan dan ekzos akan sedikit berbeza. Jadi, jenis bahagian pertama akan mempunyai plat lebih lebar daripada yang kedua. Sebabnya ialah suhu tinggi dan tekanan tinggi apabila produk pembakaran dikeluarkan melalui saluran gas.

Untuk menjadikan bahagiannya lebih murah, injap ada dalam dua bahagian. Komposisi mereka berbeza. Kedua-dua bahagian ini bergabung dengan pengelasan. Chamfer kerja cakera injap ekzos juga merupakan elemen yang berasingan. Ia disimpan dari jenis logam lain, yang mempunyai sifat tahan panas, serta tahan terhadap tekanan mekanikal. Sebagai tambahan kepada sifat-sifat ini, permukaan akhir injap ekzos kurang terdedah kepada pembentukan karat. Benar, bahagian ini dalam banyak injap diperbuat daripada bahan yang serupa dengan logam dari mana plat dibuat.

Kepala elemen masuk biasanya rata. Reka bentuk ini mempunyai ketegaran dan kemudahan pelaksanaan yang diperlukan. Enjin yang tidak berfungsi boleh dilengkapi dengan injap cakera cekung. Reka bentuk ini sedikit lebih ringan daripada rakan standard, sehingga mengurangkan daya inersia.

Bagi rakan keluar, bentuk kepalanya akan sama rata atau cembung. Pilihan kedua lebih cekap, kerana ia memberikan penyingkiran gas yang lebih baik dari ruang pembakaran kerana reka bentuknya yang diperkemas. Selain itu, plat cembung lebih tahan lama berbanding rakan rata. Sebaliknya, elemen seperti itu lebih berat, kerana inersia menderita. Bahagian jenis ini memerlukan mata air yang lebih kaku.

Juga, reka bentuk batang injap jenis ini sedikit berbeza dengan bahagian pengambilan. Untuk memberikan pelesapan haba yang lebih baik dari elemen, bar lebih tebal. Ini meningkatkan daya tahan terhadap pemanasan bahagian yang kuat. Walau bagaimanapun, penyelesaian ini mempunyai kelemahan - ia menghasilkan ketahanan yang lebih besar terhadap gas yang dikeluarkan. Walaupun begitu, pengeluar masih menggunakan reka bentuk ini, kerana gas buang dikeluarkan di bawah tekanan yang kuat.

Hari ini terdapat pengembangan inovatif injap pendingin paksa. Pengubahsuaian ini mempunyai inti berongga. Natrium cecair dipam ke dalam rongga. Bahan ini menguap apabila dipanaskan dengan kuat (terletak berhampiran kepala). Hasil daripada proses ini, gas menyerap haba dari dinding logam. Ketika naik ke atas, gas menyejuk dan mengembun. Cecair mengalir ke dasar, di mana prosesnya berulang.

Agar injap memastikan sesak antara muka, chamfer dipilih di tempat duduk dan di cakera. Ia juga dilakukan dengan serong untuk menghilangkan langkah. Semasa memasang injap pada motor, ia digosokkan ke kepala.

Keketatan sambungan kerusi-ke-kepala dipengaruhi oleh kakisan yang terbentuk di bahu, dan bahagian-bahagian saluran keluar sering mengalami simpanan karbon. Untuk memanjangkan jangka hayat injap, beberapa mesin dilengkapi dengan mekanisme tambahan yang memutar injap sedikit apabila saluran keluar ditutup. Ini menghilangkan simpanan karbon yang dihasilkan.

Kadang kala injap injap pecah. Ini akan menyebabkan bahagian tersebut jatuh ke dalam silinder dan merosakkan motor. Untuk kegagalan, cukup untuk poros engkol membuat beberapa putaran inersia. Untuk mengelakkan keadaan ini, pengeluar injap automatik dapat melengkapkan bahagian tersebut dengan cincin penahan.

Sedikit mengenai ciri tumit injap. Bahagian ini dikenakan daya geseran kerana dipengaruhi oleh cam camshaft. Agar injap terbuka, cam mesti mendorongnya ke bawah dengan kekuatan yang cukup untuk menekan spring. Unit ini mesti mendapat pelinciran yang mencukupi, dan agar tidak cepat habis, ia akan mengeras. Sebilangan pereka motor menggunakan penutup khas untuk mengelakkan pemakaian rod, yang terbuat dari bahan yang tahan terhadap beban tersebut.

Untuk mengelakkan injap tersekat di lengan semasa pemanasan, bahagian batang berhampiran simbal sedikit lebih nipis daripada bahagian berhampiran tumit. Untuk memasang spring injap, dua alur dibuat di hujung injap (dalam beberapa kes, satu), di mana keropok penyokong dimasukkan (plat tetap di mana pegas terletak).

Mata air injap

Musim bunga mempengaruhi kecekapan injap. Ia diperlukan agar kepala dan tempat duduk memberikan sambungan yang ketat, dan media kerja tidak menembusi melalui fistula yang terbentuk. Sekiranya bahagian ini sangat kaku, cam cam poros atau tumit batang injap akan cepat usang. Sebaliknya, mata air yang lemah tidak akan dapat memastikan ketat antara kedua-dua elemen tersebut.

Oleh kerana elemen ini berfungsi dalam keadaan beban yang berubah dengan cepat, ia dapat pecah. Pengilang Powertrain menggunakan pelbagai jenis mata air untuk mengelakkan kerosakan cepat. Dalam beberapa masa, jenis berganda dipasang. Pengubahsuaian ini mengurangkan beban pada elemen individu, sehingga meningkatkan jangka hayat kerjanya.

Dalam reka bentuk ini, mata air akan mempunyai arah putaran yang berbeza. Ini mengelakkan zarah-zarah bahagian yang pecah masuk antara putaran yang lain. Keluli pegas digunakan untuk membuat unsur-unsur ini. Setelah produk dibentuk, ia akan dilembutkan.

Di tepinya, setiap pegas dilumurkan sehingga seluruh bahagian galas bersentuhan dengan kepala injap dan plat atas melekat pada kepala silinder. Untuk mengelakkan bahagian itu teroksida, ia dilapisi dengan lapisan kadmium dan tergalvani.

Selain injap pemasa klasik, injap pneumatik boleh digunakan pada kenderaan sukan. Sebenarnya, ini adalah elemen yang sama, hanya ia digerakkan oleh mekanisme pneumatik khas. Berkat ini, ketepatan operasi dapat dicapai sehingga motor mampu mengembangkan revolusi luar biasa - hingga 20 ribu.

Perkembangan seperti itu muncul pada tahun 1980-an. Ini menyumbang kepada pembukaan / penutupan lubang yang lebih jelas, yang tidak dapat disediakan oleh mata air. Penggerak ini digerakkan oleh gas termampat di takungan di atas injap. Apabila cam memukul injap, daya hentak kira-kira 10 bar. Injap terbuka, dan apabila camshaft melemahkan kesan pada tumitnya, gas yang dimampatkan dengan cepat mengembalikan bahagian tersebut ke tempatnya. Untuk mengelakkan penurunan tekanan akibat kebocoran yang mungkin terjadi, sistem ini dilengkapi dengan pemampat tambahan, yang takungannya berada pada tekanan sekitar 200 bar.

James Ellison, PBM Aprilia, Ujian CRT Jerez Feb 2012

Sistem ini digunakan dalam motosikal kelas MotoGP. Pengangkutan ini dengan satu liter jumlah enjin mampu mengembangkan 20-21 ribu putaran poros engkol. Satu model dengan mekanisme yang serupa adalah salah satu model motosikal Aprilia. Kekuatannya adalah 240 hp yang luar biasa. Benar, ini terlalu banyak untuk kenderaan roda dua.

Petunjuk injap

Peranan bahagian ini dalam operasi injap adalah memastikannya bergerak dalam garis lurus. Lengan juga membantu menyejukkan batang. Bahagian ini memerlukan pelinciran berterusan. Jika tidak, rod akan mengalami tekanan haba yang berterusan dan sarung akan cepat haus.

Bahan yang dapat digunakan untuk pembuatan bushing semacam itu mestilah tahan panas, tahan geseran berterusan, mengeluarkan haba dari bahagian yang berdekatan, dan juga menahan suhu tinggi. Keperluan tersebut dapat dipenuhi oleh besi tuang abu-abu mutiara, gangsa aluminium, seramik dengan krom atau nikel krom. Semua bahan ini mempunyai struktur berpori, yang membantu menjaga minyak di permukaannya.

Bushing untuk injap ekzos akan mempunyai sedikit jarak antara batang daripada setara masuk. Sebabnya ialah pengembangan haba injap penyingkiran gas sisa yang lebih besar.

Tempat duduk injap

Ini adalah bahagian sentuhan lubang kepala silinder berhampiran setiap cakera silinder dan injap. Oleh kerana bahagian kepala ini menghadapi tekanan mekanikal dan terma, ia mesti mempunyai daya tahan yang baik terhadap panas yang tinggi dan hentaman yang kerap (ketika kereta memandu dengan pantas, rpm camshaft sangat tinggi sehingga injap benar-benar jatuh ke tempat duduk).

Sekiranya blok silinder dan kepalanya terbuat dari aloi aluminium, kerusi injap semestinya terbuat dari keluli. Besi tuang sudah dapat mengatasi beban seperti itu, jadi pelana dalam modifikasi ini dibuat di kepala itu sendiri.

Pelana pemalam juga disediakan. Mereka diperbuat daripada besi tuang aloi atau keluli tahan panas. Agar chamfer elemen tidak terlalu aus, ia dilakukan dengan meletakkan logam tahan panas.

Tempat duduk sisipan dipasang di lubang kepala dengan cara yang berbeza. Dalam beberapa kes, ditekan ke dalam, dan alur dibuat di bahagian atas elemen, yang dipenuhi dengan logam kepala badan semasa pemasangan. Ini mewujudkan integriti pemasangan dari logam yang berbeza.

Kerusi keluli dilekatkan dengan mengembang bahagian atas badan kepala. Terdapat pelana berbentuk silinder dan kerucut. Dalam kes pertama, mereka dipasang ke hentian, dan yang kedua mempunyai celah hujung kecil.

Bilangan injap di dalam enjin

Enjin pembakaran 4-lejang standard mempunyai satu camshaft dan dua injap setiap silinder. Dalam reka bentuk ini, satu bahagian bertanggungjawab untuk penyuntikan campuran udara atau hanya udara (jika sistem bahan bakar mempunyai suntikan langsung), dan yang lain bertanggungjawab untuk penyingkiran gas ekzos ke dalam manifold ekzos.

Kerja yang lebih cekap dalam pengubahsuaian enjin, di mana terdapat empat injap per silinder - dua untuk setiap fasa. Berkat reka bentuk ini, pengisian ruang yang lebih baik dengan bahagian baru VTS atau udara dipastikan, serta penyingkiran gas ekzos dan pengudaraan rongga silinder yang dipercepat. Kereta mula dilengkapi dengan motor seperti itu pada tahun 70-an abad yang lalu, walaupun pengembangan unit tersebut bermula pada separuh pertama tahun 1910-an.

Sehingga kini, untuk meningkatkan operasi unit kuasa, terdapat pengembangan enjin di mana terdapat lima injap. Dua untuk saluran masuk, dan tiga untuk saluran masuk. Contoh unit tersebut adalah model keprihatinan Volkswagen-Audi. Walaupun prinsip pengoperasian timing belt pada motor seperti itu sama dengan versi klasik, reka bentuk mekanisme ini rumit, yang menjadikan pengembangan inovatif mahal.

Pendekatan tidak standard yang serupa juga diambil oleh pembuat kenderaan Mercedes-Benz. Beberapa enjin dari pembuat kenderaan ini dilengkapi dengan tiga injap per silinder (2 pengambilan, 1 ekzos). Selain itu, dua palam pencucuh dipasang di setiap ruang periuk.

Pengilang menentukan bilangan injap dengan ukuran ruang masuk ke mana bahan bakar dan udara masuk. Untuk meningkatkan pengisiannya, perlu memastikan aliran masuk bahagian segar BTC yang lebih baik. Untuk melakukan ini, anda boleh meningkatkan diameter lubang, dan dengannya ukuran pinggan. Walau bagaimanapun, pemodenan ini mempunyai hadnya sendiri. Tetapi adalah mustahil untuk memasang injap pengambilan tambahan, oleh itu pembuat kenderaan hanya mengembangkan modifikasi kepala silinder seperti itu. Oleh kerana kelajuan pengambilan lebih penting daripada ekzos (ekzos dikeluarkan di bawah tekanan omboh), dengan bilangan injap yang ganjil, akan selalu ada lebih banyak unsur pengambilan.

Dari mana injap dibuat

Oleh kerana injap beroperasi dalam keadaan suhu maksimum dan tekanan mekanikal, ia terbuat dari logam yang tahan terhadap faktor tersebut. Kebanyakan memanas, dan juga menghadapi tekanan mekanikal, tempat hubungan antara tempat duduk dan cakera injap. Pada kelajuan enjin tinggi, injap dengan cepat meresap ke tempat duduk, menimbulkan kejutan di bahagian tepi bahagian tersebut. Juga, dalam proses pembakaran campuran udara dan bahan bakar, pinggir nipis plat dikenakan pemanasan tajam.

Selain cakera injap, lengan injap juga tertekan. Faktor negatif yang menyebabkan kehausan unsur-unsur ini adalah pelinciran yang tidak mencukupi dan geseran berterusan semasa pergerakan injap pantas.

Atas sebab-sebab ini, syarat berikut dikenakan pada injap:

1. Mereka mesti menutup saluran masuk / keluar;
2. Dengan pemanasan yang kuat, pinggir plat tidak boleh berubah dari kesan pada pelana;
3. Harus diperkemas dengan baik sehingga tidak ada perlawanan yang dibuat terhadap media masuk atau keluar;
4. Bahagiannya tidak boleh berat;
5. Logam mestilah tahan lama dan tahan lama;
6. Tidak boleh mengalami pengoksidaan yang kuat (ketika kereta jarang memandu, tepi kepala tidak boleh berkarat).

Bahagian yang membuka lubang pada mesin diesel memanaskan hingga 700 darjah, dan pada bahagian petrol - hingga 900 di atas sifar. Keadaannya rumit oleh kenyataan bahawa dengan pemanasan yang kuat, injap terbuka tidak menyejukkan. Injap keluar boleh dibuat daripada keluli aloi tinggi yang dapat menahan panas yang tinggi. Seperti yang telah disebutkan, satu injap dibuat dari dua jenis logam yang berbeza. Kepala terbuat dari aloi suhu tinggi dan batangnya terbuat dari keluli karbon.

Bagi elemen pengambilan, mereka disejukkan dengan bersentuhan dengan tempat duduk. Walaupun begitu, suhu mereka juga tinggi - sekitar 300 darjah, jadi tidak dibenarkan bahagian tersebut berubah bentuk semasa dipanaskan.

Kromium sering dimasukkan ke dalam bahan mentah untuk injap, yang meningkatkan kestabilan termalnya. Semasa pembakaran bahan bakar petrol, gas atau diesel, beberapa bahan dibebaskan yang dapat mempengaruhi bahagian logam secara agresif (contohnya, oksida plumbum). Sebatian nikel, mangan dan nitrogen boleh dimasukkan ke dalam bahan kepala injap untuk mengelakkan tindak balas buruk.

Dan akhirnya. Bukan rahsia bagi sesiapa sahaja bahawa dalam enjin apa pun, lama-kelamaan, injap terbakar. Berikut adalah video pendek mengenai sebab-sebabnya:

ALASAN YANG NILAI terbakar dalam CAR ENGINE 95% pemandu TIDAK TAHU

Soalan dan Jawapan:

Apakah yang dilakukan oleh injap dalam enjin? Semasa ia dibuka, injap pengambilan membenarkan udara segar (atau campuran udara / bahan api) mengalir ke dalam silinder. Injap ekzos terbuka membawa gas ekzos ke manifold ekzos.

Bagaimana untuk memahami bahawa injap terbakar? Ciri utama injap terbakar ialah pergerakan tiga kali ganda motor tanpa mengira rpm. Pada masa yang sama, kuasa enjin dikurangkan dengan baik, dan penggunaan bahan api meningkat.

Bahagian manakah yang membuka dan menutup injap? Batang injap disambungkan kepada sesondol aci sesondol. Dalam kebanyakan enjin moden, pengangkat hidraulik juga dipasang di antara bahagian-bahagian ini.