Чем клапан отличается от вентиля: Please Wait… | Cloudflare

Содержание

Вентиль и клапан – одно ли и то же? И что это такое?

Слово “вентиль” довольно известное. Многие понимают о чем речь, услышав это слово и как синоним вспоминают кран. В каком-то принципиальном плане это и есть так. Со словом “клапан” все немного иначе. Это слово вызывает ассоциации с сердечным клапаном, перепонкой, организующей пропуск какой-либо жидкости, но никак не с краном или иным оборудованием.

А оказывается, что значения эти очень и очень близки. Среди инженеров, слово вентиль используется очень часто, но с 1982 года это название не рекомендуется, а было замешено на запорный клапан.

Под запорным клапаном подразумевается оборудование, состоящее из корпуса. внутри которого с помощью шпинделя перемещается запирающий элемент. Рабочая вреда проходит через корпус, когда клапан находится в положении открыто, когда запирающий элемент опускается, происходит перекрытие проходного отверстия и тем самым перекрытие хода самой среды.

Запорный клапан является одним и самых простых видов трубопроводной арматуры (оборудования, устанавливаемого на трубопровод с целью регулировки, перекрытия, защиты и т.п.). Но даже в этом оборудовании за последние годы и десятилетия произошли большие изменения, и это относится не только к названию.

Большинство изменения в конструкции связано с применением различных материалов при изготовлении корпуса. Не менее важным является материал, используемый для уплотнения. Инновации коснулись и формы запорного элемента. Как пример запорных клапанов, которые при своей схожести имеют принципиальные отличия: ARI-EWRO-WEDI, ARI-STOBU, ARI-FABA от немецкого производителя ARI-Armaturen.

Перечисленное выше оборудование относится к промышленному, хотя его можно увидеть и в жилых домах на линиях центрального водоснабжения, газоснабжения, отопления. С одним только допущением, что, как правило, его устанавливают не именно в квартирах, а где-то в подвалах или иных технических помещениях, потому как диаметр именно этого конкретного оборудования довольно большой. Также стоит отметить, что хоть и мы указали, что указанные выше клапаны устанавливают на газопровод, все же, наиболее популярным вариантом для этих целей, является шаровые краны. Они также относятся к запорной арматуре, но отличается по форме запирающего элемента и перемещение его осуществляется не поступательным движением вверх-вниз, а вращением вокруг своей оси.

После отправки комментарий появляется не сразу, а после модерации!

В чем разница между задвижкой, вентилем и затвором

Запорные устройства, применяемые в трубопроводных системах, имеют общее назначение: при необходимости они перекрывают поток рабочей среды. Но каждый вид арматуры выполняет эту задачу по-разному. К примеру, задвижки и запорные клапаны (вентили) отличаются конструкцией и функциональными особенностями. Их специфические преимущества и недостатки определяют выбор конкретного типа арматуры в каждом случае. Чтобы вам было проще выбрать нужное устройство, мы расскажем об основных отличиях задвижки от вентиля, о разнице в их конструкции и функционале.

Конструктивные отличия

Часто можно встретить словосочетание «вентильная задвижка». Но на самом деле между задвижкой и вентилем существует разница в конструкции и принципе работы запорного элемента. Так, в задвижке в большинстве случаев просвет трубопровода перекрывается клином, который перемещается перпендикулярно потоку рабочей среды. А у вентиля затвор выполнен в виде конуса или диска (золотника), движущегося параллельно потоку. При закрывании вентиля затвор перемещается против потока среды, при открывании – наоборот.

Чтобы любой механизм перекрывания трубопровода срабатывал, необходимо соответствующее строение корпуса арматуры. У задвижки корпус цилиндрический, среда движется через него прямо. Когда устройство открыто, для потока может стать небольшим препятствием сужение просвета и наличие в нем уплотнительных колец (они обеспечивают плотное прилегание клина, когда задвижку закрывают). Такая конструкция отличается малым гидравлическим сопротивлением.

У вентиля корпус гораздо сложнее. В нем поток среды делает два последовательных поворота под прямым углом. Это создает большое сопротивление при поднятом затворе и существенно снижает скорость потока. Но при закрывании и открывании запорного клапана затвор перемещается лишь на 0,25 Ду, а у задвижек его необходимо переместить на полный диаметр. Из-за этого у задвижек гораздо большая строительная высота.

Кратко основные конструктивные особенности задвижки и вентиля приведены в таблице:

КонструктивЗадвижкаВентиль
Строение корпуса Корпус простой цилиндрический (полнопроходный либо суженный), поток среды движется прямо Корпус со сложной внутренней конструкцией, благодаря которой поток дважды поворачивает на 90°
Затвор Клин, шибер Золотник, конусообразный затвор
Направление движения запирающего элемента Перпендикулярно потоку Параллельно потоку
Виды присоединений к трубопроводу Фланцевое, муфтовое, под приварку
Способы управления Ручное (маховиком), с применением механического редуктора, приводных механизмов (усилие передается на затвор через резьбовую пару)

Функциональные различия: преимущества и недостатки

Чем отличается задвижка от вентиля в плане эксплуатации? Начнем с того, что у этих двух видов арматуры есть много общего:

  1. Разнообразие материальных исполнений. Это позволяет подобрать задвижку или вентиль для любой рабочей среды.
  2. И задвижки, и запорные клапаны выпускаются с разными способами присоединения к трубопроводу. Их удобно монтировать в систему.
  3. Оба типа устройств обеспечивают высокую герметичность перекрывания. Они используются только для полного перекрывания потока и не могут служить регулирующей арматурой (кроме специальных моделей).

При этом у задвижек и вентилей есть свои плюсы и минусы. Для наглядности мы собрали их в таблицу:

ЗадвижкаВентиль
– Большой ход затвора для полного открытия (1 номинальный диаметр), следовательно, для открытия и закрытия задвижки нужно много времени + Малый ход затвора для полного открытия (до 0,25 номинального диаметра), поэтому вентиль можно открыть или закрыть быстрее, чем задвижку
+ Малое гидравлическое сопротивление (у полнопроходных задвижек оно практически отсутствует)
– Высокое гидравлическое сопротивление из-за сложной конструкции корпуса
+ Отсутствие застойных зон, что позволяет использовать задвижки с густыми, вязкими, загрязненными средами – Наличие застойных зон в конструкции запорного клапана ограничивает область его применения, так как с некоторыми средами такая особенность может стать причиной ускоренной коррозии
– Сложнее обеспечить высокую герметичность перекрывания при изготовлении арматуры + Проще обеспечить требуемую герметичность затвора
– Трение при закрытии и открытии затвора постепенно приводит к износу уплотнительных поверхностей клина и корпуса + При посадке затвора в седло трение практически отсутствует
– Для уплотнения задвижек по отношению к внешней среде используются сальники + Возможно сальниковое или сильфонное уплотнение
– Задвижки устанавливаются только на прямых участках трубопровода + Существуют проходные и угловые запорные клапаны. Угловые можно устанавливать в местах поворота трубопроводов на 90°
– Направление движения среды при установке не имеет значения + При монтаже следует устанавливать арматуру так, чтобы стрелка на корпусе совпадала с направлением потока среды
+ Возможность применения задвижек на трубопроводах с большими Ду. При диаметре свыше 30 мм они работают эффективнее, чем клапаны – Ограничение по диаметру (при большом условном диаметре работа вентиля сильно усложняется, мощный поток среды мешает правильной посадке затвора в седло)
– Большая строительная высота и масса
+ Малая строительная высота, меньшая, чем у задвижки масса
+ Малая строительная длина – Строительная длина примерно в 1,5 раза больше, чем у задвижки аналогичного Ду

Таким образом, между вентилем и задвижкой есть принципиальные различия, которые влияют на область их применения и процесс эксплуатации.

Чем отличается затвор от задвижки?

Рассмотрев отличия между задвижками и вентилями, стоит упомянуть и затворы. Нередко их путают с однодисковыми задвижками из-за похожей формы запорного элемента. Между тем, они отличаются принципиально.

В то время как в задвижке запирающий диск опускается и поднимается, двигаясь перпендикулярно потоку, в затворе он всегда находится в просвете трубопровода и движется только вокруг своей оси. В открытом виде диск затвора поворачивается параллельно движению потока, а в закрытом – встает перпендикулярно трубе, перекрывая ее. Как и задвижки, затворы практически не создают гидравлического сопротивления. Но они отличаются еще более простой конструкцией, меньшей строительной длиной и небольшой высотой. Кроме того, затворы можно использовать в качестве регулирующих устройств.

Хотите уточнить, какая арматура лучше подойдет ля вашего трубопровода, и сразу заказать ее по выгодной цене? Обращайтесь в «Компанию Север». Звоните, консультируйтесь или оформляйте заказ прямо из каталога. Мы поможем подобрать нужные устройства и доставим их в любую точку страны.

Клапан или задвижка?

Итак, в чем же отличие клапана (вентиля) от задвижки? Разница между этими типами арматуры обусловлена конструкцией их запорных органов.

В вентилях поток рабочей среды (жидкость или газ) перекрывается при помощи клапана, который прижимается к седлу в горизонтальных плоскостях, параллельных потоку, для чего производится двойной изгиб потока газа или жидкости под углом девяносто градусов. При этом повышается сопротивление.


Клапан снабжен плоским тарелкообразным или конусоидальным затвором, который и совершает возвратно-поступательные движения по поверхности седла. В задвижках поток перекрывается благодаря заслонке или конусу, опускаемому перпендикулярно направлению движения потока.

Блокирующий элемент задвижек может либо полностью перекрывать поток рабочей среды, либо быть полностью открытым; вентили, в свою очередь, могут выполнять функцию регулирующих элементов.

В том случае, если в системе применяются трубы диаметром от 300 мм, а также при высоком давлении эффективней использовать задвижки. Если перед вами стоит вопрос экономии, то клапан – лучшее решение. Его низкая стоимость обуславливается простотой конструкции устройства. В тоже время, при высоком давлении не возникает трудностей при вращении рукоятки. Однако высокое давление создает дополнительную нагрузку, так как оно «пытается» оттеснить клапан от седла. В задвижках же отсутствуют изгибы, поэтому такой нагрузки нет.

Если клапан сконструирован правильно, то между проходными, входными и выходными отверстиями не наблюдается сужения. При применении задвижек имеется несколько вариантов. Как правило, в трубопроводных системах монтируются полноприводные задвижки, в которых диаметры трубопровода и проходных отверстий полностью совпадают. Однако зачастую, для снижения крутящих моментов устанавливают суженные задвижки. Таким образом, снижается износ уплотнительных поверхностей.

В результате воздействия одностороннего давления потока рабочей среды на заслонку обеспечивается ее более плотное прилегание к седлу, что делает задвижки более надежным оборудованием.

Клапаны могут выполнять регулирующую функцию, в то время как задвижки только перекрывают поток, т.е. они либо полностью открыты, либо полностью закрыты.

Задвижки классифицируются в зависимости от конструкции, используемых материалов, типу управлении и присоединения. В каталоге на нашем сайте представлены все виды задвижек c DN от 10 до 1500.

Свяжитесь с нами любым удобным для вас способом, и наши специалисты решат вопрос с подбором необходимой трубопроводной арматуры по наиболее выгодным ценам в кратчайшие сроки!

Возврат к списку

Чем отличается кран от вентиля и задвижки?

Клапан или вентиль?

Классификация изделий

Вентиль для воды классифицируется по ряду различных признаков, к которым относятся:

  1. Тип и конструкция запорного устройства.
  2. Материал изготовления.
  3. Особенности соединения с водонапорными или газовыми трубопроводами.

По типу и конструкции запирающего устройства вентили подразделяются на следующие виды:

  • Клапанные.
  • Пробковые или конусные.
  • Шаровые.

Выясним основные особенности каждого типа вентилей, а также определим их предназначение.

Клапанные устройства

Клапанный вентиль еще называют вентильным краном, так как корпус изделия разделяется на две части горизонтальной и наклонной перегородками. В конструкции изделия с наклонной перегородкой имеется отверстие, которое имеет проточку под клапан. Такое отверстие называется седлом.

Клапан представляет собой часть штока, который располагается в нижней части изделия. В конструкцию изделия вставлена эластичная прокладка, упирающаяся в седло. Посредством такого упора в седло происходит перекрытие подачи жидкости, протекающей через устройство. В верхней части шток оснащен резьбой, которая соединяется с резьбовым соединением посадочной гайки. При помощи этого резьбового соединения происходит поднятие и опускание клапана, тем самым перекрывая и регулируя напор подающей жидкости.

У изделий такого типа имеются преимущества и недостатки. К плюсам относятся:

  1. Выдерживание высокого давления.
  2. Регулировка объема и напора воды.
  3. Простота в управлении.
  4. При выходе из строя запорного устройства, его можно заменить.

Недостатками такого устройства считаются:

  1. Высокая скорость стирания прокладки, так как при частом открытии и закрытии устройства, происходит контакт резины с металлом.
  2. Относительно небольшой срок эксплуатации.
  3. Для полного перекрытия подачи жидкости нужно долго вращать маховик.

Изделие конусного типа

Конусный вентиль – это разновидность клапанного изделия. Различия между этими двумя устройствами заключаются в конструкции запорного механизма. Если в предыдущем варианте запорный механизм представлен в виде перегородки, то в данной конструкции прибор имеет пробку в виде конуса. При вращении штока происходит опускание запорного клапана в отверстие перегородки, тем самым прекращается подача жидкости.

Преимущества и недостатки такого типа изделия аналогичные, как и у вентиля клапанного типа. Конусный вентиль имеет следующую конструкцию, как показано ниже.

Устройство шарового типа

Принцип работы такого типа вентиля полностью отличается от функционирования предыдущих вариантов. Если предыдущие изделия обеспечивают перекрытие воды перпендикулярно трубопроводу, то с устройством шарового типа все по-другому.

Основным запирающим устройством является шар, которые имеет сквозную прорезь, пропорциональную потоку жидкости. Перекрытие подачи жидкости обеспечивается за счет перемещения шара с прорезью в перпендикулярное положение. Такие вентили еще называют кранами задвижками.

К преимуществам таких изделий относят:

  1. Простота конструкции, что позволяет эксплуатировать устройство продолжительное время.
  2. Герметичность конструкции. С водой контактирует только запорный шар, что также влияет на длительный срок службы изделия.
  3. Перекрытие и открытие подачи жидкости осуществляется путем поворота ручки на 90 градусов или половину оборота. Такие устройства благодаря быстрому перекрытию подачи жидкости еще называют пол оборотными.

Как показывает практика, существенную роль на срок службы оказывает качество производства вентиля. Водяные вентили европейского производства имеют срок службы до 10 лет, в то время как китайские дешевые аналоги выходят из строя спустя несколько лет.

К недостаткам рассматриваемых видов вентилей относятся:

  1. Невозможность отремонтировать водопроводный шаровой вентиль. В китайских изделиях нарушается целостность соединения ручки с запорным шаром. Это приводит к тому, что ручка продолжает вращаться, а шар остается на месте в заклинившем положении.
  2. Невозможность регулирования потока жидкости. Регулировать поток жидкости с помощью такого изделия можно, но производители в таком случае не гарантируют продолжительный срок службы устройства.

Чем отличается вентиль от крана и задвижки

Разница заключается не в типе задвижек, как привыкли думать многие, причем даже сантехники. Краны и вентили отличаются, хотя их часто называют одним названием. Это отличие заключается в конструкции корпуса. Если вентиль предназначается для установки на стыке двух труб, чтобы при необходимости обеспечить перекрытие подачи жидкости, то кран располагается на окончании трубопровода. Кран – это своего рода концевик, который служит для подачи воды при возникновении такой необходимости.

Теперь нужно выяснить, в чем отличие вентиля и задвижки. Многие считают, что разницы между вентилем и задвижкой нет, однако, это не так. Что такое вентиль и для чего он нужен, уже известно. Теперь проанализируем задвижку, чтобы выяснить основные ее отличия от вентиля.

Задвижка выполняет аналогичные задачи, что и рассматриваемые в материале устройства. Однако задвижка не способна регулировать скорость потока, поэтому она только закрывает и открывает поток. Регулировать напор жидкости задвижка не может в силу своих конструктивных особенностей. Заслонка в таком устройстве перемещается только вверх и вниз. Чем отличается задвижка от вентиля, можно посмотреть наглядно на фото ниже.

Из чего изготавливают запорные устройства

Перед тем, как выяснить из чего изготавливаются вентили, необходимо разделить их на два вида:

  • устанавливающиеся во внутренних водопроводных сетях;
  • монтируемые на наружных водопроводах и газопроводах.

Если изделие предназначается для внутренних сетей водоснабжения, то применяются приборы из латуни, бронзы, нержавеющей стали и пластика. Если изделия применяются для выполнения наружных работ, то для этого используются вышеперечисленные материалы, а также дополнительно сталь и чугун.

  1. Водопроводные устройства из латуни и бронзы относятся к дорогостоящим вариантам. Однако их стоимость оправдана качеством и долговечностью. Такие устройства имеют небольшой вес, малые габариты, а также могут быть установлены не только на водопровод для подачи холодной воды, но и горячей. Используются такие изделия и в системах отопления, так как на их поверхностях не оседает накипь.
  2. Вентили из нержавейки. Еще один хороший вариант, который имеет продолжительный срок службы. Они дешевле в несколько раз, чем латунные и бронзовые устройства.
  3. Пластиковые изделия являются одними из самых дешевых, но они ничуть не уступают по качеству вышеперечисленным моделям. Их недостатком является возможность установки только в пластиковые трубопроводы.

Устройства из нержавейки не рекомендуется устанавливать в систему ГВС и отопления. Ведь от воздействия горячей воды происходит образование накипи, которая впоследствии снижает диаметр пропускного канала.

Чугунные и стальные вентили пользуются популярностью для их установки на наружных трубопроводах. Для изготовления таковых изделий используется чугун и сталь, что позволит значительно удешевить цену устройства. Ведь аналогичные изделия из латуни и бронзы обойдутся в десятки раз дороже.

Особенности и назначение

Вентиль или задвижка – это запорные элементы трубопроводной системы. По стандарту называются запорной арматурой.

С запорной арматурой вы наверняка уже сталкивались. К примеру, на любой бытовой системе водоснабжения наверняка стоят краны, позволяющие ограничить поток жидкости в том или ином направлении. Полное перекрытие крана в считаные секунды блокирует движение носителя, отрезая конкретный участок ветки.

В итоге одним движением руки вы получаете возможность изолировать часть трубопровода, а затем выполнять над ней какие-то операции.

В бытовых условиях чаще всего используют клапана. Вентили и задвижки – это тоже запорная арматура, только более крупного образца.

Стандартный клапан размещают на трубы диаметром до 100 мм. Описываемые в данной статье детали слишком крупные и мощные. Их допустимо монтировать на трубы, диаметр которых только начинается от 100 мм (хотя есть и исключения).

Преимущественно подразумевается монтаж на магистральные ветки систем водоснабжения, отопления, газопроводы, маслопроводы, нефтепроводы и т.д.

Что интересно, конструкция вентиля или задвижки спроектирована так, чтобы каждый элемент смог выдержать огромное давление в условиях постоянного движения носителя. Из-за этого конструкция получается дороже, но куда эффективнее обычной клапанной арматуры.

Тип подсоединения

Мы уже отметили что, вентиль, как и задвижка, обладают схожей структурой и применяются для схожих задач. Чтобы сравнить их друг с другом, а также иметь в голове полноценную картину, чем же вентиль отличается от задвижки, нужно разобрать принцип действия каждого образца. Понять, как он работает, и из чего состоит.

Но перед этим обратим внимание на способы их подсоединения к трубопроводу. Они у них общие.

Элементы такого типа могут быть:

  • фланцевыми;
  • сварными;
  • муфтовыми.

Имеется в виду тип подсоединения к трубопроводу. Здесь различий практически нет. Что вентиль, что задвижка выполнены во всех вариациях.

Обычная бытовая запорная арматура

Фланцевый тип подсоединения подразумевает монтаж на фланцы. Своего рода соединительные кольца, наваренные на края, как запорной арматуры, так и трубопровода. Это хороший вариант, когда нужна надежность в комбинации с практичностью.

Фланцы наваривают на выходы, затем уплотняют резиновыми кольцами. Соединение происходит за счет стягивания болтами ответных фланцев на трубе и задвижке. Количество болтов, их размер, диаметр фланца и множество других параметров зависит от условий в каждом конкретном случае.

Фланцы удобнее всего применять в промышленности, но и в бытовых условиях, а также в гражданском строительстве от них есть толк.

Про сварные соединения, думается, вы уже и так знаете достаточно. Сварная запорная арматура не пользуется такой же популярностью, как фланцевая или муфтовая, но она тоже довольно широко представлена на рынке, а значит, не упомянуть ее было бы решением ошибочным.

Сварные фитинги монтируют на трубопроводы с помощью приваривания газовой или электрической сваркой. Плюсы подобных соединений в их прочности. Минусы – в отсутствии возможности снять запорную арматуру. А такая необходимость может появиться в любой момент.

Запорная арматура не вечна. В ней постоянно происходят динамические процессы. Изнашиваются уплотнители, расшатывается клин, стачиваются детали. Рано или поздно задвижка выйдет из строя. И вот что делать тогда, вопрос открытый.

Муфтовые образцы монтируют преимущественно на резьбовые соединения. Это промежуточный вариант между сваркой и фланцами. С ним нужно больше возиться, зато можно обойтись вообще без сварочного аппарата. Задействуются в большей степени на средних размеров гражданских системах.

Конструкция и принцип работы вентиля

Вентиль – запорная арматура регулирующего типа. Вы должны были видеть вентили если не вживую, то по телевизору.

Это крупный элемент трубопровода, немного утолщенный и с большим регулирующим кольцом, которое собственно вентилем и называют. Задача вентиля заключается в перекрытии и регулировании потока жидкости внутри трубы.

Задвижки разных диаметров

Этим он отличается от задвижки. Дело в том, что фиксируемая деталь может находиться сразу в нескольких положениях.

Если закрутить его на несколько оборотов, то поток блокируется только частично. Запорный элемент искусственно уменьшит диаметр проходного отверстия внутри, что скажется на количестве доставляемой жидкости.

Полное закрытие вентиля блокирует всю систему, точно так же, как это делает задвижка. Эта возможность выбирать положение для запорного элемента внутри вентиля – и есть основное его преимущество.

Очень часто в промышленных трубопроводах постает необходимость не просто полностью перекрыть поток жидкости, а только умерить его до определенных значений. Сделать это проще всего именно через монтаж вентилей в потенциально подходящих местах. Более удобного и простого способа человечество еще не придумало.

Разбор внутренностей

Состоит вентиль из нескольких основных деталей. Базу для всех его внутренностей содержит в себе мощный корпус.

Корпус преимущественно литой, а не разборный. Но бывают разные модели, каждая конкретная схема претерпевает некоторые изменения, в соответствии с ожиданиями и желаниями производителя.

Внутри корпуса есть отверстие для прохода жидкости. Отверстие это может быть как полноразмерным, так и уменьшенным.

Полноразмерный проход дает возможность транспортировать жидкость в полной мере, а также снижает нагрузку на внутренности вентиля. Жидкость течет без проблем, не встречая сопротивления.

Другое дело – миниатюрные вентили. Они в своем базовом состоянии не способны пропускать номинальное количество носителя за один и тот же промежуток времени.

Схематический рисунок конструкции задвижек

В центральной части корпуса находится клапанный блокиратор или просто клапан со шпинделем. К нему подсоединена резьба с направляющими, а резьбой управляют за счет вращения ручки вентиля.

Система проста и неприхотлива, от того и столь эффективна. Вращая ручку, мы передаем усилие на винтовую резьбу. Та влияет на положение клапана внутри вентиля. Закручивание ручки опускает клапан, откручивание наоборот, поднимает. Соответственно вы можете регулировать движение носителя в трубе так, как сами того пожелаете.

Важная особенность состоит в том, что в вентиле течение жидкости блокируется за счет параллельного перекрытия потока. Это сказывается на стоимости всей конструкции, а также его цене его разновидностей. Именно поэтому полнопроходный образец вентиля гораздо дороже стандартного суженного.

Конструкция и действие задвижки

Отличие задвижки от вентиля состоит в нескольких небольших, но все же крайне важных конструктивных особенностях. Разобравшись с ними, вы точно поймете, что здесь и как работает.

Задвижка выполняет те же задачи, что и вентиль. Она тоже способна заблокировать или открыть систему в любой момент.

Только вот задвижка существует в двух положениях:

  • открытом;
  • закрытом.

Третьего варианта не дано. Сама ее конструкция просто не позволяет эффективно перекрывать поток частичным образом. Запорный элемент внутри спроектирован по такой схеме не просто так.

В задвижке запорный элемент или клин находится в перпендикулярном к носителю положении. Закрывается он точно так же, перемещаясь всего на несколько десятков сантиметров вниз.

Это упрощает конструкцию, делает ее более неприхотливой и дешевой. Но также и повышает давление на все составляющие детали. Особенно, если речь идет о запорной арматуре, монтируемой на трубопроводах высокого давления.

Монтаж огромной промышленной задвижки (видео)

Схема сборки

Во многом задвижка повторяет конструкцию вентиля. Она тоже состоит из цельного литого корпуса. Она тоже может быть как полнопроходной, так и стандартной, с суженным диаметром.

Основные различия касаются самого запорного элемента. В задвижках поток блокируют клином. Закрытое положение клина прячет его в верхней седельной части. Клин никак не препятствует движению жидкости в системе.

К его направляющим подсоединена резьба, а ту контролируют вращением ручки. В общем, система та же, что и с вентилем. Различие кроется в деталях.

При вращении ручки клин просто освобождается, в один момент перекрывая всю трубу. Нижняя часть клина заходит во внутренние седла, уплотненные резиной.

Основные отличия

Перечислим все отличия вентилей и задвижек. Так вам будет проще ориентироваться и делать свой выбор.

Список отличий:

  1. Вентилем можно регулировать поток в системе, задвижка же находится в двух состояниях: открытом и закрытом.
  2. В вентиле идет параллельное блокирование системы, задвижка блокируется перпендикулярно потоку.
  3. Задвижка быстрее изнашивается.
  4. Вентиль стоит дороже, особенно его полнопроходный вариант.

Источник: https://trubypro.ru/poleznye-materialy/otvety-na-voprosy/ventili-i-zadvizhki.html

Клапан или задвижка?

Итак, в чем же отличие клапана (вентиля) от задвижки? Разница между этими типами арматуры обусловлена конструкцией их запорных органов.

В вентилях поток рабочей среды (жидкость или газ) перекрывается при помощи клапана, который прижимается к седлу в горизонтальных плоскостях, параллельных потоку, для чего производится двойной изгиб потока газа или жидкости под углом девяносто градусов. При этом повышается сопротивление.

Клапан снабжен плоским тарелкообразным или конусоидальным затвором, который и совершает возвратно-поступательные движения по поверхности седла. В задвижках поток перекрывается благодаря заслонке или конусу, опускаемому перпендикулярно направлению движения потока.

Блокирующий элемент задвижек может либо полностью перекрывать поток рабочей среды, либо быть полностью открытым; вентили, в свою очередь, могут выполнять функцию регулирующих элементов.

В том случае, если в системе применяются трубы диаметром от 300 мм, а также при высоком давлении эффективней использовать задвижки. Если перед вами стоит вопрос экономии, то клапан – лучшее решение. Его низкая стоимость обуславливается простотой конструкции устройства. В тоже время, при высоком давлении не возникает трудностей при вращении рукоятки. Однако высокое давление создает дополнительную нагрузку, так как оно «пытается» оттеснить клапан от седла. В задвижках же отсутствуют изгибы, поэтому такой нагрузки нет.

Если клапан сконструирован правильно, то между проходными, входными и выходными отверстиями не наблюдается сужения. При применении задвижек имеется несколько вариантов. Как правило, в трубопроводных системах монтируются полноприводные задвижки, в которых диаметры трубопровода и проходных отверстий полностью совпадают. Однако зачастую, для снижения крутящих моментов устанавливают суженные задвижки. Таким образом, снижается износ уплотнительных поверхностей.

В результате воздействия одностороннего давления потока рабочей среды на заслонку обеспечивается ее более плотное прилегание к седлу, что делает задвижки более надежным оборудованием.

Клапаны могут выполнять регулирующую функцию, в то время как задвижки только перекрывают поток, т.е. они либо полностью открыты, либо полностью закрыты.

Задвижки классифицируются в зависимости от конструкции, используемых материалов, типу управлении и присоединения. В каталоге на нашем сайте представлены все виды задвижек c DN от 10 до 1500.

Свяжитесь с нами любым удобным для вас способом, и наши специалисты решат вопрос с подбором необходимой трубопроводной арматуры по наиболее выгодным ценам в кратчайшие сроки!

Возврат к списку

Источник: https://ngs-penza.ru/about/poleznaya-informatsiya/klapan-ili-zadvizhka/

Как отличить вентиль от задвижки

Задвижки и вентили – наиболее популярные виды запорной арматуры, применяемые для оперативного перекрывания потока рабочей среды в технологических трубопроводах, инженерных коммуникациях и магистральных линиях. Вентили и задвижки различаются по конструктивному исполнению запорного органа, а также по направлению его перемещения относительно потока транспортируемой среды. Существенные конструктивные различия влияют на особенности режима эксплуатации, что учитывается при выборе оптимального оборудования для определенных условий применения.


Рис. 1 Внешний вид вентиля

Запорный узел вентиля перемещается параллельно потоку рабочей среды. По этой причине корпус вентиля визуально отличается от аналогичного элемента чугунной или стальной задвижки. Более сложная конфигурация металлического корпуса вентиля обусловлена необходимостью поворота потока рабочей среды. Чугунные и стальные корпуса задвижек отличаются лаконичной простотой форм за счет простой конструкции запорного узла, перемещающегося перпендикулярно потоку рабочей среды.

Потребитель, задающийся вопросом как отличить вентиль от задвижки, прежде всего может обратить внимание на внешние особенности корпуса запорной арматуры. Заметные внешние различия, основанные на особенностях перемещения запорного органа, дополняются специфическими характеристиками внутренних компонентов запорной арматуры. Задвижки могут использоваться для оборудования трубопроводов большого диаметра с высоким давлением транспортируемой среды. Одностороннее давление на запорный орган задвижки способствует максимально плотному примыканию заслонки арматуры к седлу. При большом напоре вентилем легче перекрыть подачу, но сложнее ее открыть.

Особенности применения вентилей

Вентили, именуемые запорными клапанами, отличаются относительно небольшими размерами в сравнении с задвижками, предназначенными для оснащения трубопровода аналогичного диаметра. Перемещение запирающего органа параллельно оси потока рабочей среды производится с уменьшенными физическими усилиями.

Относительно небольшой ход шпинделя запорного клапана не превышает четверти диаметра трубопроводной магистрали. Необходимость разворота потока среды внутри металлического корпуса приводит к заметному увеличению строительной длины вентилей. Увеличение гидравлического сопротивления провоцируется конструктивным исполнением, изменяющим направление потока, а также относительно небольшим проходным сечением седла запорной арматуры. Преимущества вентилей:

  •          Высокая скорость выполнения технологических операций;
  •          Малый ход затвора, необходимый для полного открытия;
  •          Относительно небольшая масса и строительная высота;
  •          Для перекрытия потока требуется небольшое механическое усилие;
  •          Высокая герметичность за счет применения эластичных уплотнительных колец;
  •          Отсутствие трения затвора, обеспечивающее минимизацию износа запорного органа;
  •          Простое техническое обслуживание;
  •          Возможность ремонтного восстановления изношенного оборудования;
  •          Применение в трубопроводах с агрессивными рабочими средами;
  •          Эксплуатация при высоком давлении транспортируемой среды;
  •          Широкий диапазон рабочих температур.

Более высокое гидравлическое сопротивление вентилей, обусловленное особенностями конструктивного исполнения запорной арматуры, провоцирует значительные потери энергии за счет необходимости повышения рабочего давления в эксплуатируемой системе. В большинстве случаев увеличение гидравлического сопротивления системы за счет применения вентилей относительно невелико, но этот фактор необходимо учитывать при проектировании трубопроводных систем и планировании рабочих режимов.

При эксплуатации вентилей необходимо соблюдать определенное направление потока рабочей среды, указанное на корпусе запорной арматуры. Противоположная ориентация вентиля приводит к заметным затруднениям при открывании, а также может спровоцировать срыв тарелки со стального штока и полный выход оборудования из строя.

Запорные вентили обеспечивают высокий уровень герметизации при перекрытии потока рабочей среды, что позволяет использовать компактные устройства для оборудования трубопроводов, эксплуатируемых в сложных условиях. Прочный стальной корпус выдерживает высокое давление и большие колебания температур. Запорные клапаны применяются на трубопроводах относительно небольшого диаметра. Более сложная конфигурация корпуса сопряжена с потенциальным риском наличия застойных зон, накапливающих загрязнения, проникающие в систему.

Особенности применения задвижек

Стальные и чугунные задвижки различного конструктивного исполнения применяются для герметичного перекрывания технологических линий, инженерных коммуникаций и магистральных трубопроводов. Запорная арматура, отличающаяся простым конструктивным исполнением, оптимизирована для безаварийного применения в различных условиях технической эксплуатации.


Рис. 2 Фланцевая чугунная задвижка

Малое гидравлическое сопротивление за счет полнопроходного исполнения корпуса позволяет применять задвижки для комплектации магистральных трубопроводов с высокой скоростью движения транспортируемой среды. Преимущества задвижек:

  •          Стабильная эксплуатация при любых характеристиках среды;
  •          Простота конструктивного исполнения;
  •          Герметичное перекрытие потока транспортируемой среды;
  •          Широкий диапазон предельно допустимых температурных показателей;
  •          Минимальное гидравлическое сопротивление;
  •          Надежная конструкция запорного механизма;
  •          Широкое разнообразие типоразмеров;
  •          Относительно небольшая строительная длина;
  •          Ремонтопригодность эксплуатируемого оборудования;
  •          Возможность выполнения операций при различном уровне давления в системе;
  •          Удобное техническое обслуживание.

Для минимизации физических усилий, при выполнении технологических операций открывания и перекрывания потока, задвижки могут оснащаться редукторными механизмами с прочным металлическим штурвалом. Штурвалы маркированы указателями направления вращения для безошибочных действий персонала при открывании или закрывании запорного механизма. Некоторые модели задвижек оснащаются дублирующими указателями направления на крышке.

Задвижки с выдвижным шпинделем отличаются относительно большой строительной высотой, ограничивающей потенциальную возможность применения запорного оборудования внутри малогабаритных помещений. Сравнительно большое время открывания и закрывания задвижек исключает возможность применения популярной разновидности запорной арматуры на технологических линиях, где актуально высокоскоростное выполнение операций.

Возможность применения на трубопроводах, транспортирующих агрессивные жидкости, зависит от материала корпуса и запорного элемента задвижки. Стабильно популярная чугунная запорная арматура оптимизирована для комплектации водопроводных, отопительных, противопожарных и канализационных систем, где рабочей средой является холодная, горячая, чистая или загрязненная вода. Стальные задвижки могут применяться для комплектации нефтепроводов и технологических линий, транспортирующих агрессивные вещества и химически активные соединения. Применение коррозионностойких элементов в различных модификациях задвижек обеспечивает стабильно высокую прочность компонентов, регулярно подвергаемых высоким нагрузкам.

Правильное положение при монтаже

Оснащение различных типов запорной арматуры типовыми стальными фланцами обеспечивает простое выполнение монтажных операций. Фланцевые соединения позволяют оперативно заменять неисправную запорную арматуру без необходимости выполнения сложных подготовительных операций. Замена арматуры, оснащенной фланцами, производится без демонтажа соседних участков и проведения сварочных операций. Для герметизации соединений, стягиваемых стальными шпильками с гайками, применяются прокладки соответствующей конфигурации, размещаемые между ответными фланцами, идентичными по размеру.

При монтаже задвижек, нет необходимости учитывать направление потока рабочей среды. В задвижках рабочая среда может транспортироваться в обе стороны.


Рис. 3 Типоразмеры задвижек

При установке задвижек допускается любая ориентация устройства независимо от потока рабочей среды. Конструктивное исполнение запорного элемента клиновых и параллельных задвижек обеспечивает гарантированную работоспособность оборудования при любом направлении потока транспортируемой жидкой или газообразной среды.

Выбор оптимального технического решения

При выборе оптимальной разновидности запорной арматуры учитываются индивидуальные особенности режима предстоящей эксплуатации. Кроме технических параметров на выбор оборудования влияют ценовые показатели, особо актуальные при необходимости приобретения большого количества запорной арматуры.

Сферы применения вентилей

Для комплектации трубопроводов относительно небольшого диаметра могут применяться запорные клапаны (вентили), отличающиеся простым конструктивным исполнением и низкой себестоимостью. Вентили стабильно функционируют при скачках и перепадах давления в системе. Компактные устройства с небольшой строительной высотой оптимальны для оборудования участков трубопроводов, пролегающих внутри тесных промышленных и подсобных помещений.

Конструктивное исполнение запорного механизма вентиля позволяет применять практичную арматуру для комплектации трубопроводов с различными характеристиками транспортируемой среды, обеспечивая стабильную работу технологического оборудования. Ручное управление, исключающее необходимость стабильного электроснабжения для функционирования электропривода, обеспечивает гарантированную работоспособность вентиля при аварийных ситуациях, когда особо актуальна возможность оперативного перекрывания трубопровода. Малый ход маховика позволяет предельно ускорить выполнение операции перекрывания или открывания трубопровода. Уплотнение затвора вентиля при перемещении не перетирается о седло, что позитивно отражается на периоде безаварийной эксплуатации арматуры.

Особенности применения задвижек

При оборудовании трубопроводных сетей диаметром более 300 мм целесообразно применение задвижек, адаптированных для бесперебойной работы в сложных технических условиях. Небольшая строительная длина задвижек позволяет максимально плотно выполнять монтаж оборудования, что особо актуально в промышленных условиях при необходимости рациональной компоновки многочисленных устройств. В зависимости от режима эксплуатации применяются задвижки с выдвижным или не выдвижным шпинделем, обладающие индивидуальными техническими преимуществами.

Выдвижной шпиндель

Арматура с выдвижным шпинделем, отличающаяся увеличенной строительной высотой, может устанавливаться исключительно в просторных помещениях при отсутствии физических ограничений. Свободный доступ к ходовому узлу задвижки обеспечивает удобное техническое обслуживание оборудования в процессе эксплуатации.

Отсутствие негативного воздействия рабочей среды помогает сохранить безупречную функциональность ходового узла для удобного управления и бесперебойной эксплуатации технологического оборудования. Основной недостаток применения задвижек с выдвижным шпинделем – необходимость планирования места для свободного хода рабочего узла при закрывании и открывании потока транспортируемой среды.

Не выдвижной шпиндель

Задвижки, оборудованные не выдвижным шпинделем, отличаются уменьшенной строительной высотой, оптимальной для монтажа оборудования в условиях ограниченного пространства. Отсутствие технического обслуживания ходового узла, погруженного в рабочую среду, сокращает период безремонтной эксплуатации оборудования. Задвижки с не выдвижным шпинделем не рекомендованы к применению на ответственных объектах.

Сфера применения необслуживаемых задвижек с не выдвижным шпинделем ограничена водой, и неагрессивными нефтепродуктами. Рабочая среда должна не иметь абразивных частиц, твердых примесей и коррозионных свойств. Компактные задвижки удобно размещаются в небольших помещениях, технологических колодцах, нефтяных скважинах и подземных коммуникациях.

Температурные режимы

Диапазон допустимых температур при эксплуатации запорной арматуры зависит от материала корпуса внутренних компонентов. Стальные вентили и различные модификации стальных задвижек способны безотказно функционировать при высокой температуре транспортируемой среды, достигающей несколько сотен градусов. Применение термостойких компонентов, не подверженных коррозии, обеспечивает высокий уровень герметичности при транспортировке холодной воды, пара, нефтепродуктов и технологических жидкостей. Шпиндель из углеродистой стали обладает высокой прочностью и неизменной функциональностью при работе в различных температурных режимах.

Недорогие чугунные модели задвижек оптимизированы для управления потоками рабочей среды температурой до +90 °С. Чугунные задвижки могут применяться для оборудования водопроводных, противопожарных, отопительных и канализационных сетей. Арматура для трубопроводов большого диаметра оснащена редукторным механизмом, упрощающим выполнение операций закрывания и открывания запорного узла. Применение высокопрочных полимерных уплотнителей обеспечивает гарантированную герметичность перекрывания потока независимо от температурных показателей.


Чем отличается вентиль от крана

Все трубопроводы снабжаются соответствующей арматурой. Ее назначение — открывать и перекрывать поток жидкости (газа), регулировать ее температуру, давление или расход, а также предохранять оборудование от нерасчетных режимов. В соответствии с назначением арматура бывает запорной, регулирующей, предохранительной, приводной и др. К какому же типу арматуры относятся краны и вентили, и в чем состоит их различие?

Определение

Кран — тип  трубопроводной приводной арматуры, в котором затворный орган вращается вокруг своей собственной оси, размещенной перпендикулярно направлению потока. Обычный кран состоит из двух главных элементов: неподвижного корпуса и вращающейся  пробки.

Шаровой кран

Вентиль (запорный клапан) — это тип приводной арматуры, в котором затворный орган, перемещаясь в направлении потока, садится на седло. Вентиль предназначен для открытия, закрытия и регулировки потоков газа или жидкости.

Вентильк содержанию ↑

Сравнение

Основное различие между вентилем и краном заключается в том, что вентилем можно регулировать напор рабочего потока, а краном нельзя (к тому же регулировка краном по правилам эксплуатации категорически запрещена). Кран выполняет всего две функции, имея только положение «открыто» или «закрыто», а вентилем можно легко регулировать напор рабочего потока.

Всё дело в конструктивных отличиях вентиля и крана. В вентилях запорный орган садится на седло, перемещаясь в направлении потока, а в кранах он оборачивается вокруг своей собственной оси. К тому же краны обычно бывают шаровыми, то есть при повороте шара изменяется диаметр отверстия, а вентили оборудованы грун-буксой (выкручивая или закручивая шток грун-буксы, поднимают или опускают клапан, прикрепленный к штоку, тем самым открывая или закрывая отверстие, находящееся в седле).

к содержанию ↑

Выводы TheDifference.ru

  1. Кран имеет два положения — это положение «открыто» и положение «закрыто».
  2. Конструкция вентиля, кроме включения/выключения, позволяет еще и регулировать напор рабочего потока.
  3. Визуально кран от вентиля отличается следующим образом: если ручка простая и конец ее прикреплен к штоку — это кран, если на штоке вместо ручки имеется «барашек» — это вентиль.

Чем отличается вентиль от задвижки по своим функциям

Практически ни одна трубопроводная система не обходится без важнейших элементов, предназначенных для перекрытия или контролирования рабочего потока внутри нее. В бытовых условиях для этих целей обычно используют клапаны. Вентили и задвижки — это более габаритные устройства, которые применяются на крупных инженерных магистралях. Между ними много общего, но, тем не менее, это разные элементы, которые отличаются друг от друга функционально и имеют разное конструктивное строение.

Общие свойства

Задвижки и вентили применяются в качестве запорного устройства в канализационных, водопроводных, газопроводных магистралях.

По конструкции каждый из элементов рассчитан на использование в системах с большими показателями давления. Это свойство отражается на цене (задвижки и вентили дороже обычных клапанов), но однако позволяет использовать устройства в системах, где другие конструкции будут малоэффективны.

Оба элемента монтируют к трубе посредством фланцев и муфт, а также сварным способом, т.е элементы могут быть частью или разборного, или монолитного устройства.

Конструктивно и та, и другая конструкция представляет собой литой корпус и запорный элемент для регулирования потока.

Особенности строения

Отличие элементов заключается в самой конструкции запорных элементов: у задвижки это клин, шибер или параллельный запор из одного или двух дисков, который движется перпендикулярно потоку, закрывая проходное отверстие, у вентиля — клапан со шпинделем на резьбе.

Задвижка

Задвижка — деталь для перекрытия проходного отверстия. Бывают шиберными, шланговыми и параллельными, что обусловлено особенностью конструкции.

Элементы задвижки:

  • корпус из чугуна, стали, латуни,
  • крышка корпуса из того же материала, что и корпус,
  • запор (клин, шибер, диски),
  • шпиндель (шток на резьбе) выдвижной или вращаемый,
  • маховик или редукторный привод (для автоматического управления).

В трубопроводах чаще всего устанавливаются полнопроходные устройства, у которых диаметр проходного отверстия равен диаметру трубы, но в некоторых случаях используют суженные задвижки для снижения износа уплотнителей.

Задвижки более эффективно работают на крупных магистралях, где диаметр трубы выше 300 мм, и уровень давления повышенный. Задвижка лишена изгибов, и следовательно, не создает лишнего сопротивления. Одностороннее давление плотно прижимает заслонку к седлу, поэтому устройство оказывается более надежным и прочным.

Вентиль

Запорное устройство для систем различного назначения, в котором проходное отверстие перекрывается с помощью клапана.

Элементы конструкции:

  • корпус вентиля может быть выполнен из чугуна, стали, бронзы;
  • седло для запорного клапана;
  • сам клапан со шпинделем на резьбе;
  • рукоять для вращения

В качестве запорного элемента используется клапан, который прилегает к седлу параллельно движению рабочей среды и разделяет ее поток под прямым углом, сужая проходные отверстия. При этом сопротивление только усиливается, что создает дополнительную механическую нагрузку на запорную арматуру.

Функциональные особенности

И то и другое устройство призвано перекрывать поток транспортируемой рабочей среды в трубах, с той лишь разницей, что вентиль способен ограничивать и полностью перекрывать движение, а задвижка может находится лишь в двух положениях: либо в закрытом, когда движение прекращается, либо в открытом, когда поток свободно циркулирует.

В чем принципиальное отличие устройств

Отличия двух запорных элементов можно обозначить тремя константами:

  1. Запорный элемент в задвижке движется перпендикулярно движению рабочей среды, в вентиле — параллельно. Поэтому задвижка — более прочное и надежное устройство.
  2. Вентиль по цене более экономичен, поскольку его конструкция проще.
  3. Задвижка призвана лишь полностью перекрывать или полностью открывать движение потока, тогда как вентиль способен его регулировать.

Двигатель — как открываются и закрываются клапаны

клапан что позволяет смешивать цилиндр впускной клапан; тот, через который выходят отработавшие газы, является выпускным клапаном. Они предназначены для открывания и закрывания в определенные моменты, чтобы позволить двигатель эффективно бежать на всех скоростях.

Работа контролируется грушевидными кулачками, называемыми кулачками, на вращающемся валу, распредвал с приводом от цепи, ремня или набора шестерни из коленчатый вал .

Где распредвал установлен в Блок двигателя , маленькие металлические цилиндры толкатели сидят в каналах над каждым кулачком, а от толкателей металлический толкатель выходит в крышка цилиндра .Вершина каждого толкателя встречает коромысло который упирается в шток клапана, который удерживается в поднятом (закрытом) положении сильной спиральной пружиной, пружина клапана .

По мере того, как толкатель поднимается на кулачок, он поворачивает коромысло, которое толкает клапан вниз (открывает) против давление своей весны. Как кулачок вращается дальше, пружина клапана закрывает клапан. Это называется системой верхнего клапана (OHV).

Некоторые двигатели не иметь толкателей; Клапаны управляются более напрямую от одинарных или двойных распредвалов в самой головке блока цилиндров и в системе верхнего распредвала.

Поскольку между распределительным валом и клапаном меньше движущихся частей, метод верхнего кулачка (OHC) более эффективен и обеспечивает большую мощность для заданного объема двигателя, чем двигатель с толкателями, поскольку он может работать на более высоких скоростях. В любой системе должен быть некоторый свободный ход в приводном механизме, чтобы клапан мог полностью закрываться, когда детали расширяются из-за нагрева.

Толкатель с заданным зазором оформление имеет важное значение между шток клапана и коромысло или кулачок, чтобы учесть расширение.Зазоры толкателей сильно различаются на разных автомобилях, и неправильная регулировка может иметь серьезные последствия.

Если зазор слишком велик, клапаны открываются поздно и закрываются раньше, что снижает мощность и увеличивает шум двигателя.

Слишком маленький зазор препятствует правильному закрытию клапанов с последующей потерей сжатие .

Некоторые двигатели имеют саморегулирующиеся толкатели, которые гидравлически приводятся в действие давлением моторного масла.

Система верхних клапанов (OHV), управляемая толкателями, имеет коленчатый вал рядом и параллельно коленчатому валу в блоке цилиндров.

При вращении коленчатого вала каждый клапан открывается с помощью толкателя, толкателя и коромысла. Клапан закрывается давлением пружины.

Цепь приводная распределительного вала звездочка имеет вдвое больше зубцов, чем звездочка коленчатого вала, поэтому распределительный вал вращается с половинной скоростью вращения двигателя.

Двигатель с верхним распредвалом (OHC) требует меньшего количества деталей для управления клапанами. Кулачки действуют непосредственно на толкатели ковша или на короткие рычаги — известные как пальцы — которые, в свою очередь, действуют непосредственно на штоки клапана.

Система избавляется от лишнего веса и механической сложности толкателей и коромысел.

Длинная цепь часто используется для привода распределительного вала от звездочки на коленчатом валу, но такая длинная цепь имеет тенденцию «хлестать». В некоторых конструкциях проблема решается установкой промежуточных звездочек и двух более коротких приводных цепей, находящихся под натяжением.

Клапаны в двигателе — как они работают

Газы поступают в камеру сгорания и выходят из нее через каналы в головке блока цилиндров, называемые портов .Этот поток газов регулируется клапанами. Есть два набора клапанов: один для управления впуском, а другой — для выпуска. Клапаны должны создавать минимальные препятствия для потока газов, когда они открыты, и создавать газонепроницаемое уплотнение, когда они закрыты.

На такте впуска впускной клапан будет открыт, и в него может войти смесь воздуха и топлива. Затем клапан закроется, чтобы смесь можно было сжать и сжечь, затем выпускной клапан открывается на такте выпуска, так что сгоревшая смесь может быть вытеснена движением поршня вверх.

Клапаны управляются распределительным валом, который в нужное время толкает каждый клапан — либо напрямую, либо через рычажный механизм. Клапаны должны быть синхронизированы с поршнем, чтобы они открывались и закрывались в правильный момент хода поршня. А ремень ГРМ (cambelt по-английски) или цепь ГРМ проходит между коленчатым валом и распределительным валом, связывая их вместе, удерживая их синхронизированными.

Клапан в сборе

В ранних двигателях экспериментировали со всеми типами клапанов, но в течение примерно ста лет автомобильные двигатели использовали одну и ту же конструкцию: тарельчатый клапан.

Каждый клапан расположен в круглом отверстии в крыше камеры сгорания. В закрытом состоянии между клапаном и поверхностью, к которой он прижимается, будет плотное уплотнение, известное как седло клапана . Клапан удерживается закрытым за счет пружина клапана который прижимается к диску, прикрепленному к штоку клапана, который называется фиксатор .

Давление, вытесняющее выхлопные газы, сильнее, чем вакуум, вытягивающий воздух и топливо. Давить газы легче, чем всасывать их с помощью вакуума.Вы можете попробовать это самостоятельно, дыша через соломинку для питья, это займет больше времени, чтобы наполнить легкие, чем их опорожнить. Это означает, что выхлопные газы движутся легче, и поэтому впускные клапаны больше (или их больше), чем впускные клапаны, чтобы обеспечить большую площадь для впускного потока.

Клапан

Сам клапан состоит из круглой головки, соединенной с длинным штоком. Шток проходит в направляющей клапана и гарантирует, что клапан может только двигаться вверх и вниз, а не покачиваться из стороны в сторону.

Клапан состоит из двух частей, которые затем свариваются. Головка обычно изготавливается из нержавеющей стали, а шток — из высокоуглеродистой стали. Клапаны в основном изготавливаются из закаленной стали или из более экзотических материалов, таких как титан в высокопроизводительных двигателях.

Когда клапан закрыт, он контактирует с поверхностью по периметру порта клапана. Эта поверхность, на которой находится клапан, называется седло клапана . Седло должно быть гладким, поскольку оно обеспечивает уплотняющую поверхность, а максимальный контакт между клапаном и седлом гарантирует, что головка цилиндра может поглощать тепло от клапана.С чугунной головкой седло клапана будет обработано непосредственно в головке, тогда как для более мягких алюминиевых головок, которые не могут противостоять коррозии выхлопных газов, седло клапана будет сделано из более прочного металла и вдавлено в головку.

Впускные и выпускные клапаны нагреваются во время работы. Это тепло должно рассеиваться, и это тепло в основном передается через поверхность клапана, через седло клапана в головку цилиндров, где оно уносится протекающей охлаждающей жидкостью.Тепло также проходит вверх по штоку и через направляющие клапана попадает в головку. Штоки некоторых рабочих клапанов заполнены натрием, который плавится и разбрызгивается внутри штока для улучшения теплопередачи.

[Схема теплового потока в клапанах]

Выхлопные клапаны имеют более жесткий срок службы, чем впускные клапаны, они подвергаются более высоким температурам, потому что горячие выхлопные газы текут вокруг них и за ними. Они проводят свою рабочую жизнь в тесном контакте с горячими, едкими выхлопными газами и поэтому изготовлены из особо прочных, жаропрочных и устойчивых к коррозии материалов.

Направляющие клапана

Клапаны проходят через отверстие в порту, это отверстие будет облицовано прецизионной фрезерованной трубкой, называемой направляющая клапана . Направляющая клапана очень плотно прилегает к штоку клапана, чтобы предотвратить любое движение из стороны в сторону или покачивание. Плотная посадка означает, что поверхность клапана идеально совмещена с седлом клапана.

Этот тесный зазор предотвращает утечку масла в порт, а также помогает предотвратить попадание сжатых газов через шток клапана в головку блока цилиндров.

Направляющие клапана дополнительно уплотнены уплотнение штока клапана , которое, по сути, представляет собой уплотнительное кольцо, которое плотно прилегает к штоку клапана, предотвращая попадание излишков масла и газов через направляющую клапана в порт. Некоторое количество масла желательно в направляющей клапана для предотвращения износа и обеспечения плавной работы.

Пружина клапана

Каждый клапан удерживается закрытым с помощью пружина клапана . Пружина удерживает клапан в закрытом состоянии, а также поддерживает контакт клапана в сборе с распределительным валом или коромыслом, когда клапан открыт.Чтобы открыть клапан, клапанный механизм должен противостоять натяжению пружины. Прочность пружины клапана имеет большое значение.

[Иллюстрация с плавающей запятой клапана]

Слишком сильный, и мы тратим энергию на открытие и закрытие клапанов, а также увеличиваем износ клапанного механизма. Но если пружина слишком слабая, она не сможет закрыть клапан достаточно быстро на высоких скоростях, клапан не будет контактировать с распределительным валом в состоянии, известном как клапан поплавок чего мы хотим всегда избегать.

Пружина клапана сидит вокруг штока клапана и толкает вверх круглую пластину, называемую фиксатор клапана который заблокирован вокруг штока клапана.

Фиксатор фиксируется на штоке с помощью двух держатели клапанов (также известные как фиксаторы клапана, цанги или замки). Держатели клапана имеют коническую форму и входят в канавки на штоке клапана, предотвращая скольжение фиксатора вверх по штоку.

Подъемники клапанов

Толкатели клапана , также называемый толкатели клапанов или толкатели , представляют собой цилиндрические прокладки, которые устанавливаются между верхней частью штока клапана и выступом кулачка или коромыслом.О них мы подробно поговорим в статье о распредвале.

Распредвал

Функция клапанов очень тесно связана с функцией распределительного вала, и они действуют вместе, при этом распределительный вал управляет открытием и закрытием клапанов. Прочтите статью о распределительном валу, чтобы получить полное представление о клапанной системе.

Неисправности клапана

Поврежденные клапаны вызовут плохую компрессию и серьезные проблемы с двигателем.Результат отказа клапана в одном цилиндре будет находиться где-то по шкале между неработающим двигателем и плохой работой — в зависимости от количества цилиндров в двигателе.

Отказ клапана почти всегда приводит к потере компрессии в пораженных цилиндрах из-за того, что клапан не герметизирует камеру.

Сгоревшие клапаны

А сгоревший клапан происходит, когда часть поверхности клапана повреждается из-за нагрева или коррозии.Если клапан не сидит идеально из-за изгиба или небольшой трещины, выхлопные газы могут просачиваться через небольшой участок клапана. Концентрация газов в этой области будет иметь тенденцию разъедать головку клапана, вызывая дальнейший износ. Сгоревший клапан вызовет плохое уплотнение вокруг клапана, что приведет к потере сжатия в цилиндре.

Гнутый клапан

Клапаны находятся в постоянном танце с поршнями, синхронизированными с помощью ремня ГРМ или цепи.Если ремень ГРМ щелкает или подпрыгивает, то мощный поршень может коснуться клапана, и это вызовет коленчатый клапан . Двигатель, в котором поршень и клапан могут перекрываться, известен как интерференционная конструкция — большинство современных двигателей имеют интерференционная конструкция . А двигатель невмешательства имеет зазор между поршнем и клапаном, даже когда клапан полностью открыт и поршень находится в верхней части своего хода.

Если клапан изогнут, он не сможет правильно сесть, что приведет к плохому сжатию.В зависимости от силы контакта между поршнем и клапаном, направляющая клапана может быть повреждена.

Все о клапанах двигателя

Изображение предоставлено: Максим Вивцарук / Shutterstock.com

Клапаны двигателя — это механические компоненты, используемые в двигателях внутреннего сгорания, чтобы разрешать или ограничивать поток жидкости или газа в камеры сгорания или цилиндры и из них во время работы двигателя. Функционально они работают аналогично многим другим типам клапанов в том, что они блокируют или пропускают поток, однако они представляют собой чисто механическое устройство, которое взаимодействует с другими компонентами двигателя, такими как коромысла, для открытия и закрытия в правильной последовательности и с правильный выбор времени.

Термин «клапан двигателя» может также относиться к типу обратного клапана, который используется для впрыска воздуха в составе систем контроля выбросов и рециркуляции выхлопных газов в транспортных средствах. Этот тип клапана двигателя не рассматривается в этой статье.

Клапаны двигателей являются общими для многих типов двигателей внутреннего сгорания, независимо от того, работают ли они на таком топливе, как бензин, дизельное топливо, керосин, природный газ (СПГ) или пропан (LP). Типы двигателей различаются количеством цилиндров, которые представляют собой камеры сгорания, вырабатывающие энергию от воспламенения топлива.Они также различаются типом работы (2-тактный или 4-тактный) и конструктивным размещением клапанов внутри двигателя [верхний клапан (OHV), верхний кулачок (OHC) или клапан в блоке (VIB)]. .

В этой статье кратко описывается работа клапанов двигателя в типичных двигателях внутреннего сгорания, а также представлена ​​информация о типах клапанов, их конструкции и материалах. Дополнительную информацию о других типах клапанов можно найти в нашем соответствующем руководстве «Общие сведения о клапанах».

Номенклатура клапанов двигателя

Большинство клапанов двигателя сконструированы как клапаны тарельчатого типа из-за их толкающего движения вверх и вниз и имеют головку клапана с коническим профилем, которая прилегает к механически обработанному седлу клапана, чтобы перекрыть проход жидкостей или газов. Их также называют грибовидными клапанами из-за характерной формы головки клапана. На рисунке 1 показана номенклатура различных элементов типичного клапана двигателя.

Рисунок 1 — Номенклатура стандартного тарельчатого клапана двигателя.

Изображение предоставлено: https://dieselnet.com

Двумя основными элементами являются шток клапана и головка клапана. Головка содержит галтель, ведущий к поверхности седла, которая обрабатывается под определенным углом, чтобы соответствовать механической обработке седла клапана, с которым она будет соответствовать. Посадка поверхности клапана на седло клапана — это то, что обеспечивает уплотнение клапана против давления сгорания.

Шток клапана соединяет клапан с механическими элементами в двигателе, которые приводят в действие клапан, создавая силу для перемещения штока против давления в седле, создаваемого пружиной клапана.Стопорная канавка используется для удержания пружины в нужном положении, а кончик штока клапана многократно контактирует с коромыслом, толкателем или толкателем, приводящим в действие клапан.

Работа двигателя

В четырехтактных или четырехтактных двигателях внутреннего сгорания используются два основных типа клапанов — впускной и выпускной. Впускные клапаны открываются, чтобы позволить потоку воздушно-топливной смеси в цилиндры двигателя перед сжатием и воспламенением, в то время как выпускные клапаны открываются, чтобы обеспечить удаление выхлопных газов из процесса сгорания после воспламенения.

При нормальной работе коленчатый вал двигателя, к которому прикреплены поршни, связан с распределительным валом как часть механизма клапана для двигателя. Движение коленчатого вала передает движение распределительному валу через цепь привода ГРМ, ремень привода ГРМ или другой зубчатый механизм. Синхронизация и совмещение между положением коленчатого вала (которое определяет положение поршня в цилиндре) и положением распределительного вала (которое определяет положение клапанов для цилиндра) имеют решающее значение не только для максимальной производительности двигателя, но и для предотвращения столкновения поршней и клапанов в двигателях с высокой степенью сжатия.

Во время впускного цикла поршень впускного цилиндра опускается вниз при открытии впускного клапана. Движение поршня создает отрицательное давление, которое помогает втягивать топливно-воздушную смесь в цилиндр. Сразу после того, как поршень достигает самого нижнего положения в цилиндре (известного как нижняя мертвая точка), впускной клапан закрывается. В цикле сжатия впускной клапан закрывается, чтобы изолировать цилиндр, когда поршень поднимается в цилиндре в наивысшее положение (известное как верхняя мертвая точка), что сжимает топливно-воздушную смесь до небольшого объема.Это действие сжатия служит для обеспечения более высокого давления на поршень при воспламенении топлива, а также для предварительного нагрева смеси, чтобы способствовать эффективному сжиганию топлива. В энергетическом цикле воздушно-топливная смесь воспламеняется, что создает взрыв, который заставляет поршень вернуться в самое нижнее положение и передает химическую энергию, высвобождаемую при сжигании топливно-воздушной смеси, во вращательное движение коленчатого вала. В цикле выпуска поршень снова поднимается вверх в цилиндре, в то время как впускной клапан остается закрытым, а выпускной клапан теперь открыт.Давление, создаваемое поршнем, помогает вытеснять выхлопные газы из цилиндра через выпускной клапан в выпускной коллектор. К выпускному коллектору подсоединены выхлопная система, набор труб, который включает глушитель для снижения акустического шума и систему каталитического нейтрализатора для управления выбросами при сгорании двигателя. Как только поршень достигает верха цилиндра в цикле выпуска, выпускной клапан начинает закрываться, а впускной клапан начинает открываться, начиная процесс снова.Обратите внимание, что давление в цилиндре на впуске помогает держать впускной клапан открытым, а высокое давление в цикле сжатия помогает удерживать оба клапана закрытыми.

В двигателях с несколькими цилиндрами одни и те же четыре цикла повторяются в каждом из цилиндров, но в определенной последовательности, чтобы двигатель демонстрировал плавную мощность и сводил к минимуму шум и вибрацию. Последовательность движения поршня, клапана и зажигания достигается за счет точной механической конструкции и электрического хронирования сигналов зажигания к свечам зажигания, которые воспламеняют топливно-воздушную смесь.

Двигатель Клапан Движение

Движение клапанов двигателя приводится в действие распределительным валом двигателя, который содержит ряд кулачков или кулачков, которые служат для создания линейного движения клапана за счет вращения распределительного вала. Количество кулачков на распредвале равно количеству клапанов в двигателе. Когда распределительный вал находится в головке блока цилиндров, двигатель называется конструкцией с верхним распредвалом (OHC); когда распределительный вал находится в блоке цилиндров, двигатель называется конструкцией с верхним расположением клапана (OHV).Независимо от конструкции двигателя, основное движение клапанов двигателя происходит за счет движения кулачка против подъемника или толкателя, который создает силу, которая давит на шток клапана и сжимает пружину клапана, тем самым снимая натяжение пружины, которое удерживает клапан в закрытое положение. Это движение штока клапана поднимает клапан над седлом в головке цилиндра и открывает клапан. Как только распределительный вал поворачивается дальше и кулачок перемещается так, что эксцентриковая часть больше не находится в непосредственном контакте с толкателем или толкателем, давление пружины закрывает клапан, поскольку шток клапана перемещается по центральной части кулачка.

Поддержание надлежащего зазора клапана между штоком клапана и коромыслом или кулачком чрезвычайно важно для правильной работы клапанов. Необходим некоторый минимальный зазор для расширения металлических деталей при повышении температуры двигателя во время работы. Конкретные значения зазора варьируются от двигателя к двигателю, и несоблюдение надлежащего зазора может иметь серьезные последствия для работы и производительности двигателя. Если зазор клапанов слишком велик, то клапаны откроются позже, чем оптимально, и закроются раньше, что может снизить производительность двигателя и увеличить шум двигателя.Если зазор клапана слишком мал, клапаны не закроются полностью, что может привести к потере сжатия. Гидравлические подъемники клапана являются самокомпенсирующимися и могут устранить необходимость в регулировке зазора клапана.

Современные двигатели внутреннего сгорания могут использовать различное количество клапанов на цилиндр в зависимости от конструкции и области применения. Меньшие двигатели, такие как те, которые используются в газонокосилках, могут иметь только один впускной клапан и один выпускной клапан. В двигателях более крупных транспортных средств, таких как 4-, 6- или 8-цилиндровые двигатели, может использоваться четыре клапана на цилиндр, а иногда и пять.

Материалы клапанов двигателя

Клапаны двигателя являются одним из компонентов двигателей внутреннего сгорания, которые подвергаются высоким нагрузкам. Потребность в надежной работе двигателя диктует, что клапаны двигателя должны быть способны проявлять устойчивость к многократному и непрерывному воздействию высокой температуры, высокого давления из камеры сгорания, а также механических нагрузок и напряжений, обусловленных динамикой двигателя.

Впускные клапаны двигателей внутреннего сгорания подвергаются меньшим тепловым нагрузкам из-за охлаждающего воздействия поступающей воздушно-топливной смеси, которая проходит через клапан во время впускного цикла.Выхлопные клапаны, напротив, подвергаются более высоким уровням термической нагрузки, поскольку находятся на пути выхлопных газов во время выхлопного цикла двигателя. Кроме того, тот факт, что выпускной клапан открыт во время цикла выпуска и не контактирует с головкой блока цилиндров, означает, что меньшая тепловая масса поверхности сгорания, а головка клапана имеет больший потенциал для быстрого изменения температуры.

Впускные клапаны из-за более низких рабочих температур обычно изготавливаются из таких материалов, как хром, никель или вольфрамовая сталь.В выпускных клапанах с более высокими температурами могут использоваться более жаропрочные металлы, такие как нихром, кремний-хром или кобальт-хромовые сплавы.

Поверхности клапана, которые подвергаются воздействию более высоких температур, иногда становятся более долговечными за счет приваривания к поверхности клапана стеллита, который представляет собой сплав кобальта и хрома.

Другие типы материалов, используемых для изготовления клапанов двигателя, включают нержавеющую сталь, титан и сплавы трибалой.

Кроме того, для улучшения механических свойств и характеристик износа клапанов двигателя могут применяться покрытия и обработка поверхности.Примеры этого включают хромирование, фосфатирование, нитридное покрытие и завихрение.

Типы клапанов двигателя

Помимо характеристики клапанов двигателя по функциям (впускной и выпускной), существует несколько конкретных типов клапанов двигателя, которые существуют в зависимости от конструкции и материалов. К основным типам клапанов двигателя относятся:

  • Монометаллические клапаны двигателя
  • Биметаллические клапаны двигателя
  • Полые клапаны двигателя

Монометаллические клапаны двигателя, как следует из их названия, изготавливаются из единого материала, который образует как шток клапана, так и головку клапана.Эти типы клапанов двигателя обладают как высокой термостойкостью, так и хорошими антифрикционными свойствами.

Биметаллические клапаны двигателя, также известные как биметаллические клапаны двигателя, изготавливаются путем соединения двух разных материалов вместе с использованием процесса сварки трением для создания клапана с аустенитной сталью на головке клапана и мартенситной сталью для штока клапана. Свойства каждой из этих сталей служат оптимальному назначению: аустенитная сталь на головке клапана обеспечивает жаропрочность и коррозионную стойкость, а мартенситная сталь для штока клапана обеспечивает высокую прочность на растяжение и стойкость к абразивному износу.

Полые клапаны двигателя — это специальный биметаллический клапан, который содержит полую полость, заполненную натрием. Натрий сжижается при повышении температуры клапана и циркулирует за счет движения клапана, что помогает рассеивать тепло от более горячей головки клапана. Полая конструкция обеспечивает лучшую теплопередачу через шток по сравнению со сплошными клапанами, поскольку мартенситный материал штока является лучшим проводником тепла, чем аустенитный материал головки. Полые клапаны особенно подходят для использования в современных двигателях, которые обеспечивают большую мощность за счет более компактных и плотных двигателей с более высокими температурами выхлопных газов, с которыми твердые клапаны не справляются.Эти более высокие температуры выхлопных газов являются результатом нескольких условий, в том числе:

  • Стремление к процессу сжигания обедненной смеси, который сокращает выбросы парниковых газов
  • Конструкции двигателя с более высокой степенью сжатия и более высоким давлением сгорания, которые обеспечивают более высокий КПД
  • Интегрированные конструкции коллектора, поддерживающие турбокомпрессоры для повышения производительности двигателей меньших размеров

Есть несколько других типов конструкций клапанов двигателя.Так называемые золотниковые клапаны состоят из трубки или втулки, которая находится между стенкой цилиндра и поршнем и которая скользит или вращается с приводом от распределительного вала, как и другие клапаны двигателя. Перемещение золотникового клапана приводит к тому, что отверстия, прорезанные во втулке, выравниваются с соответствующими отверстиями в стенке цилиндра в различных точках цикла двигателя, таким образом, функционируя как простой впускной и выпускной клапан двигателя без сложностей, связанных с коромыслами и подъемниками.

Характеристики клапана двигателя

Типовые клапаны двигателя соответствуют параметрам, указанным ниже.Обратите внимание, что эти данные предназначены для информационных целей, и имейте в виду, что параметры, используемые для определения клапанов двигателя, могут варьироваться от производителя к производителю. Понимая спецификации, покупатели получают больше возможностей для обсуждения своих конкретных потребностей с поставщиками клапанов двигателя.

  • Диаметр стержня — диаметр стержня клапана двигателя
  • Длина штока — расстояние от наконечника штока до головки клапана
  • Угол седла — угол среза седла головки клапана, измеренный в угловых градусах, типичные значения находятся в диапазоне 20 o — 60 o
  • Материалы клапана — описывает материал или материалы, использованные для изготовления клапана
  • Покрытия — обозначает любые покрытия или обработки поверхности, нанесенные на основной материал клапана, такие как хромирование, нитрид, PVD или керамика, например

Сводка

В этой статье представлен краткий обзор клапанов двигателя, включая их сущность, ключевую номенклатуру, принцип их работы, работу клапана, материалы, типы и характеристики.Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг.

Источники:
  1. https://www.theengineerspost.com/engine-valves-types/
  2. https://www.aopa.org/training-and-safety/air-safety-institute/valve-safety
  3. https://www.howacarworks.com/basics/the-engine-how-the-valves-open-and-close
  4. http: // ground-mag.com
  5. https://dieselnet.com
  6. http://www.federalmogul.com/en-US/OE/Products/Pages/Product-Details.aspx?CategoryId=48&SubCategoryId=191&ProductId=840
  7. http://www.ijmerr.com/uploadfile/2015/0409/2015040

    51873.pdf

  8. https://www.eaton.com/us/en-us/catalog/engine-valvetrain/engine-valves.html
  9. http://www.nextech.co.in
  10. https://aviamech.blogspot.com/2013/02/piston-engine-valves.html

Прочие изделия клапана

Больше из Насосы, клапаны и аксессуары

Сроки и производительность клапана

Сроки и производительность клапана

Если вы любите гонки или автолюбитель, то вы, скорее всего, не боитесь менять кулачки в вашем двигателе.Однако, Чтобы сделать вашу машину быстрее, нужно не просто заменить кулачок, а заменив его на «правый» распредвал. Это где твой понимание фаз газораспределения становится решающим при выборе правильного кулачка. К поможет вам лучше понять фазу газораспределения, эта страница расскажет о перекрытии продувки и эффект тарана.

ПРОДУВКА
На рабочем такте сгорание толкает поршень вниз в цилиндре. Во время этого хода необходимо открыть выпускной клапан перед поршнем. попадает в нижнюю часть цилиндра.Это позволит создать избыточное давление в цилиндр, чтобы «выпустить воздух» непосредственно перед тем, как поршень достигнет нижней части инсульт. Термин «продувка» используется для описания этого события.

Регулировка времени работы выпускного клапана таким образом гарантирует отсутствие давления остается в цилиндре, чтобы прижиматься к поршню на такте выпуска. В противном случае может возникнуть давление 20 фунтов на квадратный дюйм (или около того) на поршень, когда он запускает цилиндр. Это потребует некоторой мощности вашего двигателя, чтобы вытолкнуть выхлоп из цилиндра!

Двигатели с высокими оборотами должны открывать выпускной клапан раньше так давление имеет больше шансов выйти из цилиндра.Однако на более низких оборотах слишком быстрое открытие выпускного клапана означает, что вы не в полной мере использовать мощность такта.

НАКЛАДКА
Во время цикла двигателя бывает период, когда и впускной, и выпускной клапаны открыты одновременно. Эти фазы газораспределения известны как «перекрытие». Думайте об этом как о наложении друг на друга циклов выпуска и впуска.

Клапаны синхронизированы так, чтобы впускной клапан слегка приоткрывался до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ) на такте выпуска.Точно так же выпускной клапан закрывается сразу после того, как поршень начинает опускаться. на такте впуска.

Перекрытие предназначено для выхлопных газов, которые уже стекает по выхлопной трубе, чтобы создать эффект, подобный сифону и втягивать свежую смесь в камеру сгорания. В противном случае небольшое количество сгоревшие газы останутся в камере сгорания и разбавят поступающий смесь на такте впуска. Эти фазы газораспределения являются продуктом кулачка. спецификации продолжительности и разделения.

Наука, связанная с перекрытием, довольно сложна. Давление, длина рабочего колеса, температура и многие другие аспекты влияют на то, как хорошо работает эффект перекрытия.

RAM ЭФФЕКТ
Когда поршень достигает нижней части цилиндра на такте впуска, впускной клапан в этот момент не закрывается сразу. Впускной клапан остается открыт, даже если поршень запускает цилиндр на сжатие Инсульт. Выражение «эффект тарана» используется для описания этого события.

Установка впускного клапана таким образом позволяет количество свежей смеси, которое необходимо забить в цилиндр. Эффект очень похоже на гидроудар в сантехнике. Что происходит, так это то, что во время приема ход свежая смесь достаточно быстро течет по впускному коллектору и в цилиндр, что он не может мгновенно остановиться, когда поршень останавливается в нижняя часть такта впуска. Как и в случае с эффектом гидроудара, входящий смесь забивается в цилиндр, хотя поршень может запускаться на такте сжатия.

В двигателях с высокими оборотами впускной клапан может оставаться открытым дольше, чтобы воспользоваться этим эффектом тарана. Однако на низких оборотах поршень недостаточно силен, и поршень начнет выталкивать свежую смесь из цилиндра. Из всех различные эффекты фаз газораспределения, это может иметь наибольшее влияние на ваш производительность двигателя.

Авторские права AutoWare 1998

Клапаны и порты в четырехтактных двигателях

Клапаны и порты в четырехтактных двигателях

Ханну Яэскеляйнен, Магди К.Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Компоненты, расположенные после впускного коллектора в четырехтактных дизельных двигателях, выполняют важные функции по управлению подачей воздуха в цилиндр. Тарельчатые клапаны регулируют синхронизацию потока в цилиндр и из него. Конструкция впускного канала влияет на пропускную способность двигателя, а также на объемное движение воздуха, поступающего в цилиндр.

Клапаны

По мере того, как воздушный поток проходит через различные компоненты и ступени впускной системы, различные свойства и характеристики всасываемого заряда были изменены для достижения общих целей системы управления всасываемым зарядом. Фильтр всасываемого воздуха обеспечивает надлежащую чистоту воздуха, состав наддувочного воздуха и содержание кислорода регулируются путем подачи рециркуляции отработавших газов во всасываемый воздух, а компрессор и охладитель наддувочного воздуха обеспечивают достижение целевых значений давления и температуры во впускном коллекторе и плотность всасываемого заряда. в проектных пределах.Несколько заключительных аспектов управления воздухом достигаются после того, как всасываемый заряд выходит из впускного коллектора и попадает в цилиндр. Клапаны или порты контролируют время подачи воздуха в цилиндр. Кроме того, канал между впускным коллектором и цилиндром может оказывать значительное влияние на поток, когда он входит в цилиндр, и может использоваться для передачи подходящего объемного движения и кинетической энергии заряду для поддержки смешивания воздуха, топлива и промежуточного сгорания. продукты в цилиндре.

В четырехтактных двигателях всасываемый газ входит в цилиндр через порт, расположенный в головке цилиндра, и мимо клапана, используемого для открытия и закрытия порта.В двухтактных двигателях, обсуждаемых в другом месте, обычно используются отверстия в гильзе цилиндра, которые попеременно закрываются и не закрываются поршнем.

Рисунок 1 . Номенклатура цельного тарельчатого клапана

Поток газа в цилиндр и из цилиндра в 4-тактных двигателях контролируется почти исключительно тарельчатыми клапанами (рис. 1). Хотя использовались или предлагались другие конструкции клапана, кажется, что ни одна из них не может сравниться по надежности и герметизирующей способности с тарельчатым клапаном.Наиболее распространенной конструкцией тарельчатого клапана в автомобильной промышленности является цельный клапан, в котором весь клапан изготовлен из одного и того же материала. Однако доступны и другие варианты, в том числе:

  • Конструкция приварного наконечника имеет отдельный наконечник, приваренный к штоку над канавкой. Наконечник может быть изготовлен из материала, который намного более износостойкий, чем остальная часть клапана.
  • Конструкция, состоящая из двух частей, имеет отдельный шток, приваренный над галтелем, рис. 2 слева.
  • Конструкция с внутренним охлаждением имеет полый шток, содержащий охлаждающую жидкость, такую ​​как металлический натрий или натрий-калиевая смесь, и обычно используется в сверхмощных и высокоэффективных выпускных клапанах, рис. 2 в центре.Пики температур клапана уменьшаются за счет «вибрирующего эффекта» расплавленного металла, и эти конструкции могут особенно хорошо выдерживать термические нагрузки. Температуру в полой шейке можно снизить примерно на 80–130 К, что снижает общий износ клапана и вкладыша седла клапана.
  • Некоторые конструкции также имеют полую полость в головке клапана, содержащую металлический натрий, рис. 2, справа. Это продолжение классического полого клапана, заполненного натрием, с дополнительной полостью в головке клапана.Это может привести к дополнительным скачкам температуры в головке клапана и еще больше увеличить срок службы клапана.
  • Сварная конструкция поверхности седла имеет седло клапана, которое приварено с твердым покрытием, чтобы лучше выдерживать условия, которые в противном случае привели бы к экстремальному износу седла клапана и / или коррозии.
Рисунок 2 . Примеры конструкций тарельчатого клапана

Слева: Двухкомпонентный клапан со сплошным штоком. Центр: Клапан с полым штоком.
Справа: Клапан с полым штоком с дополнительной полостью на головке клапана.

(Источник: Mahle)

В дополнение к различным стилям конструкции клапаны могут иметь различные усовершенствования конструкции для повышения их долговечности. Деформационное упрочнение поверхности седла можно использовать для умеренного увеличения износостойкости седла в тех случаях, когда сварная конструкция поверхности седла не требуется. Обработка поверхности стержня может использоваться для уменьшения трения и / или износа, особенно если в противном случае может возникнуть адгезионный износ. Алюминирование поверхности седла клапана, а иногда и поверхности сгорания для улучшения коррозионной стойкости в среде оксида свинца, когда-то было популярным для двигателей, работающих на этилированном бензине.Крышки наконечников, установленные на конце штока клапана, могут использоваться для повышения износостойкости наконечников, когда сварка разнородных металлов является проблемой.

###

Lift Valve — обзор

9.1.1 Профиль подъема клапана и фазы газораспределения

Типичные профили подъема клапана впускных и выпускных клапанов в обычном клапанном агрегате с кулачковым приводом показаны на рис. 9.1. Давление во впускном и выпускном отверстиях, а также давление в цилиндре показано на рис. 9.2. Типичные характеристики потока клапана двигателя показаны на рис.9.3. Хороший объемный КПД достигается за счет соответствующего подъема клапана и конструкции фаз газораспределения. Замечено, что существует несколько контрольных точек на профилях подъема клапана, которые определяют форму и синхронизацию кривой подъема клапана, и это (с точки зрения местоположения фаз газораспределения в угле поворота коленчатого вала): открытие выпускного клапана (EVO), выпуск закрытие клапана (EVC), открытие впускного клапана (IVO) и закрытие впускного клапана (IVC). Перекрытие клапанов обычно обозначается продолжительностью от IVO до EVC вокруг ВМТ, когда и впускной, и выпускной клапаны открыты.Точки управления профилем также включают максимальный подъем клапана (то есть «подъем носа») для впускных и выпускных клапанов. Кроме того, профиль подъема регулируется скоростью подъема подъемника на открывающейся и закрывающейся сторонах. Скорость подъема характеризует крутизну или агрессивность профиля подъема.

9.1. Контрольные точки на профилях подъема клапанов двигателя.

9.2. Импульсы давления во впускном и выпускном отверстиях при полной нагрузке двигателя I6 при 2000 об / мин.

9.3.Расходные характеристики клапанов двигателя при стрельбе и движении.

Оптимальная синхронизация EVO обычно определяется соответствующим балансом производительности двигателя между полезной работой во время такта расширения и насосными потерями во время такта выпуска. Изменение EVO изменяет эффективную степень расширения двигателя и, следовательно, оказывает большое влияние на эффективность термодинамического цикла двигателя. Чрезмерно опережающая (или ранняя) синхронизация EVO (т. Е. По направлению к ВМТ срабатывания) приводит к чрезмерной потере указанной мощности и вызывает штраф в BSFC.Чрезмерно запаздывающая (или поздняя) синхронизация EVO приводит к высоким насосным потерям, особенно на высоких оборотах двигателя, когда скорость воздушного потока двигателя высока, что также вызывает увеличение BSFC.

Когда давление в цилиндре во время процесса продувки снижается до уровня, который ниже давления во впускном коллекторе из-за быстрой декомпрессии, возникающее « пониженное давление » во время такта выпуска может привести к положительной работе откачки и, следовательно, к снижению откачки потеря. Такое явление пониженного давления в цилиндре в конце процесса продувки известно как эффект «Каденаци» (Stas, 1999; Parvate-Patil et al ., 2004). Этот эффект может произойти, когда выпускной клапан открывается очень внезапно и быстро. Быстрое открытие приводит к возникновению волны разрежения, так что во время такта выпуска может возникать более низкий уровень давления, что снижает потери на откачке выхлопных газов. На интенсивность эффекта Каденаси и давление в цилиндре сразу после EVO влияют скорость открытия клапана, проходное сечение клапана и соотношение давлений на выпускном клапане. Обычно пониженное давление в цилиндре после продувки становится меньше по мере увеличения оборотов двигателя.Стас (1999) подсчитал, что использование эффекта Каденаси может обеспечить возможное увеличение теплового КПД двигателя до 3%.

Оптимальная синхронизация EVC — это баланс между следующими тремя параметрами: рецессия выпускного клапана или отключение поршня, насосные потери и остаточный газ. Перепад клапана или вырез поршня влияет на «К-фактор» (подробно описанный в главе 7) и качество сгорания. Остаточная фракция — это, по сути, горячая внутренняя система рециркуляции отработавших газов. Это влияет на качество дыхания двигателя и снижает количество свежего воздуха и системы рециркуляции выхлопных газов с внешним охлаждением, которые может впускать двигатель.Слишком раннее время EVC может привести к чрезмерно высоким потерям при перекачке и задержке слишком большого количества остаточного газа. Слишком поздняя синхронизация EVC требует большого спада клапана, чтобы избежать контакта клапана с поршнем около ВМТ. Это также может вызвать нежелательный обратный поток (обратный поток) сгоревшего выхлопного газа из выпускного коллектора в цилиндр. Следует отметить, что более поздняя синхронизация EVC может снизить насосные потери из-за большей площади проходного сечения выпускного клапана во время более поздней части такта выпуска.

Оптимальная синхронизация IVO определяется балансом между следующими тремя параметрами: рецессия впускного клапана или отключение поршня, насосные потери и остаточный газ в ловушке, аналогично эффекту, обеспечиваемому EVC.Например, слишком ранняя синхронизация IVO может потребовать большой рецессии клапана, чтобы избежать контакта клапана с поршнем, а также может вызвать обратный поток выхлопных газов, текущих из цилиндра или выпускного коллектора во впускной коллектор. Обратный поток снижает дыхательную способность двигателя для подачи свежего воздуха. Также обратите внимание, что слишком ранняя синхронизация IVO может снизить насосные потери из-за большей площади проходного сечения впускного клапана во время ранней части такта впуска. С другой стороны, EVC и IVO вызывают различные проблемы динамики клапанного механизма, такие как уровень давления повторного сжатия, накопленный около ВМТ перекрытия клапана, вибрация впускного клапана, вызванная давлением повторного сжатия, и скорость посадки выпускного клапана.

Оптимальная синхронизация IVC в обычном фиксированном клапанном агрегате с кулачковым приводом обычно определяется путем минимизации обратного потока, чтобы максимизировать объемный КПД. Более того, изменение времени IVC изменяет эффективную степень сжатия двигателя и может в значительной степени повлиять на характеристики термодинамического цикла и выбросы двигателя. Изменение синхронизации IVC также является наиболее эффективным способом уменьшить количество воздушного потока двигателя без потери газа, как это могло бы происходить при использовании впускного дроссельного клапана.Многие механизмы VVA регулируют синхронизацию IVC (например, бездроссельная работа в бензиновых двигателях для управления нагрузкой, цикл Миллера или цикл Аткинсона для более низкого BSFC и NO x , а также контроль степени сжатия и массы заряда в HCCI).

Основная цель проектирования, связанная с синхронизацией EVC, IVO и IVC в обычном фиксированном клапанном агрегате с кулачковым приводом, — это как объемный КПД, так и BSFC, в то время как основной задачей при синхронизации EVO является BSFC. Более высокий объемный КПД обеспечивает более высокое соотношение воздух-топливо при том же уровне давления наддува во впускном коллекторе без необходимости повышать давление на входе турбины для достижения высокого отношения воздух-топливо.Следовательно, можно уменьшить количество сажи, и это преимущество выбросов также может быть косвенно преобразовано в преимущество BSFC с помощью других средств проектирования / калибровки.

Продолжительность события клапана (т. Е. От EVO до EVC для выпускного клапана или от IVO до IVC для впускного клапана) также учитывается в динамике клапанного механизма и механической конструкции кулачка, но эти динамические соображения обычно вторичны по сравнению с требования к характеристикам дыхания, особенно при не очень высоких оборотах двигателя (например,г., менее 4000 об / мин). Кроме того, обратите внимание, что поведение потока клапана двигателя изменяется при изменении скорости двигателя из-за эффектов динамики газовой волны. Оптимальные фазы газораспределения — это компромисс между низкими и высокими скоростями, как показано на рис. 9.1. Это особенно верно, когда двигатель имеет очень широкий диапазон рабочих скоростей.

Максимальный подъем клапана и интенсивность подъема определяются балансом между напряжением кулачка, динамикой клапанного механизма и возможным уменьшением возврата эффективного проходного сечения клапана при очень высоком подъеме.Пример коэффициента расхода клапана и порта показан на рис. 9.4. Коэффициент расхода клапана и порта сильно зависит от подъема клапана, но почти не зависит от степени давления на клапане. Обратите внимание, что при испытании коллектора вместе с головкой блока цилиндров происходит потеря коэффициента расхода. Потеря связана с большим количеством ограничений потока, введенных коллектором. Эффективное проходное сечение клапана обычно рассчитывается по следующей формуле:

9.4. Изображение коэффициента расхода клапана.

9.1AVAL, eff = CfAref = CfπdVAL, ref24

, где A ref может быть любой контрольной площадью, но обычно в качестве контрольного диаметра используется диаметр диска клапана. На рис. 9.4 показано, что профиль коэффициента расхода клапана становится плоским при высоком подъеме клапана, а это означает, что порт постепенно становится узким местом для пропускной способности головки блока цилиндров. Когда это происходит, любой более высокий максимальный подъем клапана обеспечит лишь небольшое и убывающее увеличение объемного КПД, но вызовет большие трудности в конструкции кулачка и управлении динамикой клапанного механизма.Взаимодействие между синхронизацией клапана и коэффициентом потока порта происходит в основном в области низкого подъема, поскольку эффективная площадь проходного сечения клапана при малом подъеме влияет на поведение обратного потока вокруг EVC, IVO и IVC.

Профиль подъема клапана также взаимодействует с турбонагнетателем. Когда высокий объемный КПД достигается за счет соответствующих фаз газораспределения или профиля подъема клапана, такая же скорость воздушного потока, необходимая для достижения целевого показателя выбросов, может быть достигнута с более низким давлением наддува во впускном коллекторе, и это снижает нагрузку на турбокомпрессор по доставке воздуха. поток.Это особенно важно для воздушно-топливного отношения при низких оборотах двигателя, например, при максимальном крутящем моменте. Площадь турбины в основном определяется на основе требований к потоку воздуха и EGR при пиковом крутящем моменте (если турбина не является гибким VGT). Если фазы газораспределения чрезмерно смещены в сторону высоких скоростей, так что объемный КПД очень низок при пиковом крутящем моменте, то для компенсации требований к потоку воздуха / рециркуляции выхлопных газов необходимо использовать слишком маленькую площадь турбины. Фиксированная небольшая площадь турбины приведет к значительному снижению насосных потерь при высоких оборотах двигателя.

Наконец, следует отметить, что фазы газораспределения и объемный КПД также взаимодействуют с согласованием турбокомпрессора через изменение дельты P двигателя и продувку газа при перекрытии клапанов. Удаление газа относится к охлаждающему эффекту за счет подачи всасываемого воздуха из впускного коллектора в выпускной коллектор во время перекрытия клапанов, чтобы снизить температуру выхлопных газов и тепловую нагрузку на головку цилиндров, выпускной коллектор и турбину. Как показано в теоретическом анализе воздушной системы двигателя в главе 4, объемный КПД является одним из ключевых параметров, влияющих на дельту P двигателя и возможности управления системой рециркуляции выхлопных газов.Для двигателей без системы рециркуляции ОГ отрицательная дельта P двигателя может быть создана путем выбора большой площади турбины в согласовании с турбокомпрессором, чтобы обеспечить как «усиление» работы насоса, так и отвод газа. В этом случае необходимо соответствующим образом спроектировать большое перекрытие клапанов, чтобы облегчить отвод газа. Однако для двигателей с рециркуляцией отработавших газов дельта P двигателя в основном должна быть положительной, чтобы управлять системой рециркуляции отработавших газов. В этом случае отвод газа из впускного коллектора в выпускной коллектор невозможен. Вместо этого во время перекрытия клапана возникает нежелательный обратный ток.Следовательно, для двигателей с рециркуляцией отработавших газов перекрытие клапанов должно быть очень маленьким, чтобы обеспечить высокий объемный КПД. Более подробные теоретические разработки о влиянии фаз газораспределения на объемный КПД и насосные потери представлены в Разделе 9.7.

Клапаны двигателя — что они делают и как исправить неисправность

Клапаны являются ключевыми элементами в системе клапанов, камеры сгорания и цилиндров любого двигателя. Когда вы понимаете симптомы плохих уплотнений клапанов, это может означать разницу между правильным ремонтом и дальнейшим повреждением вашего дизельного двигателя.

В этом руководстве мы обсудим, какова функция клапана, как он влияет на весь двигатель вашей морской лодки, как анализировать отказы клапанов двигателя и как вы можете исправить их, чтобы вы продолжали двигаться по воде.

Что такое клапан двигателя?

Клапаны двигателя играют решающую роль в работе всех двигателей внутреннего сгорания. Они регулируют, контролируют и направляют необходимое количество воздуха и топлива внутри камеры сгорания двигателя для возникновения воспламенения.Точная синхронизация клапанов позволяет вашему судовому двигателю Detroit Diesel или Cummins работать с максимальной эффективностью в различных условиях и на различных скоростях.

Самый распространенный тип клапана дизельного двигателя — тарельчатый. У него тонкий стержень, который ведет к металлическому куску с плоской поверхностью, которым является голова. Он похож на плунжер или стержень трубы. Детали тарельчатого клапана:

— Наконечник

— Паз стопорный

— Филе

— лицевая поверхность седла

— Маржа

— Поверхность горения

Каждый тарельчатый клапан устанавливается в круглое отверстие в верхней части камеры сгорания.Седло клапана — это то, что создает плотное уплотнение между клапаном и его поверхностью, а пружина клапана удерживает компонент в закрытом состоянии, нажимая на фиксатор.

Клапаны двигателя расположены на головке блока цилиндров двигателя и могут быть изготовлены из закаленного металла, например:

— Нержавеющая сталь

— Сталь низкоуглеродистая

— Никелевый сплав

— Стеллитный сплав

В более мощных двигателях клапаны могут быть из титана.Также доступны различные конфигурации для повышения долговечности и производительности клапана. Например, для повышения сопротивляемости клапана нагреву, износу и коррозии применяются специальные покрытия.

Покрытия и обработки могут варьироваться от твердого хромирования и покрытия из нитрида хрома до покрытия из нитрида циркония и зеркальной полировки. Благодаря различному расположению клапаны двигателя могут выдерживать экстремальные температуры и условия камеры сгорания.

Два типа клапанов включают впускной и выпускной. В зависимости от того, какой у вас судовой двигатель и модель, количество клапанов на каждой стороне головки блока цилиндров может варьироваться. Многоклапанные двигатели могут иметь от трех до пяти наборов клапанов для повышения эффективности сгорания топлива.

Распределительный вал двигателя управляет как впускными, так и выпускными клапанами, а время их открытия и закрытия измеряется цепью или ремнем привода ГРМ. Клапаны и их квалификация имеют решающее значение для точной и эффективной работы двигателя вашего судового дизельного двигателя.

Функция и назначение клапана двигателя

Клапан двигателя предназначен для уплотнения камеры сгорания и ускорения газообмена.

Клапаны

позволяют воздушно-топливной смеси входить и выходить из камеры через проходы, называемые портами. Они работают, чтобы запечатать камеру в определенные моменты, чтобы воспламенить и выпустить сгоревшее топливо. На одной стороне цилиндра впускной клапан позволяет рассчитанному количеству воздуха поступать в определенный момент, в то время как выпускной канал избавляется от рассеянного воздуха с другой стороны.Чем больше воздуха двигатель может входить и выходить из цилиндра, тем выше его эффективность и мощность.

В двигателе внутреннего сгорания происходят четыре процедуры, называемые тактами:

1. Такт впуска: Такт впуска — это первый шаг. Впускные клапаны открываются и втягивают воздух в камеру, где он смешивается с топливом.

2. Такт сжатия: Второй ход называется тактом сжатия, когда впускные и выпускные клапаны закрываются, чтобы улавливать воздушно-топливную смесь.Поршень движется вверх, вызывая возгорание смеси. Экстремальное давление увеличивает химическую энергию.

3. Рабочий ход: Во время третьего хода, также известного как рабочий ход, сжатая смесь самовоспламеняется, преобразуя воздух и топливо в механическую энергию. Горючее и воздух расширяются, заставляя поршень опускаться в цилиндр. В результате коленвал проворачивается.

4. Ход выпуска: Последний ход — выпуск.Когда поршень возвращается в цилиндр после сжатия и зажигания, выпускной клапан открывается для выпуска газов. Затем он закроется, когда впускной клапан начнет процесс заново. Клапаны двигателя работают на высоких скоростях, заставляя двигатель приводить лодку в движение.

Впускные и выпускные клапаны

Хотя впускной и выпускной клапаны герметизируют камеру сгорания, они служат для двух разных целей: одна позволяет воздуху проникать внутрь, а вторая — отводить газы.

Во время первого хода впускной клапан позволяет воздуху или топливовоздушной смеси попасть в камеру. Когда он открывается, выпускной клапан закрывается одновременно. Когда происходит последний ход, выпускной клапан избавляется от израсходованных газов, и процесс повторяется.

Клапаны приводятся в действие распределительным валом, который приводится в движение коленчатым валом, который управляется поршнем. Вся система синхронизирована по времени с постоянным и плавным движением.

Впускное отверстие часто больше выпускного.Поскольку входное отверстие имеет более низкое давление на входе, для проталкивания воздуха внутрь требуется отверстие большего размера. Он основан на фильтре, обеспечивающем поступление чистого воздуха в камеру, а также зависит от вакуума для выпуска нужного количества смеси.

Напротив, выпускной клапан имеет высокое давление на выходе из-за сгорания. Выхлоп выпускает меньший объем газа, поэтому больший клапан не нужен. Когда смесь воздуха и дизельного топлива воспламеняется и взрывается, химическая энергия превращается в механическую, создавая большее давление и мощность для проталкивания выхлопных газов.Выпускать газы из выпускного клапана легче из-за поршня и сгорания.

При более близком сравнении клапанов двигателя выхлоп часто чище, чем впускной, поскольку он выдерживает экстремальные температуры сгоревших газов. Высокие температуры сжигают любые отложения на выхлопе, в то время как на входе накапливается углерод, потому что он принимает более холодный воздух и газы. Впускной канал обычно более грязный или темный по сравнению с выпускным.

Анализ неисправности клапана дизельного двигателя

Хотя клапаны спроектированы так, чтобы служить в течение всего срока службы вашего коммерческого судового двигателя, они могут работать только при соблюдении графика регулярного технического обслуживания.Ваш ремонт должен включать стандартные методы, чтобы избежать отказа клапана двигателя, например:

Замена масла, масляных фильтров и воздушных фильтров.

Соблюдение правильных интервалов сервисного обслуживания.

Замена цепи привода ГРМ или клинового ремня через определенное количество миль или промежуток времени.

Если вы не замените нужные детали, цепь или ремень привода ГРМ могут порваться, в результате чего клапаны станут неподвижными и столкнутся с поршнем.Понимание того, как долго служат клапаны двигателя, зависит от технического обслуживания и нагрузки, которую вы возлагаете на двигатель. Если вы пренебрегаете надлежащим уходом, поврежденные клапаны могут серьезно вывести двигатель из строя.

Клапаны также могут быть повреждены из-за халатного отношения оператора. Например, если вы работаете на более низкой передаче, но двигаетесь на высоких скоростях, это может погнуть или сломать клапаны двигателя.

Итак, что вызывает повреждение клапана двигателя? Могут произойти две распространенные поломки — погнутые или сгоревшие клапаны.

Изогнутые клапаны дизельного двигателя

Самый распространенный тип отказа клапана — это когда клапаны ломаются после контакта с поршнями или удара о них.В результате клапаны больше не могут герметизировать камеру, что позволяет чрезмерному количеству воздуха и топлива проникать внутрь, в то время как выхлоп не закрыт полностью.

Большинство двигателей представляют собой двигатели с натягом, то есть поршень движется вверх мимо самой нижней точки, в которой клапаны движутся вниз во время нормального процесса. Ремень или цепь ГРМ измеряют время компонентов двигателя через коленчатый вал. Затем коленчатый вал приводит в движение поршни, что влияет на распределительный вал, который влияет на клапаны.

При нарушении синхронизации цепи или ремня поршни могут столкнуться с клапанами.Если в вашем Detroit Diesel, Cummins или другом двигателе происходит неправильная синхронизация, не включайте его. Запуск судового двигателя может привести к большему повреждению поршней, головки цилиндров и отверстий.

Погнутые клапаны являются результатом неисправного ремня или цепи привода ГРМ, которые вы можете заменить в соответствии с инструкциями производителя.

Клапаны сгоревшего дизельного двигателя

Перегоревшие клапаны — второй по распространенности тип отказа. Когда клапаны подвергаются экстремальным температурам, это часто может вызвать повреждение материала компонента из-за ожога или коррозии, что чаще всего происходит на выпускных клапанах, потому что они подвергаются более жесткому воздействию.

Сгоревшие клапаны не могут закрываться из-за трещин или горения. Горючие газы будут выходить через седло клапана и клапан, если они не герметизированы. Горячие газы начинают обжигать край клапана, и со временем он разъедает головку клапана, из-за чего она не закрывается. Это повлияет на производительность и компрессию вашего коммерческого морского катера, а также на расход топлива.

Признаки отказа клапана двигателя

Поскольку клапаны находятся в постоянном движении и подвергаются экстремальным температурам, они естественным образом изнашиваются со временем.Однако отказ клапана может произойти быстрее, если ваш судовой дизельный двигатель работает в тяжелых условиях или вы пренебрегаете им.

Если вы подозреваете, что в вашем судовом двигателе произошел отказ клапана двигателя, есть несколько признаков, на которые следует обратить внимание:

— Запуск холодного двигателя: Крышка клапана, покрытая маслом, вытечет через неисправное уплотнение в камеру, вызывая клуб сине-белого дыма из выхлопной трубы.

— Чрезмерный расход масла: Если ваши клапаны в плохом состоянии, проблема может привести к высокому уровню расхода масла.

— Выхлопной дым: Изношенные клапаны вызывают сине-белый дым, который длится дольше обычного во время разгона и запуска двигателя.

— Ударная нагрузка: Клапан может выйти из строя в результате удара, часто приводящего к повреждению даже самых сильных точек клапанной системы.

— Плохая техника эксплуатации: Непрерывные работы и холостой ход могут привести к износу уплотнений клапана.

— Утопленные клапаны: Спад является результатом экстремальных рабочих температур и отложений масла и шлама, из-за которых компоненты не уплотняются.

Изогнутые клапаны часто более серьезны по сравнению с сгоревшими деталями, поскольку их выход из строя может привести к разрушению других деталей двигателя и повлиять на характеристики вашего коммерческого судна.

Причины сгоревших клапанов включают:

Горючие газы выходят через клапан в одной точке.

Неисправный зазор клапана.

Неправильное уплотнение клапана с седлом клапана головки — скопление нагара может повлиять на уплотнение и вызвать истирание.

Большое количество ограниченного тепла.

Недостаточное охлаждение ГБЦ.

Использование сухого топлива, которое не смазывает седло клапана должным образом.

Признаки того, что вы имеете дело с сгоревшим клапаном, могут включать такие признаки, как:

Возгорание

Меньше мощности

Пропуски зажигания

Неровный холостой ход

Работа с сгоревшими клапанами может быть результатом перегрева судового двигателя или использования неподходящего топлива.

Следите за различными признаками, которые могут указывать на то, что у вашего двигателя сломаны, погнуты или сгорели клапаны. При первых признаках аварии диагностируйте проблему, чтобы избежать дальнейшего повреждения.

Как исправить отказ клапана двигателя

Решение проблемы клапана двигателя начинается с понимания процесса сгорания и различных задействованных механизмов. Вот несколько способов предотвратить отказ клапана:

Проверка герметичности клапана или его уплотнительных свойств.

Очистка системы охлаждения для повышения эффективности.

Очистка клапанов двигателя от нагара и коррозии.

Проверка клапанного зазора.

Использование высококачественного топлива для предотвращения накопления углерода.

Прежде чем пытаться устранить какие-либо внутренние сложности, проанализируйте ситуацию. Ваши клапаны могут быть сломаны, изношены, треснуты или сожжены. Даже направляющие клапана и седла судового двигателя могут быть повреждены.Для оценки проблемы:

1. После разборки головки блока цилиндров проверьте, нет ли ненормальных условий в компонентах клапанного механизма.

2. Проверьте наличие признаков износа или дополнительных повреждений, таких как обломки, трещины и отложения нагара.

3. Осмотрите каждую часть клапанного механизма, чтобы определить, какие из них нуждаются в замене или ремонте.

4. Ознакомьтесь с рекомендациями производителя и ознакомьтесь со спецификациями каждой детали клапана.

Во время поломки полезно провести тест на утечку.Проверка на утечку определит, неисправны ли ваши клапаны, позволив жидкости проходить через неправильное время. Во время этого процесса дизельный двигатель будет вращаться, пока испытуемый цилиндр не достигнет верхней мертвой точки. Клапаны закрываются во время первой части теста.

Затем в цилиндр будет поступать воздух. Датчик утечки поможет определить, какое давление может выдержать цилиндр. Если утечка присутствует, вы можете использовать бороскоп для проверки клапанов. Возможно, вам также придется снять крышку клапана, чтобы проверить клапанный механизм.

Определение стоимости и времени, необходимых для завершения ремонта клапана судового двигателя, зависит от количества повреждений. Всегда можно найти что-то еще, что можно обнаружить, например, неисправную направляющую клапана или седло.

Замена клапана двигателя необходима в следующих случаях:

Постоянный шум двигателя

Чрезмерный расход масла

Значительное повреждение клапана

Плохая работа двигателя

Выполнение ремонта клапана своими руками рентабельно и выполнимо, если у вас есть подходящие материалы.Определите, какие клапаны и другие компоненты необходимо заменить. Это также подходящее время для замены других критически важных деталей двигателя, потому что вам придется сломать систему. Вот несколько простых шагов:

1. Дайте морскому двигателю остыть и откройте капот, чтобы увидеть цилиндры.

2. Снимите прокладку головки блока цилиндров.

3. Снимите клапаны с резьбовых соединений.

4. Провести полную проверку состояния клапанных механизмов.

Если в вашем коммерческом дизельном двигателе есть скрытые клапаны, вам может потребоваться обратиться к профессионалу.Если вы не можете выполнить другие сложные операции по восстановлению и ремонту, обратитесь к авторитетному механику, который восстановит ваш дизельный двигатель.

Ваш верный помощник в области решений для клапанов дизельного двигателя

Поиск и устранение неисправностей в клапанном агрегате судового двигателя может быть сложной задачей, особенно когда вы пытаетесь сузить круг возможных неисправностей. Diesel Pro Power предоставляет все необходимые инструкции и детали, включая компоненты клапана двигателя. Наш онлайн-каталог поможет вам найти то, что вам нужно, за считанные секунды.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*