Szczegóły części: Co to jest zespół cylindra zaworu samochodowego?

Jakie podstawowe elementy składają się z zespołu cylindra zaworu samochodowego i jakie są funkcje każdego elementu?​

The zespół cylindra zaworu samochodowego jest kluczowym, podstawowym elementem silnika. Składa się z wielu części, takich jak blok cylindrów, grupa zaworów, grupa przekładni zaworów, element układu chłodzenia i element układu smarowania. Podział pracy jest jasny i ściśle skoordynowany

Po pierwsze, blok cylindrów, jako podstawowa rama zespołu, jest zwykle odlewany z żeliwa lub stopu aluminium o wysokiej wytrzymałości, a wewnątrz znajdują się kluczowe konstrukcje, takie jak otwory cylindrów, płaszcze wodne i kanały olejowe. Średnica cylindra stanowi „tor” ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka i należy go dokładnie szlifować, aby zapewnić gładkość i okrągłość ścianki wewnętrznej oraz zmniejszyć straty tarcia między tłokiem a ścianką cylindra; płaszcz wodny otacza cylinder i łączy się z układem chłodzenia silnika, odprowadzając dużą ilość ciepła powstającego podczas pracy cylindra w obiegu cieczy chłodzącej, aby zapobiec przegrzaniu cylindra; kanał olejowy odpowiada za transport oleju smarowego, zapewniając smarowanie ruchomych części cylindra wewnątrz i zmniejszając zużycie.​

Druga to grupa zaworów, obejmująca zawór dolotowy, zawór wydechowy, gniazdo zaworu, przewód zaworu, sprężynę zaworu i uszczelkę olejową zaworu itp. Zawór dolotowy odpowiada za otwarcie suwu ssania, aby umożliwić przedostanie się palnej mieszanki (silnik benzynowy) lub powietrza (silnik wysokoprężny) do cylindra; zawór wydechowy otwiera suw wydechowy, aby usunąć spaliny z cylindra. Gniazdo zaworu osadzone jest na bloku cylindrów lub głowicy cylindrów i współpracuje z uszczelką zaworu, zapobiegając wyciekowi gazu do cylindra; przewód zaworu zapewnia prowadzenie ruchu zaworu, aby zapewnić współosiowość otwierania i zamykania zaworu; sprężyna zaworowa sprawia, że ​​zawór ściśle przylega do bieżni zaworu poprzez siłę sprężystości, uzyskując uszczelnienie, a jednocześnie kompensując siłę bezwładności zespołu przekładni zaworu; uszczelka olejowa zaworu jest umieszczona na trzpieniu zaworu, aby zapobiec przedostawaniu się oleju silnikowego do komory spalania i przedostawaniu się mieszanki lub spalin do kanału olejowego.

Następna jest grupa przekładni zaworowych, która składa się głównie z wałka rozrządu, popychacza, wahacza i innych elementów (różne konstrukcje silników mogą się nieznacznie różnić). Wałek rozrządu ma profil krzywki zgodny z zasadami cyklu pracy silnika. Napędza obrót przez wał korbowy i wykorzystuje występ krzywki do popychania kolumny podnoszącej i popychacza, co z kolei powoduje obrót wahacza wokół osi wahacza, ostatecznie realizując otwieranie i zamykanie zaworu, dokładnie kontrolując czas otwarcia, czas otwarcia i wznios zaworu.

Ponadto zespół integruje również interfejs pompy wodnej układu chłodzenia, podstawę montażową termostatu, powierzchnię montażową pompy olejowej, interfejs filtra oleju i inne elementy układu smarowania, aby zapewnić, że układ chłodzenia i smarowania może skutecznie służyć zespołowi cylindra zaworu i silnikowi jako całości.​

Jak osiągnąć podstawowe funkcje zespołu cylindrów zaworów samochodowych podczas pracy silnika?​

Gdy silnik pracuje, zespół cylindra zaworu samochodowego obraca się wokół czterosuwowego cyklu „wlot – sprężanie – praca – wydech” i działa w sposób skoordynowany poprzez skoordynowane działanie różnych komponentów w celu osiągnięcia podstawowych funkcji, takich jak wlot powietrza, uszczelnianie, odprowadzanie ciepła i smarowanie, zapewniając wydajną i stabilną pracę silnika.

Podczas suwu ssania wał korbowy napędza wałek rozrządu, aby obracał się w układzie rozrządu (takim jak paski rozrządu, łańcuchy rozrządu). Kiedy występ krzywkowy wałka rozrządu popycha kolumnę podnoszącą i popychacz, jeden koniec wahacza jest popychany do góry, a drugi koniec dociska zawór dolotowy, tak że zawór dolotowy otwiera się pokonując siłę sprężystą sprężyny zaworu. W tym czasie tłok porusza się w cylindrze w dół, zwiększa się objętość cylindra, wytwarza się podciśnienie, a zewnętrzna mieszanina palna lub powietrze przedostaje się do cylindra przez kanał dolotowy i otwarty zawór dolotowy, kończąc proces dolotowy.

Po wejściu w suw sprężania wałek krzywki nadal się obraca, występ krzywki odrywa się od kolumny popychającej, sprężyna zaworu powraca do odkształcenia, a zawór dolotowy jest wyciągany i zamykany. Jednocześnie zawór wydechowy jest zawsze zamknięty, tłok porusza się w górę, ściskając mieszaninę w cylindrze, zwiększając ciśnienie i temperaturę mieszanki oraz przygotowując się do późniejszej pracy spalania. Podczas tego procesu kluczowe znaczenie ma szczelne uszczelnienie pomiędzy gniazdem zaworu a zaworem. Jeśli uszczelka jest słaba, spowoduje to wyciek mieszanki, zmniejszenie ciśnienia sprężania i wpłynie na moc silnika i zużycie paliwa.​

Podczas suwu roboczego świeca zapłonowa (silnik benzynowy) zapala sprężoną mieszankę lub silnik wysokoprężny wtryskuje olej napędowy do cylindra o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu przez wtryskiwacz paliwa, spala się, wytwarzając ogromną siłę wybuchową, która popycha tłok w dół, wprawiając wał korbowy w ruch obrotowy i wytwarzając moc. W tym czasie blok cylindrów cylindra zaworowego musi wytrzymać ogromne ciśnienie spalania, a jego materiał o wysokiej wytrzymałości i stabilna konstrukcja zapewniają, że blok cylindrów nie ulegnie odkształceniu ani uszkodzeniu; płyn chłodzący w płaszczu wodnym będzie nadal krążył, szybko odbierając ciepło powstające podczas spalania i zapobiegając uszkodzeniu bloku cylindrów i zaworów z powodu wysokiej temperatury.​

Podczas suwu wydechu wałek rozrządu powoduje ponowne otwarcie zaworu wydechowego, a tłok porusza się w górę, usuwając spaliny z cylindra przez zawór wydechowy i kanał wydechowy. Należy precyzyjnie kontrolować czas otwierania i zamykania zaworu wydechowego, co nie tylko zapewnia całkowite usunięcie spalin, ale także pozwala uniknąć nakładania się zakłóceń na proces dolotowy. Podczas całego cyklu roboczego układ smarowania transportuje olej smarowy do ruchomych części, takich jak wałki rozrządu, popychacze i wahacze, poprzez ścieżkę oleju, tworząc film olejowy, który zmniejsza tarcie i zużycie pomiędzy częściami. Jednocześnie olej smarujący może również pomóc w odprowadzaniu ciepła i przedłużyć żywotność części.

Jakie są różnice w montażu cylindrów zaworowych w różnych typach silników (takich jak benzyna/diesel, wolnossące/turbodoładowane)?​

Różne typy silników mają oczywiste różnice w konstrukcji, doborze materiałów i parametrach komponentów ze względu na różne zasady pracy, metody spalania i wymagania dotyczące wydajności, aby dostosować się do charakterystyki silnika.​

Porównując silniki benzynowe i wysokoprężne, pierwszą rzeczą jest różnica w konstrukcji wytrzymałości cylindrów. Silniki Diesla przyjmują spalanie z zapłonem samoczynnym, a maksymalne ciśnienie spalania w cylindrze może osiągnąć 12-20 MPa, czyli znacznie więcej niż 6-12 MPa w silnikach benzynowych. Dlatego blok cylindrów zaworów silników wysokoprężnych ma zwykle grubszą grubość ścianki lub jest wykonany z żeliwa kremowego o wysokiej wytrzymałości, aby zwiększyć odporność cylindra na ciśnienie i odkształcenia; natomiast blok cylindrów silnika benzynowego może być wykonany z lekkiego stopu aluminium, co zmniejsza całkowitą masę silnika, zapewniając jednocześnie wytrzymałość. Drugim jest różnica w parametrach grupy zaworów. Zawór dolotowy silników wysokoprężnych jest zwykle większy niż zaworów benzynowych, aby sprostać zapotrzebowaniu na dużą objętość dolotową (stosunek powietrza do paliwa w silnikach wysokoprężnych jest wyższy); zawory wydechowe muszą mieć większą odporność na wysoką temperaturę, ponieważ temperatura spalania oleju napędowego jest wyższa, temperatura spalin może osiągnąć 600-800 ℃. Niektóre zawory wydechowe silników wysokoprężnych będą wykonane z bimetalicznego materiału kompozytowego (np. głowica jest ze stopu żaroodpornego), aby poprawić odporność na ciepło.​

Jeśli chodzi o różnicę między silnikiem wolnossącym a silnikiem z turbodoładowaniem, rdzeń leży w uszczelnieniu cylindra i konstrukcji odprowadzania ciepła. Silnik z turbodoładowaniem zwiększa ciśnienie dolotowe do 0,15-0,3 MPa (lub nawet więcej) za pomocą turbosprężarki, a także odpowiednio wzrasta ciśnienie spalania i temperatura w cylindrze. Dlatego wymagania dotyczące uszczelnienia zespołu cylindra zaworu są bardziej rygorystyczne: gniazdo zaworu i zawór są dokładniejsze pod względem dokładności dopasowania, a napawanie laserowe i inne procesy są zwykle stosowane w celu zwiększenia odporności powierzchni uszczelniającej na zużycie; uszczelka olejowa zaworu musi być wykonana z materiału fluoroelastycznego odpornego na wysokie ciśnienie i wysoką temperaturę, aby zapobiec wyciekom oleju. Jednocześnie konstrukcja płaszcza wodnego cylindra silnika z turbodoładowaniem jest bardziej skomplikowana, co zwiększy liczbę kanałów wody chłodzącej lub zwiększy pole przekroju poprzecznego kanałów wodnych. Niektórzy przyjmują również wielowarstwową strukturę uszczelniającą na powierzchni złącza głowicy cylindrów, aby poprawić efekt rozpraszania ciepła i uniknąć deformacji cylindra lub ablacji zaworów z powodu wysokiej temperatury. Ponadto konstrukcja profilu krzywki wałka rozrządu w zespole przeniesienia napędu zaworów silnika z turbodoładowaniem jest bardziej radykalna, a skok zaworów i czas otwarcia są dłuższe, aby dopasować się do dużej objętości wlotowej zapewnianej przez doładowanie i poprawić moc wyjściową silnika.

Jak w codziennym użytkowaniu ustalić, czy zespół cylindra zaworu samochodowego jest uszkodzony i jak go konserwować?​

Podczas codziennego użytkowania stan pracy silnika, komunikaty przyrządów i kontrole fizyczne można wykorzystać do ustalenia, czy zespół cylindra zaworów pojazdu jest uszkodzony. Jednocześnie konieczne jest regularne przeprowadzanie ukierunkowanej konserwacji, aby przedłużyć jego żywotność

Aby ocenić usterkę, należy najpierw zwrócić uwagę na dźwięk pracy silnika: jeśli słychać nietypowy dźwięk „da da da da da”, przyczyną może być zbyt duża szczelina zaworowa (zużyty zespół przeniesienia napędu zaworu) lub pęknięta sprężyna zaworu, co powoduje dźwięk kolizji podczas ruchu zaworu; jeśli występuje „wyciek powietrza” (podobny do dźwięku gwizdka), przyczyną może być słabo uszczelniony zawór i gniazdo zaworu, a także wyciek mieszanki lub spalin. Po drugie, obserwuj zmiany w pracy silnika: Jeśli moc znacznie spadnie i przyspieszenie będzie słabe, przyczyną może być niedostateczne otwarcie zaworu dolotowego (zużycie wałka rozrządu) lub niedomknięcie zaworu wydechowego, co skutkuje cofaniem się spalin; jeśli zużycie paliwa znacznie wzrasta, przyczyną może być słabe uszczelnienie zaworów i obniżone ciśnienie sprężania, a silnik musi zużywać więcej paliwa, aby utrzymać moc. Dodatkowo można to również ocenić sprawdzając olej silnikowy i płyn chłodzący: Jeśli płyn chłodzący zostanie zmieszany z olejem silnikowym (olej jest mlecznobiały), może to oznaczać pęknięcie płaszcza wodnego cylindra i płyn chłodzący przedostaje się do kanału olejowego; jeżeli w płynie chłodzącym pojawi się olej silnikowy (plama oleju na powierzchni płynu chłodzącego), przyczyną może być uszkodzenie uszczelki olejowej przewodu zaworowego i olej silnikowy przedostaje się do płaszcza wodnego. Sytuacje te wskazują, że wystąpiła poważna awaria zespołu cylindra zaworu i wymaga natychmiastowej naprawy

Jeśli chodzi o konserwację, pierwszą rzeczą do zrobienia jest regularna wymiana oleju silnikowego i filtra oleju. Jakość i czystość oleju silnikowego bezpośrednio wpływa na skuteczność smarowania części zespołu przekładni zaworowej. Zaleca się wymianę oleju ze znakiem adaptacyjnym co 5 000-10 000 kilometrów, zgodnie z wymaganiami instrukcji obsługi pojazdu, aby uniknąć zwiększonego zużycia podzespołów w wyniku pogorszenia jakości oleju silnikowego. Po drugie, należy regularnie sprawdzać luz zaworowy. Po pewnym czasie pracy silnika elementy zespołu przekładni zaworowej ulegną zużyciu, powodując zwiększenie luzów zaworowych. Należy go wykryć i wyregulować za pomocą szczelinomierza (niektóre silniki wykorzystują hydrauliczne kolumny popychające, które mogą automatycznie kompensować luz bez ręcznej regulacji). Zwykle sprawdza się go co 30 000–60 000 kilometrów. Ponadto należy zwracać uwagę na konserwację układu chłodzenia silnika, regularnie wymieniać płyn chłodzący (co 2-3 lata lub 40 000-60 000 km), czyścić kamień w zbiorniku wody i płaszczu wodnym, dbać o drożny obieg płynu chłodzącego i unikać przegrzania cylindra; jednocześnie sprawdź szczelność układu chłodzenia, aby zapobiec wyciekom płynu chłodzącego i spowodowaniu nieprawidłowej temperatury cylindra. W przypadku pojazdów o dłuższej żywotności należy również regularnie sprawdzać, czy uszczelka olejowa zaworu nie starzeje się. Jeśli olej silnikowy zużywa się zbyt szybko (potocznie zwane „spalaniem oleju silnikowego”) i z rury wydechowej wydobywa się niebieski dym, należy w porę wymienić uszczelkę olejową zaworów, aby zapobiec przedostawaniu się oleju silnikowego do komory spalania i wpływaniu na osiągi silnika.