Клапан, деталь двигателя внутреннего сгорания, служит для обеспечения герметичности камеры сгорания, а также для своевременного впуска горючей смеси (заряда свежего воздуха-для двигателей с воспламенением от сжатия) и выпуска отработавших газов.
Что часто спрашивают у специалистов о клапанах, и что они отвечают – об этом чуть ниже.
За не малое время таких вопросов было мной услышано превеликое количество и ответы были конечно тоже разные и с юмором отвечал и серьезно, но я ВСЕГДА ГОВОРИЛ ПРАВДУ)))
- Как устроен клапан? -клапан, не смотря на ответственность выполняемых функций, является, на первый взгляд, достаточно простой деталью. Это цилиндрический стержень с цилиндрической тарелкой. На тарелке имеется рабочая фаска – это важнейшая рабочая поверхность клапана, именно она отвечает за герметичность камеры сгорания. Угол рабочей фаски в самом широком диапазоне может находиться в пределах от 18 дол 45 градусов. На противоположном от тарелки конце стержня располагаются поверхности, ответственные за фиксацию и привод клапана, это могут быть канавки, которые входят в зацепление с сухарями, или резьбовая часть стержня. Канавок обычно от одной до четырёх.
-Из чего делают клапаны? -Клапаны производятся, главным образом, из различных сталей, а также иногда из некоторых других материалов, если это необходимо для достижения требуемых свойств.
Вообще, для производства одного клапана может применяться до 5-6 различных материалов. Стержень клапана обычно делается из более простого материала, в то время как тарелка может изготавливаться из дорогой жаропрочной стали. Кроме того, на рабочей фаске может быть выполнена наплавка из специального, износостойкого и жаропрочного материала. Поверхность стержня клапана обычно покрывается хромом методом гальванического осаждения. Так же в некоторых моделях в сердцевине, стержня клапана делается полость, заполняемая металлическим натрием, для более эффективного отвода тепла от тарелки клапана. Клапаны такой конструкции применяются в некоторых высоко нагруженных автомобильных двигателях на выпуске, а также в авиационных моторах. Материалы применяемые в конструкции клапана могут иметь различные магнитные свойства. Часть или весь клапан может не магнититься (это характерное свойство большинства жаропрочных сталей). Для клапана, предназначенного для какого-то определённого мотора, различные производители могут применять различные материалы и их комбинации, отличные от оригинального исполнения. Вообще, некогда, в советском союзе, на материалы, применяемые для производства клапанов, был соответствующий ГОСТ, в котором были указаны марки материалов для изготовления клапанов двигателей внутреннего сгорания.
Клапаны разные, большие и маленькие. А какие из них какие? – клапаны действительно разные. Есть впускные и выпускные. Из самих названий понятны их функции в двигателе. Впускные работают в более щадящих условиях, в открытом положении обдуваются атмосферным воздухом или топливо-воздушной смесью, что способствует их охлаждению, поэтому материалы для их изготовления применяются более простые. Требования к жаростойкости впускных клапанов не слишком высокие. Выпускные клапаны – напротив, в открытом состоянии обдуваются раскаленными отработанными газами, которые, естественно, сильно нагревают тарелку клапана. Соответственно и материалы для их изготовления применяются особые, более дорогие.
Обычно тарелки впускных клапанов больше, чем выпускных (для конструкций с двумя клапанами в цилиндре). Для моторов, где клапанов в цилиндре больше двух – суммарное сечение впускных клапанов, как правило, БОЛЬШЕ суммарного сечения выпускных клапанов.
Однако, встречаются моторы, у которых в поставке запасных частей нет разницы в клапанах для впуска и для выпуска. В таком моторе, по сути, все клапаны выпускные и суммарное сечение впускных клапанов РАВНО суммарному сечению выпускных клапанов.
В разговорах автолюбителей часто проскакивают рассказы о загнутых клапанах после обрыва ремней. Кому то, по рассказам, везло и клапаны не страдали. Так вот:
Есть ли моторы, где не гнет клапаны? – ответ и прост, и непрост одновременно. Да есть такие моторы, на которых конструктивно предусмотрено, что в случае аварии (обычно при обрыве ремня) клапаны не пострадают. Среди таких решений могут быть поршни с днищем особой формы — это не позволяют случиться контакту клапана с поршнем. Это могут быть разрушающиеся элементы, такие как распределительный вал или рокеры клапана. В общем, разработчики придумали как в случае аварии (обрыва ремня) избежать дорогостоящего ремонта, и сократить время простоя (что очень важно, порой даже важнее вложения средств) и сохранить клапаны. Таких моторов очень не много. Их, вероятно, можно пересчитать по пальцам. В остальных случаях, скорее всего, при аварийной ситуации, клапан встретится с поршнем и пострадает.
Говоря «скорее всего» имею в виду что бывают и исключения, и по стечению звезд и положению обстоятельств…. Ой, извините, по стечению обстоятельств и положению звезд, клапаны в моторе, в котором их почти всегда загибало, могут остаться целыми.
Есть ли свет в конце туннеля, жизнь после смерти? Вторая жизнь клапана или не целевое использование – как было сказано ранее, для производства клапанов (в первую очередь выпускных) применяются качественные и дорогие материалы. Для клапана легковой машины материалов используется меньше, чем для грузовика. Изношенный клапан хоть и не может уже больше использоваться по прямому назначению, но вещь это тяжёлая, часто блестящая и в хозяйстве явно может пригодиться, да и вообще выкинуть такое жалко, НО! Что с ним делать?
Самое распространенной в стародавнее советское время изделие из клапана – это отвертка! Да-да – самая обычная плоская (как сейчас говорят – шлицевая). Наверно у каждого советского автолюбителя в ящике с инструментом была такая.
Вторая, так же очень часто встречающаяся самоделка из клапана – нож. Из стержней клапанов получались неплохие клинки для ножей кухонных и не только.
Из тарелки клапана также может получиться отличный роликовый нож для раскроя листовых материалов, таких как кожа картон или пицца😊
Самое экзотическое использование клапана, которое довелось видеть - это пресс для кофе в рожковой кофемашине!
