válvulas do motor são componentes mecânicos utilizados em motores de combustão interna para permitir ou restringir o fluxo de fluido ou gás para e das câmaras de combustão ou cilindros durante o funcionamento do motor. Funcionalmente, que funcionam de forma semelhante a muitos outros tipos de válvulas em que eles bloqueiam ou passagem de fluxo, no entanto, eles são um dispositivo puramente mecânico que as interfaces com outros componentes do motor, tais como braços oscilantes para abrir e fechar na sequência correcta e com o temporização correcta.
A válvula de motor termo pode também referir-se a um tipo de válvula de controlo que é utilizado para injecção de ar, como parte dos sistemas de recirculação de gás de escape de controlo das emissões e em veículos. Este tipo de válvula de motor não será abordado neste artigo.
válvulas de motor são comuns a muitos tipos de motores de combustão, se executado fora de um combustível, como gasolina, diesel, querosene, gás natural (GNL) ou propano (LP). tipos de motores variam de acordo com o número de cilindros que são as câmaras de combustão que geram energia a partir da ignição do combustível. Eles também variar de acordo com o tipo de operação (2-ciclo ou 4-ciclo), e pela colocação de criação das válvulas no interior do motor [válvula de sobrecarga (OHV), em cima came (OHC), ou da válvula no bloco (VIB)] .
Este artigo irá descrever brevemente a operação de válvulas do motor em motores de combustão típicos, bem como apresentar informações sobre os tipos de válvulas e seu design e materiais. Mais informações sobre outros sobre outros tipos de válvulas podem ser encontradas em nosso guia relacionado Compreender Válvulas.
Motor de válvula Nomenclatura
A maioria das válvulas de motor são concebidos como válvulas de estilo de assento axial devido ao seu movimento para baixo e para cima de estalo e apresentam uma cabeça de válvula cónico perfil que encaixa contra uma sede de válvula maquinado para vedar a passagem de líquidos ou gases. Eles também são chamados de válvulas de cogumelo devido à forma distintiva da cabeça da válvula. A Figura 1 mostra a nomenclatura para os diferentes elementos de uma válvula de motor típica.
Diagrama que mostra a nomenclatura de uma válvula reguladora de pressão.
Figura 1 - Nomenclatura para uma válvula padrão motor estilo de assento axial.
Crédito da imagem: https://dieselnet.com
Os dois elementos primários são a haste da válvula e a cabeça da válvula. A cabeça contém um filete que conduz a uma cara de assento que é maquinados a um ângulo especificado para coincidir com a usinagem da sede da válvula à qual irá corresponder. O assento de válvula na face da sede de válvula é o que proporciona o selo para a válvula contra a pressão de combustão.
A haste da válvula liga a válvula para os elementos mecânicos do motor que opera a válvula através da criação de uma força para mover a haste contra a pressão de estar proporcionada por uma mola da válvula. A ranhura de retenção é usada para manter a mola em posição, e a ponta da haste da válvula é repetidamente contactado por um braço oscilante, êmbolo, ou levantador que acciona a válvula.
Operação do motor
Quatro stoke ou quatro ciclos e motores de combustão interna fazer uso de dois tipos primários de válvulas - a válvula de admissão e a válvula de escape. válvulas de admissão são abertas para permitir o fluxo de uma mistura de ar / combustível nos cilindros engine`s antes da compressão e ignição, enquanto que as válvulas de escape aberta para permitir a expulsão de gases de escape a partir do processo de combustão após ignição.
Em funcionamento normal, uma cambota no motor para que os pistões estão ligados está ligada a um veio de excêntricos, como parte de um arranjo de válvulas para o motor. O movimento do movimento transferências da cambota para o veio de excêntricos através de uma cadeia de temporização, correia dentada ou outro mecanismo de engrenagens. A temporização e o alinhamento entre a posição da cambota (o qual estabelece a posição do pistão no cilindro) e a posição do eixo de comando (que determina a posição das válvulas para o cilindro) é essencial não só para o desempenho do motor de pico, mas também a interferência opõem-se entre os pistões e válvulas nos motores de compressão elevadas.
No ciclo de ingestão, os ciclos de pistão do cilindro de admissão para baixo, como a válvula de admissão é aberta. O movimento do pistão cria uma pressão negativa que ajuda a extrair-se a mistura ar / combustível para dentro do cilindro. Logo após o êmbolo atinge a posição mais baixa, no cilindro (conhecido como centro morto inferior), o fechamento das válvulas de admissão. No ciclo de compressão, a válvula de admissão é fechada para vedar o cilindro, quando o êmbolo sobe no interior do cilindro para a posição mais elevada (conhecida como ponto morto superior), que comprime a mistura de ar / combustível para um volume pequeno. Esta acção de compressão serve para proporcionar uma maior pressão contra o êmbolo, quando o combustível é inflamado, bem como de pré-aquecimento da mistura para auxiliar com uma queima eficiente do combustível. No ciclo de potência, a mistura ar / combustível é inflamado que cria uma explosão que as forças do pistão de volta para baixo para a posição mais baixa e transfere a energia química libertada pela queima da mistura ar / combustível para o movimento de rotação do veio de manivelas. O ciclo de escape tem o êmbolo novamente para cima subindo no cilindro enquanto os restos da válvula de admissão fechada e a válvula de descarga estão agora abertas. A pressão criada pelo pistão ajuda a forçar os gases de escape para fora do cilindro através da válvula de escape e para o colector de escape. Ligado ao colector de escape são o sistema de escape, um conjunto de tubos que inclui um silenciador para reduzir o ruído acústico, e um sistema de catalisador para gerir emissões provenientes da combustão do motor. Uma vez que o êmbolo alcança o topo do cilindro no ciclo de escape, a válvula de escape começa a fechar e a válvula de admissão começa a abrir, de iniciar o processo de novo. Note-se que a pressão do cilindro sobre o consumo ajuda a manter a válvula de admissão aberta e a alta pressão no ciclo de compressão ajuda a manter as duas válvulas fechadas.
Nos motores que têm vários cilindros, os mesmos quatro ciclos de repetir em cada um dos cilindros, mas sequenciaram de modo que o motor de prova de potência suave e minimiza o ruído e vibração. A sequenciação do movimento do pistão, o movimento da válvula, e a ignição é conseguido através do desenho mecânico preciso e de temporização de sinais de ignição eléctrica para as velas de ignição que inflamar a mistura de ar / combustível.
Motor de válvula Movimento
O movimento das válvulas do motor é accionado pelo veio de excêntricos do motor, que contém uma série de lóbulos ou cames que servem para criar um movimento linear da válvula a partir da rotação do veio de excêntricos. O número de lóbulos de came sobre o veio de excêntricos é igual ao número de válvulas no motor. Quando o veio de excêntricos é na cabeça do cilindro, o motor é chamado um desenho em cima came (CCE); quando o veio de excêntricos é no bloco do motor, o motor é chamado um desenho da válvula de sobrecarga (OHV). Independentemente do desenho do motor, o movimento de base das válvulas do motor ocorre pelo came montada contra um tirante ou de um ressalto que proporciona uma força que pressiona contra a haste de válvula e comprime a mola da válvula, eliminando assim a tensão da mola que mantém a válvula em a posição fechada. Este movimento da haste da válvula levanta a válvula da sede na cabeça do cilindro e abre a válvula. Uma vez que a rotação do veio de excêntricos adicionais e os lóbulos de came move-se de modo que a parte excêntrica já não está directamente em contacto com o sistema de elevação ou êmbolo, a pressão da mola fecha a válvula como os passeios da haste da válvula na porção centrada do lulo de came.
Mantendo a válvula de alívio adequado entre a haste da válvula e o braço basculante ou excêntrico é extremamente importante para o funcionamento correcto das válvulas. Alguns folga mínima é necessária para permitir a expansão dos metais como a temperatura do motor aumenta durante a operação. valores de depuração específicas variar de motor para motor, eo fracasso para manter a folga adequada pode ter graves consequências para o funcionamento do motor e desempenho. Se a folga das válvulas é muito grande, então as válvulas irão abrir mais tarde do que da melhor forma e vai fechar mais cedo, o que pode reduzir o desempenho do motor e ruído aumento motor. Se a folga da válvula é muito pequeno, as válvulas não fechar totalmente, o que pode resultar numa perda de compressão. tuchos hidráulicos são auto-compensação e pode eliminar a necessidade de ajustes folga das válvulas.
motores de combustão modernos podem utilizar um número diferente de válvulas por cilindro, dependendo do desenho e a aplicação. Motores mais pequenos, tais como aqueles usados em máquinas de cortar relva pode ter apenas uma única válvula de admissão e uma válvula de escape. motores para veículos maiores tais como 4-, 6- ou 8- cilindros podem utilizar quatro válvulas por cilindro ou, por vezes, cinco.
Válvula de motor de Materiais
válvulas de motor são um dos componentes em motores de combustão interna que são altamente estressados. A necessidade de ditames de funcionamento do motor fiável que as válvulas do motor ser capaz de exibir resistência à repetido e contínuo exposição à alta temperatura, alta pressão a partir da câmara de combustão, e as cargas mecânicas e tensões da dinâmica do motor.
As válvulas de admissão em motores de combustão interna são submetidos a stress térmico menos devido aos efeitos de arrefecimento da mistura ar / combustível de entrada que passa pela válvula durante o ciclo de ingestão. válvulas de escape, por outro lado, estão expostos a níveis mais elevados de stress térmico por estar no percurso dos gases de exaustão durante o ciclo de escape do motor. Além disso, o facto da válvula de escape é aberto durante o ciclo de escape e não em contacto com os meios da cabeça do cilindro a massa térmica mais pequena da cara cabeça de combustão e a válvula tem um maior potencial para uma mudança rápida de temperatura.
válvulas de admissão, por causa das suas baixas temperaturas de funcionamento, são normalmente feitas de materiais tais como o cromo, o níquel, aço ou tungsténio. As válvulas de escape temperatura mais elevadas podem utilizar mais aquecer metais resistentes, tais como crómio, silício, crómio, ou ligas de cobalto-crómio.
as faces de válvula que são expostos a temperaturas mais elevadas são, por vezes feita mais durável pela soldadura de Stellite, que é uma liga de cobalto e crómio, para a face da válvula.
Outros tipos de material utilizado para a fabricação de válvulas do motor incluem aço inoxidável, titânio, e ligas tribaloy.
Além disso, revestimentos e acabamentos de superfície pode ser aplicado para melhorar as propriedades mecânicas e características de desgaste das válvulas do motor. Exemplos deste incluem a cromagem, chapeamento de fosfato, revestimento de nitreto, e acabamento redemoinho.
Tipos de válvulas de motores
Para além da caracterização das válvulas do motor por função (ingestão contra escape), há vários tipos específicos de válvulas do motor que existir com base no desenho e materiais. Os tipos principais de válvulas do motor incluem:
válvulas de motores mono
válvulas de motores bimetálicos
válvulas ocos motor
válvulas do motor monometálicos, como o seu nome implica, são fabricados a partir de um único material de que as formas tanto a haste da válvula e da válvula de cabeça. Estes tipos de válvulas do motor fornecer tanto elevada resistência ao calor e exibem boas capacidades de anti-fricção.
válvulas do motor bimetálicos, também conhecidos como as válvulas do motor bimetálicos, são feitos juntando-se dois materiais diferentes juntos usando um processo de soldadura por atrito para criar uma válvula que tem o aço austenitico na cabeça da válvula e aço martensítico para a haste da válvula. As propriedades de cada um destes aços servir um propósito óptima, em que o aço austenitico na cabeça da válvula proporciona uma resistência de alta temperatura e resistência à corrosão, e o aço martensítico para a haste da válvula oferece elevada resistência à tracção e de resistência ao desgaste abrasivo.
válvulas ocos do motor são uma válvula especial bimetálico que contém uma cavidade oca que é cheia com o sódio. Os liquefaz de sódio como a temperatura da válvula levanta-se e é circulado pelo movimento da válvula, o que ajuda a dissipar o calor a partir da cabeça de válvula mais quente. O desenho oco facilita uma maior transferência de calor através da haste do que com válvulas de sólidos porque o material do caule martensítica é uma melhor condutor de calor que o material da cabeça austenítico. válvulas ocos são especialmente adequadas para uso em motores modernos que estão entregando mais poder fora de menores, projetos de motores mais denso que têm temperaturas de gás de maior escape que válvulas sólidos não são capazes de lidar. Estas temperaturas de exaust mais elevados são o resultado de várias condições, incluindo:
Um desejo de um processo de combustão lean-burn que reduz as emissões de gases de efeito estufa
Motor projetos com taxas de compressão mais elevadas e pressões de combustão mais elevadas, que oferecem maior eficiência
colector integrado de projetos que turbocompressores suporte para obter mais desempenho do motor dos motores menores
Existem vários outros tipos de desenhos de válvulas do motor. As assim chamadas válvulas de manga constituído por um tubo ou manga que se situa entre a parede do cilindro e do pistão, e que deslizar ou rodar expulsos um eixo de comando como com outras válvulas do motor. O movimento da válvula de manga faz com que as portas que são cortadas para dentro da manga para alinhar com as portas correspondentes na parede do cilindro, em diferentes pontos do ciclo do motor, assim, funcionando como uma admissão do motor, simples e de válvula de escape, sem as complexidades de braços oscilantes e tirantes.
Motor de válvula Especificações
válvulas do motor típicas são especificados pelos parâmetros delineados abaixo. Note-se que esta informação é destinada a fins informativos e estar ciente de que variações nos parâmetros utilizados para a especificação de válvulas do motor podem existir de fabricante para fabricante. Ao compreender as especificações, os compradores estão melhor equipados para se envolver em discussões sobre as suas necessidades específicas com fornecedores de válvulas do motor.
