Mootori klapp: mis on selle funktsioon?
Sisepõlemismootori ventiil on kolb-sisepõlemismootori ventiiliahela oluline osa.
Selles artiklis vaatleme lühidalt sisepõlemismootori klapi funktsiooni ja seda, mis seda pingestab.
Sisu
Kuidas mootori klapp töötab?
Nukkvõll juhib klappe. Nukkvõlli pöörlemisel hakkab nukk vastu klapikraani jooksma, vajutades seeläbi klapivedrule ja tänu sellele hakkab klapp avanema. Klapp on aga suletud, kui nukk kraani ei puuduta.
Nukkvõll: kuidas see töötab ja mida te sellest ei teadnud?
Klapipea istub seega klapipesal, sulgedes seega põlemiskambri. Kui klapp avaneb, ulatub selle pea uuesti põlemiskambrisse. Kolbpõlemismootori iga silindri jaoks on vähemalt kaks klappi, üks sisselaske- ja teine väljalaskeava.
Enamikul tänapäeva kaasaegsetel mootoritel on rohkem klappe, kõige sagedamini neli klappi silindri kohta, millest kaks on sisselaske- ja kaks väljalasketoru. Mõnel mootoril on paaritu arv klappe silindri kohta. Üks on tuntud 1,8T 20v mootor, millel on kolm sisselaske- ja kaks väljalaskeventiili.
Mootori klapi ehitus
Mootori klapp koosneb peast ja varrest. Klapipea on klapi kõige laiem osa, moodustades plaadi. Klapi vars on kitsendatud osa, mis meenutab naela ilma peata. Sisselaskeklappide kõrgus on tavaliselt suurem kui väljalaskeklappide oma või paaritu arvu klappide korral on sisselaskeklappide arv suurem kui väljalaskeklappide arv.
Esmatähtis on tagada ballooni piisav täitumine. Seetõttu maksimeeritakse sisselaskeklappide suurus väljalaskeklappide arvelt. Heitgaasi rõhk silindris on väljalaskeklapi avanemise hetkel piisav, et tagada silindri nõuetekohane tühjendamine.
Klapivars peaks olema võimalikult lühike, et klapi kaal asjatult ei suureneks ning see on ka koht, mille kaudu eemaldatakse klapist soojus. Vars on üks kahest kohast, mille kaudu on tagatud soojuse eemaldamine klapist ja seetõttu võib selle läbimõõt olla kuni 30% klapipesa läbimõõdust.
Mootori võimsus ja pöördemoment: milline neist parameetritest on olulisem?
Põlemismootori klapi kandepinna kaldenurk on enamasti 45°. Selle nurga all saavutatakse hea tihedus. Mõnel mootoril on aga sisselaskeklapid, mille maandumispinna kaldenurk on 30°. Klapi laagripinna väiksem kaldenurk parandab silindri täitumist ja seeläbi mootori jõudlust.
Mida peab mootoriventiil vastu pidama?
Mootori klapp on mehaaniliselt ja termiliselt väga pingestatud.
- Mehaaniliselt avaldab ventiilile survet suitsugaaside rõhk põlemiskambris, inertsiaaljõud ja hõõrdumine.
- Termiliselt pingestab klapp põlemiskambri kõrge temperatuuri tõttu.
Soojuskoormus on ebaühtlane, mis põhjustab termilisi pingeid. Ebaühtlane soojuskoormus mõjutab mõningaid ventiilide konstruktsioonile seatud nõudeid. Muud nõuded, mis mõjutavad ventiilide konstruktsiooni, tulenevad sisepõlemismootori konstruktsioonist.
Väga kõrge temperatuur koormab mootori klappe ja selle soojuse hajutamiseks kasutatakse klapipesa või klapivarre. Parema soojusülekande tagamiseks klapipealt varrele täidetakse klapi sees olev õõnsus materjaliga, enamasti naatriumiga, mis on töötemperatuuril vedel.
Kuid õõnsus on täidetud vaid osaliselt, tagades, et klapi liikumisel siseruum pestakse ja seeläbi parem soojuse ülekanne klapipealt selle varrele.
Suuremate klappide puhul võib klapipea olla ka õõnes. Väljalaskeventiilid on termiliselt palju rohkem pingestatud kui sisselaskeklapid, seega on need valmistatud kvaliteetsematest ja vastupidavamatest materjalidest.