Выпускные клапаны служат для осуществления процесса смены заряда.
Основными деталями клапанного узла являются: клапан, направляющая втулка, пружина и ее тарелка.
Клапаны подвергаются высоким динамическим нагрузкам, а также воздействию высоких температур. Выпускные клапаны подвергаются воздействию на них протекающих с большой скоростью горячих газов, вызывающих эрозию и газовую коррозию клапана. Клапаны располагают в крышке вертикально, что обеспечивает наименьший износ стержня и направляющей втулки. Как правило, клапаны открываются внутрь цилиндра, чем достигается плотное их прилегание к седлу при наличии высоких давлений газа в цилиндре. При малых давлениях и при разрежении в цилиндре при выпуске плотность прилегания клапана обеспечивает натяжение пружины.
Клапаны монтируют либо непосредственно в крышку, либо их помещают в особый литой корпус; последняя конструкция хотя и сложнее, однако облегчает притирку клапанов и позволяет проводить смену клапанов без разборки крышки. Корпус выпускных клапанов охлаждают водой. Непосредственная установка клапана в крышке позволяет увеличить диаметр тарелки клапана примерно на 20%.
У 2-тактных дизелей с прямоточно-клапанной продувкой применяют, в зависимости от конструкции и скорости поршня, 1,2,3 или 4 выпускных клапана.
Клапаны делают цельными или составными; чаще всего применяется цельная конструкция. В быстроходных двигателях иногда применяют сварную конструкцию. В малооборотных двигателях встречаются составные конструкции клапанов, например, стальной стержень и тарелка клапана к стержню должен быть выполнен с большим радиусом закругления и тщательно обработан, т. к. в этом месте возникают наибольшие напряжения. В двигателях с наддувом стержень клапана должен быть снабжен специальным уплотнителем во избежание прорыва газа.
Опорным седлом тарелки клапана служат корпус, крышки, корпус клапана или особое опорное кольцо; последние вставляется в корпус клапана, а в корпус крышки в ввертывается, запрессовывается или завальцовывается.
Теплоотвод от клапанов осуществляется в основном через опорное седло и направляющую втулку стержня.
Температура тарелки клапанов зависит от числа оборотов, среднего индикаторного давления и диаметра тарелки.
Форма тарелки клапана определяет его жесткость и устойчивость фаски в работе. В малооборотных двигателях для выпускных клапанов применяют выпускную (грибовидную) форму тарелки; при которой улучшается обтекание клапана выпускными газами.
В малооборотных двигателях ставят одну клапанную пружину; в двигателях средней оборотности и многооборотных при значительных массах клапанного привода целесообразно переходить на две концентрично расположенные пружины разного диаметра; направление витков пружины должно быть различным.
Тарелка клапана имеет коническую фаску, поэтому она садится на опорное седло.
Начало подъема клапана и его посадка на седло должны осуществляться плавно во избежание возникновения значительных ударов. Для обеспечения плотной посадки клапана на опорное седло должен быть предусмотрен регулировочный зазор, гарантирующий сохранение которого минимального зазора на всех режимах работы двигателя.
2.2 Устройство и принцип работы сборочной единицы
Каждый цилиндр снабжен выпускным клапаном, расположенным в центральном отверстии цилиндровой крышки. Корпус клапана крепится к крышке шпильками с гайками, образуя герметичное уплотнение крышки цилиндра.
Корпус клапана имеет съемное седло и износоустойчивую наплавку конической поверхности. К ней прижимается шпиндель клапана. Корпус клапана и седло охлаждается водой. В отверстии под шпиндель клапана установлена съемная направляющая. Корпус клапана снабжен лючками с крышками, через которые можно осматривать и промывать водную полость.
Аналогично седлу клапана на коническую поверхность тарелки шпинделя клапана направлен износоустойчивый слой. На нижней цилиндрической части шпинделя клапана установлена ступица с полостями, которые способствуют проворачиванию шпинделя во время работы двигателя. К верхней части шпинделя двухсоставными коническими сухарем крепится поршень пневмоцилиндра.
Выпускной клапан закрывается давлением сжатого воздуха в пневмоцилиндре. Воздух в него подается через невозвратный клапан.
Выпускной клапан открывается поршнем, воздействующим на шпиндель. Поршень перемещается в гидроцилиндре, расположенном на пневмоцилиндре.
В нижней части корпуса пневмоцилиндра установлены два уплотнительных кольца. Дренажное отверстие в корпусе между кольцами позволяет определить нарушение в работе уплотнения. Пространство ниже уплотнительного устройства соединяются отверстием и трубопроводом протечкам газа и загрязнению.
В корпусе пневмоцилиндра установлен предохранительный клапан.
Гидроцилиндр закреплен шпильками и гайками. Поршень гидроцилиндра снабжен двумя поршневыми кольцами. В верхней части гидроцилиндра установлен деэрационный клапан, отводится через клапан в нижнюю часть корпуса гидроцилиндра и далее через кольца сливается в привод.
Поршень гидроцилиндра приводится в движение маслом, нагнетаемым гидравлическим приводом, установленным над распредвалом.
Поршень гидроцилиндра привода через толкатель приводится от кулачковой шайбы выпускного клапана. Система питается маслом от системы смазки. Гидравлические цилиндры привода и клапана соединены между собой трубопроводом.
3 Расчет сборочной единицы
