Supapă poppet

Supapă poppet a unui motor în 4 timpi

Supapa poppet (în engleză valve poppet sau mushroom valve) în motoarele cu ardere internă de tipul în patru timpi, funcționează și este proiectată împreună cu scaunul supapei sale pentru a regla eliberarea sau emisia amestecurilor gazoase, cum ar fi amestecul de aer - combustibil sau gaze de eșapament, fără ca acestea să se întoarcă înapoi sau să scape din cilindru în timpul fazelor de compresie și combustie.

Descriere, materiale și întreținere

Diferite tipuri de scaune supapă poppet

Supapele poppet sunt construite cu diverse aliaje:

• Invar , dat de fier și nichel, deoarece acest aliaj, pe lângă faptul că garantează rezistența corectă la stresul de funcționare și uzură, are și o expansiune redusă, ceea ce îl face perfect pentru această aplicație și este aliajul utilizat pentru producția excelentă.
• Superaliaj Nimonic , pe bază de nichel (cu adaos de crom, aluminiu și titan) utilizat pentru aplicații cu temperatură ridicată și solicitări mecanice ridicate
• Oțelul de tungsten , utilizat la unele motoare sportive, rezistă, de asemenea, la temperaturi foarte ridicate, dar are caracteristici de rigiditate mai mici și, prin urmare, ar putea compromite fiabilitatea.

Pe lângă faptul că necesită caracteristici de rezistență ridicată și expansiune redusă, supapele trebuie să disperseze căldura în mod corespunzător. Pentru supapele de evacuare, care sunt supuse unor temperaturi deosebit de ridicate ale gazelor de eșapament, temperatura lor normală de funcționare trebuie să fie de aproximativ 800 ° C ^[1] ; dacă depășesc aceste temperaturi, ar provoca o aprindere spontană a amestecului combustibil. Unele supape de refulare pentru a îmbunătăți răcirea în interiorul corpului supapei (tija sau tija și supapa) sunt goale și parțial umplute cu sodiu (care devine lichid la 97,8 ° C), care la temperaturile de funcționare se topește transportând căldura din ciupercă în tulpina prin convecție în timp ce este agitată în mod repetat de la un capăt la altul al valvei. ^[2]

În modele mai sportive sau piese de schimb (nu echipament original), sunt disponibile supape din titan, care în comparație cu supapele construite cu aliajul clasic, garantează o ușurință și o calitate mecanică mai mari, dar sunt considerabil scumpe.

Pentru a funcționa corect, această supapă trebuie să aibă un scaun specific, care poate fi integrat (în motoarele din fontă) sau readus prin intermediul unor inserții din oțel, fontă sau bronz și, prin urmare, să fie un element separat care să fie adăpostit prin interferențe, care trebuie să fie profilate pentru a asigura o închidere corectă a conductei ^[3] , în cazul în care una dintre aceste componente trebuie înlocuită sau revizuită, trebuie sau se recomandă șlefuirea acestora, pentru a restabili funcționarea optimă ^[4]

Aranjament

Supapele cu butuc pot fi aranjate în două moduri:

• Lateral , acest aranjament prevede aranjarea supapei lateral către motor și nu în cap, oferind certitudinea că acestea nu pot interfera niciodată cu pistonul, acest aranjament este utilizat pe distribuția SV și parțial prin distribuția IOE .
• În plumb , acest aranjament este cel mai utilizat în prezent, acesta prevede aranjarea supapelor pe chiulasă, aranjament utilizat în distribuțiile IOE , OHV , DOHC , SOHC și Desmo .

Circulaţie

Mișcarea de deschidere a supapelor este de tip liniar, dar dacă aceste supape sunt mai mari de două, pot lua nume diferite în funcție de mișcarea lor față de centrul cilindrului:

• Axial / Paralel , aceasta este cea mai utilizată schemă, în care supapele cu aceeași funcție (admisie sau evacuare), atunci când sunt acționate, rămân paralele între ele, ducând la o chiulasă și un piston cu profilul în V.
• Radial , acesta este un sistem utilizat de Ferrari , MV Agusta și în prezent de Aprilia , numit supape radiale , unde toate supapele atunci când sunt acționate, sunt direcționate spre centrul cilindrului, ducând la o formă de piston și cap mai aproape de cea a unui doi -motorul de cursă, profiluri foarte speciale ale lobului arborelui cu came sunt necesare pentru acționarea acestor supape, în plus, acest sistem ocupă puțin mai mult spațiu lateral decât sistemul „paralel”.

Conduce

Aceste supape pot fi acționate prin diferite sisteme:

• Camele , este o chestiune de utilizare a lobilor unui arbore cu came care acționează direct asupra supapei, un sistem utilizat parțial pentru distribuția IOE și pentru distribuțiile DOHC și SV .
• Culbutor , este vorba de utilizarea unui element interpus între lobii arborelui cu came și supapa în sine, pentru a utiliza un singur arbore și pentru a extinde efectul excentricității lobilor, un sistem utilizat parțial pentru distribuție IOE și pe distribuțiile SOHC și Desmo .
• Lansete și balansier , este o variantă a sistemului de balansier, în care o tijă este interpusă între brațul balansier și lobii arborelui cu came, acest lucru se datorează faptului că acest arbore este aranjat departe de supapă, ca în sistemul OHV .
• Vacuum , în unele mașini-unelte cu motor termic în 4 timpi, supapa de admisie poate fi controlată pur și simplu de vidul generat de motor și rechemat de un arc.

Reamintim

Același subiect în detaliu: Distribuție (mecanică) § Tipul de întoarcere a supapelor cu arc .

Pot fi folosite diverse tehnici pentru a readuce supapele poppet la locul lor și a închide pasajul gazului:

• Elastica , este cea mai veche tehnică și constă în utilizarea unuia sau mai multor arcuri elastice pe supapă, care pot fi realizate din diverse materiale, în general din oțel armonic sau titan, pentru a închide supapa.
• Pneumatica , este o tehnică foarte costisitoare, în general rezervată competițiilor și constă în utilizarea unui arc pneumatic, care are aceeași funcționare ca arcul elastic, dar îmbunătățește închiderea la viteze mari prin eliminarea săriturii supapei de pe scaun.
• Desmodromic , este o tehnică puțin utilizată, care constă în controlul închiderii supapei prin intermediul unor bascule .

Întoarcerea supapei este foarte importantă, deoarece o viteză redusă de întoarcere nu permite supapei să copieze profilul camei și să nu urmeze corect legea de ridicare a acesteia, în același mod o forță de revenire slabă (preîncărcare) atunci când supapa este închis, poate provoca pâlpâirea supapei de blocare, deoarece sări de pe scaun datorită componentei sale elastice și a maselor care o compun.

Calitatea rechemării supapelor, în plus față de depinde strict de sistemul utilizat pentru rechemare, este, de asemenea, strâns legată de greutatea supapelor individuale, motiv pentru care în motoarele sport care funcționează la turații mai mari sunt preferate supapele mai ușoare, folosind în general scheme cu un număr mai mare de supape.

Mărime și număr

Supapele pot avea dimensiuni:

• La fel, ambele supape de evacuare care au același diametru de aspirație soluții utilizate la unele motoare supraalimentate cu supape de admisie și evacuare egale.
• Diferențiate , supapele de admisie dacă au un număr par comparativ cu cele de evacuare sunt mai mari (supapele de evacuare au un diametru egal cu 70% din supapele de admisie), dacă sunt de un număr mai mare, acestea pot fi mai mici.

De exemplu, într-un motor aspirat există diferite dimensiuni ale supapelor față de alezaj, unde dacă unghiul dintre supape este 0 ° avem: ^[5]

• 2 supape pe cilindru, supapă de admisie egală cu 0,44 alezaj, în timp ce supape de evacuare egală cu 0,38
• 3 supape pe cilindru, supapă de admisie simplă egală cu 0,49 alezaj, în timp ce cele 2 supape de evacuare sunt egale cu 0,3
• 4 supape pe cilindru, 2 supape de admisie egale cu 0,33 alezaj, în timp ce cele 2 supape de evacuare sunt egale cu 0,29

În timp ce distanța dintre supapă și marginea cilindrului este de 0,03 în raport cu diametrul, în timp ce distanța dintre supapele de admisie sau de admisie și de evacuare este de 0,12, în timp ce distanța dintre supapele de evacuare este de 0,133.
Aceste valori se schimbă atunci când unghiul dintre supape crește, de fapt, pe măsură ce înclinația crește (maxim 90 °), suprafața disponibilă crește, ceea ce permite utilizarea supapelor cu un diametru mai mare și, în consecință, secțiunea de trecere, pentru a da un exemplu, o distribuție cu 4 supape în comparație cu o distribuție cu 2 supape este avantajoasă pe secțiunea de trecere totală numai dacă unghiul dintre supape este mai mic de 68 ° ^[6] , ceea ce afectează și vederea dinamică a fluidului și, prin urmare, a motorului respirația, deoarece fluxul de aer este strict corelat cu secțiunea de trecere totală.
Revenind la valorile referitoare la supapele înclinate la 0 °, distribuția cu 4 supape pe partea de admisie are un dezavantaj de 9% comparativ cu sistemele cu 3 supape, în timp ce are un avantaj de 12,5% față de sistemele cu 2 supape , în timp ce pe partea de evacuare are un dezavantaj de 6,5% față de sistemele cu 3 supape, în timp ce are un avantaj de 16,5% față de sistemele cu 2 supape.

În ultimele decenii ale mileniului al doilea, distribuțiile cu 5 supape pe cilindru au fost, de asemenea, testate pe diferite motoare sportive, dar chiar și 6 supape pe cilindru au fost utilizate, în acest caz doar de Maserati cu brevet 1985 și prototip 6.36, un alt producător care transporta această soluție este Ducati în a doua jumătate a anilor nouăzeci ^[7]

Notă

Elemente conexe

• Supapa de admisie
• Supapa de evacuare
• Supapa învelitoare , tip alternativ de supapă
• Tappet
• Supapă cu glob
• Barbell (mecanic)
• Ridicare (supapă)

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre valva Poppet

linkuri externe

• ( EN ) Supapa Poppet , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portal de inginerie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de inginerie