Как определить клапан впускной и выпускной: как определить на двигателе впускной выпускной клапан на new holland b115b?

Содержание

Выпускной клапан двигателя

Выпускной клапан – элемент ГРМ, при открытии которого происходит удаление (выпуск) отработавших газов из камеры сгорания двигателя. 

Выпуск газов происходит тогда, когда поршень в цилиндре двигателя направляется от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ). В процессе работы двигателя выпускные клапаны подвергаются значительным термическим нагрузкам, так как постоянно контактируют с раскаленными отработавшими газами. Головка клапана при работе ДВС может разогреваться в пределах 600-800 градусов.

После окончания такта впуска и сжатия главным требованием в момент возгорания топлива в камере сгорания является максимальная герметичность. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Когда поршень принял на себя энергию расширяющихся газов после возгорания топливно-воздушной смеси, из камеры сгорания необходимо удалить эти отработавшие газы. Герметизация камеры на данном этапе уже не нужна.

За удаление выхлопных газов в конструкции газораспределительного механизма отвечает выпускной тарельчатый клапан, который размещен в головке блока цилиндров (ГБЦ).

На такте впуска создается разряжение, а на такте выпуска в рабочей камере сгорания двигателя образуется повышенное давление. После сгорания смеси топлива и воздуха отработавшие газы покидают камеру сгорания через открывающийся в нужный момент выпускной клапан. Сила давления позволяет газам с легкостью выйти из рабочей камеры. Этим объясняется меньший размер тарелки выпускного клапана сравнительно с тарелкой впускного клапана. На такте впуска разрежение по своей силе меньше давления на выпуске. Выхлопные газы практически выталкиваются наружу через открытый выпускной клапан.

Эффективная герметизация камеры сгорания стала возможна благодаря использованию тарельчатых клапанов в конструкции ГРМ современных ДВС. Устройство клапана простое, элемент имеет тарелку и стержень. Фаска плавно переходит в стержень, что делает клапан достаточно прочным. Коническая форма перехода заметно снижает сопротивление выхлопных газов при выходе из камеры, а также дополнительно улучшает герметизацию.

Открытие выпускного клапана происходит благодаря полученному усилию от кулачка распределительного вала.  Стержень (шток) клапана находится в направляющей втулке клапана, которая запрессована в ГБЦ. Кулачок распредвала нажимает прямо на шток клапана или на рокер, от которого усилие передается на стержень. В ГБЦ также размещено седло клапана. Седло клапана представляет собой углубление,  которое по своей форме соответствует верхней части тарелки клапана. Тарелка клапана и седло клапана с филигранной точностью прижимаются друг к другу. Данное решение позволяет обеспечить максимальную герметичность в тот момент, когда закрыты впускной и выпускной клапаны. Главной задачей становится исключить прорыв газов из камеры сгорания.

На верхней части стержня клапана выполнена специальная выточка. Указанная выточка является местом установки «сухаря».   Данный «сухарь» представляет собой коническое кольцо, которое разрезано на две равных части. Решение необходимо для крепления тарелки пружины клапана. Если открытие клапана осуществляется за счет «толчка» от кулачка распредвала, то закрытие клапана реализовано посредством усилия пружины клапана. Указанная пружина закрывает клапан, плотно прижимая тарелку к седлу. Дополнительно имеется механизм, который осуществляет проворачивание клапана. Это необходимо для равномерного износа клапана и очистки клапана от нагара.

Выпускной клапан работает в крайне сложных условиях. Отработавшие газы вызывают сильную коррозию выпускных клапанов. Если топливо сгорает в камере не полностью, тогда это может привести к прогару клапана. Регулировка клапанного механизма является важной процедурой в процессе эксплуатации ДВС. Раннее закрытие  выпускного клапана может привести к быстрому его прогару.

В процессе эксплуатации любого ДВС тарелка клапана и седло покрываются нагаром. Избежать нагара на клапанах практически не представляется возможным. Наличие нагара вызывает постоянный перегрев выпускного клапана. Рано или поздно опорная поверхность клапана начинает выгорать, что приводит к потере герметичности в камере сгорания. Результатом становится прогрессирующая потеря мощности ДВС, затрудненный пуск и т.д.

Появившиеся от перегрева микротрещины на тарелке клапана постепенно увеличиваются, так как раскаленные газы под давлением начинают прорываться наружу из камеры сгорания. Головка клапана в таких условиях деформируется и далее разрушается. Выход клапана из строя фактически означает полную потерю цилиндром двигателя своей функциональности. После замены обязательно требуется притирка клапана к седлу для максимально точного прилегания. Игнорирование процедуры или некачественное выполнение притирки клапанов приведет к быстрому выходу нового клапана из строя.

Вполне очевидно, что перегрев является серьезной проблемой  выпускных клапанов. Для изготовления выпускного клапана используется особая хромоникельмолибденовая сталь. Основой является никель, который повышает устойчивость выпускного клапана к механическому разрушению. Сталь для изготовления клапанов отличается высокой жаропрочностью.

Следующим шагом по снижению термонагруженности выпускного клапана становится его конструкция, которая отличается от устройства впускных клапанов. 

Стержень выпускного клапана полый, полость заполнена металлическим натрием. Натрий расплавляется и перетекает внутри стержня клапана, что позволяет улучшить теплообмен и равномерно распределить нагрев.

Выпускной клапан также может иметь дополнительную защиту, которая способна значительно продлить срок службы элемента. Единственным недостатком можно считать конечное удорожание производства детали.

Среди наиболее распространенных способов защиты отмечены:

  • лазерное легирование;
  • метод плазменно-порошковой наплавки;
  • наплавка токами высокой частоты;

Плазменно-порошковая наплавка считается одним из наиболее экономически и практически оправданных решений.

Для такой наплавки используют различные металлические порошки, в основе которых лежит кобальт или никель. Технологии нанесения покрытия разные, но главной задачей каждого из указанных способов становится наплавление тонкого слоя защиты на поверхность клапана для повышения износостойкости, устойчивости к появлению коррозионных процессов и механическому разрушению.

Читайте также

Впускной клапан двигателя

Впускной клапан – элемент механизма газораспределения ДВС, который отвечает за пропуск в рабочую камеру сгорания топливно-воздушной смеси или только воздуха (для дизельных ДВС или моторов с непосредственным впрыском). Впускной клапан ГРМ осуществляет открытие доступа в цилиндр двигателя, а затем перекрывает доступ перед тем моментом, когда начнется такт сжатия.  

Впускные клапаны изготавливают из особой стали. К такой стали для изготовления клапанов двигателя внутреннего сгорания выдвигаются отдельные требования:

  • высокая твердость поверхности;
  • достаточная теплопроводность материала;
  • узкий коэффициент термического расширения;
  • противостояние разъедающему влиянию продуктов сгорания;
  • возможность противостоять регулярным динамическим нагрузкам при высоком нагреве;

Дополнительные требования к стали для клапанов предполагают отсутствие эффекта закаливания в момент охлаждения клапана после работы в условиях высоких температур.

Это означает, что при остывании сталь не должна становится хрупкой. Данным требованиям на 100% не соответствует ни одна из разработанных сегодня марок стали.

Клапаны ДВС изготавливают из высоколегированных сильхромов, что позволяет указанной детали работать в условиях высочайшего нагрева. Такой подход обеспечил нужную прочность клапана, а также возможность элемента противостоять коррозионным процессам, которые активно прогрессируют в среде его работы при высоких температурах около 600 — 800 °C.

Клапаны размещают под определенным углом (30-45 градусов) по отношению к вертикальной оси. Отличием впускного клапана от выпускного является то, что его тарелка имеет больший диаметр сравнительно с тарелкой выпускного клапана. Такое различие вызвано тем, что момент открытия впускного клапана происходит именно тогда, кода в камере сгорания появляется разрежение. В момент выпуска в цилиндре имеет место повышение давления.

Разрежение в цилиндре на впуске уступает давлению по силе на такте выпуска. Для максимально качественного и полного наполнения рабочей топливно-воздушной смесью на впуске необходимы клапана с большей пропускной способностью. Такая пропускная способность реализована посредством увеличения диаметра тарелки впускного клапана или количества впускных клапанов.

Тарелка впускного клапана со стороны рабочей камеры сгорания плоская, а со стороны распределительного вала получает форму конуса. Данный конус еще называется фаской. В момент закрытия впускного клапана фаска прилегает к седлу клапана, которое также представляет собой коническое отверстие в ГБЦ.

Точность посадки впускного клапана обеспечена благодаря использованию направляющей втулки. В указанную втулку вставляется стержень клапана, а сама втулка называется направляющей клапана. Направляющие клапанов запрессованы в корпус ГБЦ, а также дополнительно зафиксированы посредством стопорного кольца.

Современные силовые агрегаты имеют тенденцию к увеличению количества впускных клапанов на цилиндр для улучшения пропускной способности, повышения эффективности наполнения цилиндра рабочей топливно-воздушной смесью и улучшения мощностных и других характеристик ДВС.  

Клапан  получает внутреннюю и наружную пружины. Данные цилиндрические пружины закрепляют на стержне клапана. Открытие впускного клапана на такте впуска становится возможным благодаря тому, что усилие от кулачка распределительного вала передается на рокер (толкатель). Конструкция современных ДВС подразумевает прямое воздействие  кулачка распредвала на клапан. Пружины клапана плотно закрывают (прижимают) клапан обратно после того, как рокер сбегает с толкателя или стержень клапана прекращает контактировать с кулачком распредвала.

Между распределительным валом (его кулачком) и стержнем клапана (его торцевой частью) имеется конструктивный зазор. Такой зазор (может находиться на отметке 0,3-0,05 мм) создан для компенсации теплового расширения впускного клапана.

                                         

Открытие и закрытие впускных клапанов в четко определенный момент становится возможным благодаря угловому положению распредвала, которое в точности совпадает с аналогичным положением коленчатого вала ДВС. Получается, положение распредвала в момент открытия впускных клапанов строго соответствует положению коленвала. Конструкции двигателей могут отличаться, количество распредвалов может быть разным.

Впускной клапан начинает приоткрываться немного раньше того момента, когда поршень окажется в ВМТ (высшая мертвая точка). Это означает, что в самом начале такта впуска (когда поршень начинает опускаться вниз), впускной клапан уже немного открыт. Такое решение называется опережением открытия клапана. Различные модели силовых агрегатов имеют разное опережение, а рамки колебаний находятся в пределах от 5-и до 30-и градусов.

Закрытие впускного клапана осуществляется с небольшой задержкой. Клапан закрывается в тот момент, когда поршень в цилиндре оказывается в нижней мертвой точке и далее начинается движение вверх. Цилиндр продолжает наполняться и после начала движения поршня вверх. Такое явление происходит в результате инерционного движения во впускном коллекторе.                         

Основными неисправностями, которые напрямую связаны с клапанами ДВС, являются: загибание клапанов, зарастание клапанов нагаром и прогар клапана.  Загибание клапанов чаще всего происходит по причине обрыва ремня ГРМ. Не менее часто гнет клапана и при неправильно выставленных метках в процессе замены приводного ремня ГРМ. Менять ремень ГРМ и выставлять метки на шкивах распредвала и коленвала нужно с повышенным вниманием.

 Неисправностью клапанного механизма становится образование нагара на впускных и выпускных клапанах, что проявляется в повышенном шуме в процессе работы и падении мощности ДВС. Характерно появление металлического стука в области клапанной крышки на ГБЦ, а также проблемы с клапанами выявляют по хлопкам во впускном и выпускном коллекторе.

Нагар на клапанах и седлах не позволяет элементам плотно прилегать друг к другу, что ведет к потере необходимого показателя компрессии в двигателе. Снижение компрессии означает потерю мощности ДВС. Сильный нагар также приводит к перегреву и прогару клапана.

Неисправность пружин клапана может привести к деформации ГБЦ и заеданию стержня в направляющей клапана. Неправильный тепловой зазор между рычагом и стержнем приводит к сильному стуку клапанов. В таком случае необходимо немедленно заниматься выставлением требуемого производителем теплового зазора. Автолюбители называют эту процедуру регулировкой клапанов. Регулировать клапана нужно с определенной периодичностью в процессе эксплуатации мотора, а также если указанная возможность отрегулировать клапана двигателя изначально предусмотрена конструктивно.

Читайте также

Клапана газораспределения дизельных двигателей, впускной клапан, выпускной клапан / НЕВА-диз

 

Постоянно на складе и под заказ впускные и выпускные клапана газораспределения судовых двигателей:

                                                                   

клапан впуска 4Ч 8,5/11
клапан выпуска 4Ч 8,5/11
клапан впуска 6Ч 9,5/11
клапан выпуска 6Ч 9,5/11

 


клапан впускной 4Ч 10,5/13
клапан выпускной 4Ч 10,5/13
клапан впускной 6Ч 12/14
клапан выпускной 6Ч 12/14

клапан впускной 3Д6/Д12
клапан выпускной 3Д6/Д12

клапан впускной 6ЧН 18/22
клапан выпускной 6ЧН 18/22

клапан впускной 6ЧН 25/34
клапан выпускной 6ЧН 25/34

клапан впускной 6Ч 23/30
клапан выпускной 6Ч 23/30
клапан впускной Г60 (6ЧН 36/45)
клапан выпускной Г60 (6ЧН 36/45)

клапан впускной 6S 160
клапан выпускной 6S 160

Клапаны (впускной клапан, выпускной клапан) – детали двигателя, служащие для периодического открывания и закрывания отверстий впускных и выпускных каналов в зависимости от положения поршней в цилиндре и от порядка работы двигателя.

Клапаны расположены в головке цилиндров под углом к вертикальной оси цилиндров. Стальной впускной клапан изготовлен цельным, а выпускной состоит из двух частей, соединённых в заготовке сваркой. Верхняя часть клапана — его стержень — изготовлена из стали, имеющей высокую износостойкость, нижняя часть стержня и головка выпускного клапана сделаны из термостойкой стали.

Уплотнительной поверхности клапанной головки приходится входить в соприкосновение с клапанным седлом до 70 раз в секунду. Возникающие при этом динамические усилия, а также силы клапанных пружин и давление воспламенения представляют собой весьма серьезное испытание для этих деталей.

Особенно сильному нагреву подвергается выпускной клапан: отработанный газ имеет температуру до 800°С. В течение того короткого времени, пока рабочие поверхности входят в соприкосновение друг с другом, необходимо осуществить максимальную передачу тепла с клапанного седла на головку цилиндра.
Правильный выбор впускных/выпускных клапанов
Выбор материала

При выборе клапанов для форсированного двигателя наибольшее количество вопросов вызывает именно выбор материала. Производители предлагают широкий выбор материалов, удовлетворяющий требованиям практически любого двигателя. Некоторые производители имеют в своем ассортименте один-два типа материала, заявляя при этом о его универсальности и том, что он подходит ко всем моторам. Однако если взять в расчет условия, в которых приходится работать клапанам, становится понятным необоснованность таких заявлений, один тип материала ни в коем случае не может подойти ко всем без исключения двигателям. Основная разница между впускными и выпускными клапанами состоит в различных рабочих температурах. Выпускные клапаны находятся под постоянным воздействием крайне разрушительных газов, а температуры часто превышают рубеж 760°С. Впускные же клапаны постоянно охлаждаются потоками воздушно-топливной смеси и не разогреваются до таких температур. Специфические сплавы впускного клапана при своей не слишком высокой рабочей температуре могут оказаться прочнее нержавеющей стали выпускного клапана.
Конструкция головки клапана

Форма головки клапана и ее размеры имеют особое значение для мощности двигателя. А ключевым звеном является диаметр головки и угол седла. Клапаны, имеющие вогнутую со стороны камеры сгорания головку, — несколько легче обычных, но из-за увеличенного объема камеры сгорания имеет место некоторое падение компрессии. Диаметр головки клапана прямо пропорционально связан с интенсивностью прохождения потоков воздушно-топливной смеси и, следовательно, мощностью двигателя. То есть клапан должен иметь достаточный для свободного прохождения потоков смеси диаметр головки. Повысить мощность двигателя можно установив в головку блока клапаны с увеличенным диаметром головок. Такие клапаны, однако, имеют и недостаток – заметное снижение пиковой мощности и крутящего момента. Выбор диаметра клапана в итоге оказывается компромиссом между низкими оборотами и пиковой мощностью, определяющим же фактором при этом является предназначение двигателя. В обычных, нетурбированных двигателях, диаметр головки впускного клапана больше диаметра выпускного на 25%.
Угол седла клапана

Угол седла клапана обычно определяется производителем двигателя, хотя измерить его можно в любой мастерской. Даже если в распоряжении мастерской имеется гидростенд, лучше не испытывать судьбу и следовать рекомендациям производителя относительно угла седла, поскольку его значение имеет огромное значение. При обработке седла клапана необходимо уделять особое внимание точности. Для того, чтобы контактная поверхность седла соприкасалась с нужной точкой фаски клапана и имела требуемую ширину (1,15 – 1,5 мм), седло должно быть обработано под несколькими углами. Профессионально обработанные седла (как показано на рисунке 1) могут существенно повысить мощность двигателя. При измерении углов нужно быть внимательным, в некоторых двигателях, как, например, у показанного на рисунке 2 двигателя Honda S2000, имеют место сужающиеся углы.
Обработка нижней части головки клапана – полировка

Форма нижней части головки клапана и качество ее обработки также влияет на прохождение потоков смеси через клапан. Нижняя поверхность головок высококачественных клапанов проходит специальную механическую обработку, повышающую прочность клапана и облегчающую прохождение потоков смеси. Полировка имеет несколько положительных сторон. Во-первых, благодаря удалению с поверхности всех неровностей первичной обработки облегчается прохождение потоков смеси, а во-вторых, в процессе полировки удаляются все возможные концентраторы напряжения.
Конструкция штока клапана – диаметр и выточка на штоке

Именно шток является опорной поверхностью, контактирующей с направляющей клапана. Упор же клапана должен обладать достаточным запасом прочности, способным выдерживать постоянные нагрузки, передаваемые на клапан качающимся рычагом. Диаметр штока зависит от того, какой вес и запас прочности ожидается от клапана. Некоторые клапаны премиум-класса имеют вырезку на штоке. Вырезка уменьшает диаметр в области ниже направляющей и ощутимо увеличивает проходимость смеси при низком подъеме головки клапана. При этом слегка снижается вес клапана. Существенно снизить вес клапана можно уменьшив диаметр его штока.
Покрытие клапана и его зазор

Хромирование штока клапана увеличивает его долговечность в условиях недостаточного смазывания. Это особенно актуально для сильно разогревающихся выпускных клапанов. В настоящее время покрытие имеют все более или менее качественные клапаны, что позволяет удовлетворить требованиям самых строгих маслосберегающих технологий. Зазор между штоком клапана и направляющей зависит от многих факторов: диаметра штока, предназначения двигателя, свойств материала направляющей и типа сальника клапана. Клапаны, имеющие недостаточный зазор, могут привести к значительно большим повреждениям двигателя, чем клапаны с чрезмерным зазором. Наиболее распространенные значения зазора впускных клапанов – 0,04-0,06 мм, выпускных – 0,05-0,075 мм.
Конструкция замка клапанной пружины

Наиболее распространенная конструкция замка клапанной пружины – прямоугольной формы канавка. Компоненты такого замка представлены в широком ассортименте форм и типов материалов. Кроме этого свою эффективность доказали и многоканавочные замки, позволяющие клапану вращаться независимо от пружины и ее тарелки. Благодаря этому достигается равномерный износ и чистота контактных поверхностей фаски клапана и седла, а это в свою очередь увеличивает долговечность клапана. И хотя среднестатистический автомобиль великолепно работает с многоканавочной конструкцией замка тарелки пружины, для форсированных двигателей рекомендуется одноканавочная конструкция. Полукруглая форма канавки замка объективно нужна только в клапанах с очень маленьким диаметром штока, работающих на пределе прочности. Поломка клапана в области канавки замка – довольно нетипичное явление.
Конструкция упора клапана

Упор клапана должен обладать достаточным запасом прочности, чтобы противостоять постоянному давлению качающегося рычага. Нержавеющую сталь невозможно закалить до такого уровня, чтобы она выдерживала подобные нагрузки, поэтому упор необходимо либо наваривать, либо делать съемным. Сплавы не на основе нержавеющей стали хорошо поддаются закалке и не нуждаются в наварных упорах или других укрепленных элементах. Шток клапана с многоканавочной конструкцией замка должен быть закален в области канавок либо наварен, если материал головки – нержавеющая сталь.
Вес клапана

Вес двигателя может быть фактором, ограничивающим обороты двигателя. Этот фактор обязательно нужно учитывать при его конструировании. При этом, учитывая больший размер впускных клапанов, им нужно уделять особое внимание. Вырезка на штоке клапана – незначительное снижение веса. Большого результата можно добиться, уменьшив диаметр штока клапана. Титановые клапаны хотя и дорого стоят, но имеют существенно меньший вес, что положительно сказывается на оборотах двигателя и долговечности пружин клапанного привода.
Зазор между поршнем и клапаном

Ни один клапан не выдержит удара о поршень. Основной причиной выхода из строя головок блока является именно такие удары. Рекомендуемый зазор между ними – 2,5 мм, хотя это значение и может показаться слишком большим. Безусловно. Меньший зазор обеспечит лучшие результаты, но при этом придется жертвовать надежностью двигателя.
Материалы для производства впускных и выпускных клапанов

Материалы для производства клапанов должны удовлетворять всем требованиям двигателя. Термин “нержавеющая сталь” обычно применяется по отношению ко сплавам стали, содержащим как минимум 10% хрома. Как будет показано ниже, сплав сильхром 1 приближается к этому уровню при том что стоимость его остается на уровне дешевых высокоуглеродистых сплавов.

Sil XB, 422, 21-2N и 21-4N: сплавы нержавеющей стали.

1541: высокоуглеродистая сталь с добавками марганца, повышающими коррозионную устойчивость. 8440: стальной сплав, пригодный для производства работающих с повышенными нагрузками клапанов. Для повышения термостойкости в сплав добавлен хром.

Sil1: стальной сплав с 8,5% содержанием хрома, пригодный для производства работающих с повышенными нагрузками клапанов. Используется для изготовления высококачественных впускных клапанов.

Sil XB: ферритный сплав, содержащий 20% хрома и 1,3% никеля. Используется для производства впускных клапанов, работающих с высокими нагрузками.

422: сплав нержавеющей стали, используемый для изготовления высококачественных впускных клапанов. Сплав разработан специально для впуcкных клапанов, диапазон рабочих температур его не подходит для изготовления выпускных клапанов. Клапаны из этого сплава часто имеют обозначение “для жестких условий”.

Ti-6: титан – легкий неферритный материал, применяемый для изготовления клапанов, работающих в высокооборотистых спортивных двигателях. Он на 40% легче стали и сохраняет прочность при высоких температурах. Обычно из титана изготавливаются впускные клапаны большого диаметра, хотя можно встретить и выпускные клапаны из этого материала.

21-2N: аустенитный стальной сплав, содержащий 21% хрома и 2% никеля. Наиболее популярный материал для изготовления выпускных клапанов, сохраняет свойства при существенных повышениях температуры. Благодаря дополнительной обработке характеристики клапана из такого материала можно приблизить к оптимальным. В итоге получается недорогой и очень качественный клапан.

21-4N: аустенитный стальной сплав, похожий по качествам на 21-2N, но с более высоким содержанием никеля (4%). Используется как альтернатива сплаву 21-2N.
                                                       

Регулировка клапанов двигателя авто — как сделать своими руками

Перечислим признаки плохой регулировки зазоров и расскажем как регулировать клапана двигателя машины своими руками. В конце статьи наглядное видео.

Для чего нужна регулировка клапанов

У современного автомобиля два клапана на цилиндр (или более). Один из них запускает горючую смесь, а другой выпускает отработавшие газы (они называются впускной и выпускной). А механизм, который приводит в действие эти клапаны и устанавливает порядок их работы, называется газораспределительный или клапанным. После нагрева двигателя, детали расширяются. Следовательно, на холодном моторе между некоторыми его деталями должны быть строго определенные зазоры.

Если клапаны неправильно отрегулированы

Это может привести к снижению эффективности работы двигателя и уменьшению ресурса его деталей. Например, при маленьких зазорах клапаны и их седла будут подгорать — снизиться общий ресурс мотора. При больших зазорах, когда клапаны открываются не полностью, мощность двигателя будет заметно падать — услышите отчетливый металлический стук.

Каждые 50-80 тысяч км нужно проверять, а также при необходимости регулировать клапана. Данные тепловых зазоров есть в руководстве по ремонту автомобиля. Они различны для каждого мотора. Заметьте, что для впускного и выпускного клапанов, а иногда и для разных цилиндров зазоры РАЗНЫЕ!

Как происходит регулировка

Чтобы проверить и отрегулировать зазор, двигатель должен быть холодным. Тепловой зазор проверяют плоским щупом определенной толщины. Настройка производится поворотом регулировочных винтов коромысел (на автомобилях ВАЗ, кроме -08, -09, «десяток», — головкой регулировочного болта) в требуемую сторону.

Чтобы начать регулировку, установите поршень цилиндра, который собираетесь регулировать, в верхнюю мертвую точку такта сжатия. В этом положении оба клапана данного цилиндра закрыты, а коромысла должны свободно качаться в пределах зазора.

Затем отпускаете контргайку на регулировочном винте или болте. При помощи плоского щупа и регулировочного винта (болта) настройте необходимый зазор, затем затяните контргайку.

Будьте внимательны: иногда после затяжки контргайки зазор может измениться, поэтому данную операцию необходимо делать аккуратно. После затяжки снова его проверьте. Зазор станет оптимальным тогда, когда щуп будет проходить в него, преодолевая небольшое усилие. Если он проходит слишком легко или слишком тяжело, отрегулируйте заново.

Потом, поворачивая коленчатый вал на пол-оборота, нужно отрегулировать зазор в клапанах других цилиндров. Здесь необходимо соблюдать порядок работы цилиндров двигателя Вашего автомобиля (например, 1-3-4-2). Коленвал следует поворачивать ТОЛЬКО по часовой стрелке и ТОЛЬКО за ручку «кривого стартера» (пусковая рукоятка) или же за болт крепления шкива привода генератора. Можно поворачивать коленвал за вывешенное ведущее колесо, но здесь необходимо соблюдать осторожность.

Регулировка на двигателях ВАЗ

Проверка расстояния между рычагами и кулачками распредвала: 1 — щуп; 2 — регулировочный болт; 3 — контргайка регулировочного болта.

В двигателях порядок регулировки клапанов следующий. Проворачиваете коленвал по часовой стрелке так, чтобы метка на звездочке распределительного вала точно совпала с меткой на корпусе подшипников. В это положении зазор регулируется у выпускного клапана 4-го цилиндра и впускного клапана 3-го цилиндра (соответственно, 8-й и 6-й кулачки).

Держите регулировочный болт рычага гаечным ключом, другим ключом ослабьте контргайку. Добейтесь необходимого зазора с помощью регулировочного болта. Затяните контргайку. Щуп должен входит с легким защемлением (не с большим усилием, но и не свободно болтаться).

На автомобилях ВАЗ-2109, -09, -10 и на других машинах с подобными моторами тепловые зазоры мотора регулируют с помощью специальных регулировочных шайб (продаются в авто магазинах). Они бывают толщиной от 3 до 4,5 мм. Толщина зависит от степени износа мотора.

Видео — как отрегулировать клапана своими руками

После, как отрегулировали зазоры в клапанном механизме автомобиля, запустите двигатель и послушайте его работу на различных режимах. При регулировке важно, чтобы клапана мотора были правильно притерты, не имели значительный износ их самих или направляющих втулок.

устройство описание клапана; выпускной клапан; детали механизма ГРМ

устройство описание клапана; выпускной клапан; детали механизма ГРМ Главная ~ фотографии;краткое описание ГБЦ

Детали механизма газораспределения

К л а п а н ы открывают и закрывают впускные и выпускные каналы. Клапан состоит из тарельчатой плоской головки и стержня. Диаметр головки впускного клапана больше, чем выпускного. Впускные клапаны изготовляют из хромистой стали; выпускные клапаны (или их головки) — из жаростойкой стали. Вставные седла клапанов, запрессованные в головку или блок цилиндров, изготовляют из жаростойкого чугуна. На рабочую поверхность головки выпускных клапанов иногда наплавляют жаростойкий сплав. Для лучшего охлаждения внутреннюю полость некоторых выпускных клапанов заполняют металлическим натрием 11 (см. рис. 3.4, а), который имеет высокую теплопроводность и температуру плавления 98°С. При движении клапана расплавленный натрий, перемещаясь внутри стержня, отводит теплоту от головки к стрежню, которая затем передается направляющей втулке 10.

Рабочая поверхность головки клапана (фаска) обычно имеет угол 45°; только у впускных клапанов двигателя ЗИЛ-130 этот угол равен 30°. Фаску головки клапана тщательно обрабатывают и притирают к седлу. Стержень клапана имеет выточку, в которую вставляют сухарики 7 для крепления упорной шайбы 6 пружины клапана. Стержни клапанов перемещаются в направляющих втулках 10 — чугунных или металлокерамических (ЗМЗ-24, ЗМЗ-53, КамАЗ-740).

Клапан прижимается к седлу одной или двумя (АЗЛК-2140 и КамАЗ-740) пружинами. При двух пружинах направление из витков должно быть различным, чтобы при поломке одной из них ее витки не могли попасть между витками другой.

Выпускные клапаны двигателей ЗИЛ-130 принудительно поворачиваются при работе, что предотвращает их заедание и обгорание. Механизм поворота состоит из неподвижного корпуса 1 (рис. 3.4, а—г), пяти шариков 2 с возвратными пружинами 9, дисковой пружины 8 и опорной шайбы 3 с замочным кольцом 4. Корпус 7 установлен на направляющей втулке 10 клапана в углублении головки цилиндров и имеет секторные пазы для шариков 2. Опорная шайба .?и дисковая пружина 8с зазором надеты на выступ корпуса. При закрытом клапане (рис. 3.4, б), когда усилие его пружины 5 невелико, дисковая пружина 8 выгнута наружной кромкой кверху, а внутренней кромкой опирается на заплечник корпуса 1. При открытии клапана усилие его пружины 5 увеличивается, дисковая пружина 8 распрямляется и ложится на шарики 2 (рис. 3.4, в). Усилие пружины 8 передается на шарики 2, и они, перекатываясь по секторным пазам корпуса, поворачивают дисковую пружину и опорную шайбу, а, следовательно, пружину клапана и клапан.

При закрытии клапана усилие его пружины уменьшается, дисковая пружина 8 прогибается и упирается в заплечник корпуса, освобождая шарики 2, которые под действием пружины 9 возвращаются в исходное положение.


Сайт управляется системой uCoz

Впускные и выпускные клапаны — Энциклопедия по машиностроению XXL

В четвертом такте впускной и выпускной клапаны закрыты и при движении поршня слева направо от точки Е к точке А имеющийся в цилиндре воздух сжимается. В результате сжатия его температура сильно увеличивается, благодаря чему опять поданная в начале первого такта нефть воспламеняется.  [c.328]

Во время рабочего хода (рис. 34-2, в) впускной и выпускной клапаны закрыты, поршень движется от в.м.т. к н.м.т., сжатая горючая смесь зажигается электрической искрой, когда поршень несколько не доходит до в.м.т., при этом смесь почти полностью сгорает, когда поршень лишь не на много проходит через в.м.т. При горении смеси внутри цилиндра выделяется тепло, вследствие чего температура и давление газов сильно возрастают и поршень под действием давления перемещается к н.м.т., вращая через шатун коленчатый вал и совершая при этом механическую работу. При горении смеси давление газов достигает 3,0—3,5 Мн/м , а температура доходит до 2500° С  [c.416]


Впускной и выпускной клапаны  [c.9]

Отводящие конвейеры для клапанов, толкателей, поршневых пальцев, втулок клапана, специальных болтов. В зависимости от конфигурации детали и расположения ее центра тяжести определяется конструкция транспортирующего органа. Впускные и выпускные клапаны 1 автомобильных и тракторных двигателей транспортируются в вертикальном положении на двух втулочно-роликовых цепях 3 (рис. 38, б), расположенных на направляющих 2. Поршневые пальцы, втулки, клапаны, толкатели транс-  [c.353]

Для точных сопряжений с увеличенным гарантированным зазором для подшипников скольжения при значительной частоте вращения двухопорных и многоопорных валов для валов в длинных или далеко расставленных подшипниках для сопряжений, требующих значительного зазора при установках, регулировке и переключении для передвижных зубчатых колес при большой длине сопряжения и т. п. в подшипниках центробежных насосов вал ротора в подшипниках, больших синхронных электромашин, приводной вал в подшипниках круглошлифовальных станков коренные и распределительные валы в подшипниках двигателей внутреннего сгорания впускные и выпускные клапаны в направляющих двигателей внутреннего сгорания, блоки зубчатых колес заднего хода грузовых автомобилей и др.  [c.103]

ВПУСКНЫЕ И ВЫПУСКНЫЕ КЛАПАНЫ КОНСТРУКЦИЯ И МАТЕРИАЛЫ  [c.73]

Впускные и выпускные клапаны обычно располагаются в рабочей крышке вертикально. Такое расположение обеспечивает наименьший износ направляющей втулки шпинделя. Клапаны открываются внутрь цилиндра, чем достигается плотное прилегание клапана к седлу при высоких давлениях. При малых давлениях и разрежении в цилиндре прилегание клапана обеспечивается пружиной.  [c.73]

Клапанную коробку следует изготовлять отдельно и крепить к мультипликатору (фиг.82 Клапанная коробка, встроенная в нижнюю крышку мультипликатора, неудобна в экспло-атации. В коробке впускной и выпускной клапаны помещают или на одной оси (фиг. 83),  [c.471]

Для выпускных клапанов желательна более низкая скорость движения жидкости (в 2—3 раза меньше), хотя весьма часто, особенно при малых сечениях клапанов, впускные и выпускные клапаны ставят одного диаметра для сокращения габаритов и удобства экспло-атации распределителя.  [c.473]

Посадка многоопорных валов в подшипниках при значительных скоростях вращения, распределительных валов в подшипниках дизелей, валов в подшипниках центробежных насосов впускные и выпускные клапаны автомобильных и других двигателей  [c.379]

Поршневые детандеры имеют, как правило, впускные и выпускные клапаны. Сжатый газ проходит впускной клапан, расширяется с отдачей внешней работы на поршень детандера и с низкой температурой покидает детандер через выпускной клапан. Клапаны детандера открываются принудительно от привода. Привод бывает внешним и внутренним [8, 10]. Детандер с внешним приводом клапанов показан на рис. 3.59. Впускной клапан 5 открывается приводом 10 и полость цилиндра 1 заполняется сжатым газом. Процесс наполнения изображается на индикаторной диаграмме детандера линией 1-2 (рис. 3.60). Затем впускной  [c.297]


Наиболее распространенная конструкция распределения рассматриваемого типа, предусматривающая воздействие его на впускные и выпускные клапаны ц. в. д., показана на рис. 35—II.  [c.166]

В парораспределении по фиг. 30 впускной и выпускной клапаны имеют самостоятельные эксцентрики. При таком типе парораспределения регулятор воздействует на впускной клапан через его эксцентрик. Под действием регулятора изменяется угол заклинивания эксцентрика, что вызывает перемещения точки в, а следовательно, и изменение величины продолжительности подъёма клапана.  [c.231]

Впускной и выпускной клапаны должны быть проверены на герметичность, Утечка воздуха допустима, если при испытании появится не более одного мыльного пузырька диаметром 25 мм за 3 сек.[c.657]

В четырехтактных двигателях рабочий процесс происходит за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала, т. е. за это время дЬл ны ш сл довательно открыться впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра, а это возможно, если число оборотов распределительного вала будет в 2 раза меньше числа оборотов коленчатого вала. В четырехтактных двигателях диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в 2 раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала.  [c.33]

В головке насоса расположены впускные и выпускные клапаны. Клапаны имеют направляюш,ий стержень, резиновую шайбу и пружину. Сверху впускных клапанов расположен сетчатый фильтр.  [c.110]

Сильхром 1 0,5 = 3,3 s 0,40 8,6 — — Впускные и выпускные клапаны автомобильных и мотоциклетных двигателей, работающих при средних условиях напряженности  [c.79]

Более простая конструкция, особенно при щелевой продувке и кривошипно-камерном продувочном насосе, когда отсутствуют впускные и выпускные клапаны и приводы к ним.[c.292]

В качестве примера конструкции на фиг. 140 показан поперечный разрез стационарного бескомпрессорного двигателя марки 6Ч 42,5/60 (шестицилиндровый, четырехтактный, диаметр цилиндров 42,5 см, ход поршня 60 см) мощностью 750 л. с. при 250 об/ми завода Двигатель революции . Остов двигателя состоит из чугунной фундаментной рамы /. На раме установлены стойки 3, на которые опирается литой блок цилиндров 7. Коленчатый вал 2 через шатун 4 приводит в движение чугунные поршни, перемещающиеся в чугунных цилиндровых втулках 6, вставленных в блок. Пространства между блоками и втулками представляют собой водяные рубашки. Цилиндры закрыты отдельными крышками 9, которые крепятся к блоку шпильками. Пространство между крышкой и вогнутым днищем поршня образует камеру сжатия. В крышках расположены впускной и выпускной клапаны (на фигуре не показаны), предохранительные клапаны 11 для предохранения цилиндра от внезапного повышения давления, пусковые клапаны 12 для пуска двигателя в ход и форсунки 10. Для приведения в действие клапанов, а также отдельных топливных насосов 15, расположенных сбоку около каждого цилиндра двигателя, служит распределительный вал 17,  [c.318]

В камерах сгорания располагаются свечи зажигания 6. В данной конструкции впускной и выпускной клапаны расположены сбоку, и кулачки распределительного вала через толкатели 7 воздействуют на клапаны. Отработавшие газы удаляются в выпускной коллектор 8. Не изображенный на фигуре карбюратор крепится к патрубку 9 впускного коллектора. Для циркуляции масла служит  [c.321]

Впускные и выпускные клапаны обычно отличаются размерами головок и изготовляются из различных сталей. У впускных клапанов для лучшего наполнения цилиндров размеры головок больше,  [c.42]

Шестицилиндровый дизель ЯМЗ-236 (рис. 6 и 7) имеет расположение цилиндров в.два ряда. В цилиндрах размещены поршни, связанные с коленчатым валом / шатунами 2. К механизму газораспределения относится распределительный вал /2, приводящий в работу впускной и выпускной клапаны каждого цилиндра. Вокруг цилиндров выполнены полости — рубашка охлаждения, заполняемая охлаждающей жидкостью. В смазочную систему входят насос 2, подающий масло в главную масляную магистраль, и фильтры очистки масла. В систему питания входят топливный  [c.13]

Особенности различных конструкций механизмов газораспределения. Впускные и выпускные клапаны обычно отличаются размерами головок, их изготовляют из различных сталей. У впускных клапанов для лучшего наполнения цилиндров размеры головок больше, чем у выпускных. Выпускные клапаны, работающие в более напряженных температурных условиях, выполняют из жаропрочных сталей.  [c.33]


Фаг. 2842. Распределительный механизм стирального автомата. Механизм с момента загрузки белья управляет поступлением холодной и горячей воды, мыла, соды и пр., открывая и закрывая впускные и выпускные клапаны в требуемые моменты времени.  [c.909]

В каком положении находятся впускной и выпускной клапаны, если в цилиндре  [c. 12]

V. При совмещении метки а на шкиве (см. рис. 10) с установочным штифтом впускной и выпускной клапаны 1-го цилиндра могут находиться. .. положении.  [c.20]

При опускании педали тормоза начинает поступать воздух из воздушного баллона автомобиля в воздухораспределитель. Поршень опускается вниз, а вместе с ним опускаются впускной и выпускной клапаны.  [c.237]

Для заполнения радиатора жидкостью в верхнем бачке устроена заливная горловина с герметически закрывающейся пробкой, имеющей впускной и выпускной клапаны. В нижнем бачке расположен кран для слива воды.  [c.21]

У автобусов ПАЗ-672 по условиям расположения радиатор имеет две пробки боковая закрывает заливную горловину, а в верхней устроены впускной и выпускной клапаны.  [c.21]

В системе питания двигателя ЯМЗ-236 установлен подкачивающий насос поршневого типа (см. рис. 15, а). Основными его частями являются корпус 38, поршень 36 и его пружина 37, шток 35, роликовый толкатель 33 с пружиной 34, впускной и выпускной клапаны с пружинами.[c.68]

В головке цилиндра размещают впускные и выпускные клапаны с соответствующими каналами, форсунками, полости с циркулирующей в них охлаждающей жидкостью, детали крепления, а также в случае необходимости дополнительные камеры.  [c.110]

Боковые клапаны размещаются обычно в один ряд (рис. 148). Привод в действие их осуществляется при помощи толкателей от общего распределительного вала. Впускные и выпускные клапаны располагаются или попарно, или чередуются между собой. При попарном расположении каналы впускных клапанов можно объединять, за счет чего упрощаются трубопроводы и уменьшается число каналов в блоке. Каналы выпускных клапанов не объединяются, что обеспечивает лучшее охлаждение этих клапанов.  [c.231]

В некоторых двигателях впускные и выпускные клапаны открываются одновременно (СМД-14 и др.).  [c.394]

Клапаны 4 служат для открытия и закрытия впускных и выпускных отверстий и соответственно называются впускными и выпускными. Клапаны подвергаются действию высоких температур, поэтому они изготовляются из жаропрочной стали, а для большей прочности подвергаются закалке и отпуску.  [c.35]

Заливная горловина радиатора закрывается герметичной пробкой. Пробка имеет впускной и выпускной клапаны, соединяющие систему охлаждения с атмосферой. Клапаны служат для защиты от повреждения радиатора вследствие повышения давления при кипении охлаждающей жидкости или при наличии разрежения вследствие конденсации паров жидкости. Выпускной клапан позволяет повысить точку кипения воды в радиаторе до 116—119°С, что дает возможность двигателю работать на повышенном тепловом режиме и уменьшает выкипание охлаждающей жидкости. Радиатор установлен на раму на резиновых подушках.  [c.65]

Для транспортирования предохранительные, впускные и выпускные клапаны укладывают в деревянные решетчатые ящики с перегородкой для каждого из них. В ящик укладывают предохранительные клапаны только одного типа, т. е. изготовленные по одному чертежу. Вес ящика (брутто) не должен превышать 80 кг.  [c.223]

Как транспортируют предохранительные, впускные и выпускные клапаны  [c.224]

Во время такта сжатия (рис. 34-2, б впускной и выпускной клапаны закрыты, поршень движется от н.м.т. к в.м.т.) горючая смесь сжимается и по мере уменьшения ее объема давление и температура в цилиндре повышаются. Частицы топлива и воздуха при сжатии приходят в тесное соприкосновение и происходит подготовка топлива к сгоранию. Давление конца сжатия находится в пределах 500—700 кн1м , температура достигает 250—300° С.  [c.416]

Опережение открытия (опережение впуска) и запаздывание закрытия (запаздывание впуска) впускного клапана увеличивает продолжительность впуска, за счет чего повышается наполнение цилиндра свежей горючей смесью. Продолжительность выпуска на двигателях таким же образом увеличивается, что улучшает очистку цилиндра от остатков сгоревшего топлива. Следойательно, впускной и выпускной клапаны (окна) в течение определенного промежутка времени открыты одновременно. Этот период, выраженный  [c.23]

Газораспределитеды ый механизм (см. рис. 4) с верхним расположением клапанов, которое обеспечивает лучшее наполнение и очистку цилиндров, допускает более высокую степень сжатия, уменьшает потери тепла и повышает экопомнчность двигателя. Привод клапанов осуществляется от расположенного внизу общего для двух рядов цилиндров распределительного вала 3, через толкатели 4 штанги 6 и коромысла й на впускные и выпускные клапаны с пружинами 9.  [c.11]

В четырехтактном двигателе распределительный вал враш,а-етая в два раза медленнее, чем коленчатый вал. Такое соотношение скоростей вращения необходимо потому, что рабочий цикл в цилиндре происходит за два оборота коленчатого вала, а за это время впускной и выпускной клапаны должны открываться только по одному разу, т. е. распределительный вал должен повернуться лишь один раз.[c.33]

Полную токарную обработку клапана производят на шестишпиндельном токарном автомате фирмы 01Мете1з1ег (ФРГ). На нем одновременно обрабатывают впускной и выпускной клапаны.  [c.230]

Интенсивность данного вида изнашивания зависит от физико-механических свойств материала детали, массы абразнвг1ых частиц, их скорости, абразивных свойств и проявляется в процессах упругопластического деформирования поверхностного слоя материала, в перенаклепе этого слоя с последующим хрупким разрушением и отслаиванием материала с поверхности детали в виде чешуек. Наличие влаги или агрессивной газовой среды значительно усиливает износ деталей. У тракторов гидроабразивному изнашиванию подвержены детали сопряжения плунжер — гильза топливных насосов и др., газоабразивному — впускные и выпускные клапаны двигателей.  [c.17]



Клапан впускной и клапан выпускной двигателя СМД

Впускные клапаны двигателей СМД-14 (деталь № СМД14-0604, рис. 61,а) и двигателей СМД-7 (деталь № СМД 1-0604, рис. 61,б) изготавливают из стали 40ХН; твердость тарелки клапана и стержня НВ 269?311.

Торец клапана подвергают закалке и отпуску до твердости не менее НRС 40 на глубину не более 4 мм с постепенным снижением твердости закаленного слоя до твердости остальной части стержня.

Выпускные клапаны двигателей СМД-14 (деталь № СМД14-0607, рис. 62,а) и двигателей СМД-7 (деталь № СМД7-0607, рис. 62,б) работают в условиях высоких температур и корродирующего действия горячих газов, поэтому их изготовляют сварными: тарелку — из жаро­стойкой стали Х9С2, а стержень — из стали 40ХН.

Твердость термически обработанного клапана НВ 269—311.

Дефекты, при которых клапаны подлежат восстанов­лению:

1. износ рабочей фаски. Высота цилиндрической кромки должна быть не менее 0,5 мм;

2. износ торца стержня до длины не менее 156,5 мм;

3. износ поверхности стержня до диаметра не менее 10,69 мм у впускного и 10,64 у выпускного;

4. изгиб стержня не более 0,05 мм на длице 100 мм;

5. износ поверхности выточки под сухарики.

Клапаны двигателей СМД выбраковывают при:

1) диаметре стержня клапана менее 10,69 мм у впу­скного и 10,64 мм у выпускного клапанов;

2) высоте цилиндрического пояска тарелки менее 0,5 мм;

3) подгорании тарелок клапанов;

4) изгибе стержня более 0,05 мм;

5) наличии усталостных трещин.

Восстановление рабочей фаски клапана

Восстановление рабочей фаски клапана производят шлифованием поверхности фаски до выведения следов износа на станке ОПР-723 (СШК-3) шлифовальным кругом ПВ 100?25?20, ЭБ-25-40 С1-С2К. Коническая поверхность фаски должна быть чистой, без задиров, черновин, рисок и граненности. Биение фаски относи­тельно образующей стержня не должно превышать 0,05 мм, что проверяется на специальном приспособлении при помощи индикатора часового типа пределом измерения 0—10 мм.

Восстановление торца стержня клапана

Восстановление торца стержня клапана производят шлифованием поверхности торца до выведения следов износа на станке ОПР-723 (СШК-3). Шлифование ведут с обильным охлаждением содовым раствором, чтобы не допустить отпуска закаленной части торца стержня. После шлифования на торце снимают фаску 1 ±0,5?45°. Чистота поверхности торца стержня должна соответст­вовать 8-ну классу. Наличие рисок и следов износа не допускается. Плоскость торца стержня клапана должна быть перпендикулярна к образующей стержня. Допуска­ется односторонний просвет на торце до 0,05 мм по ле­кальному плоскому угольнику 160 ? 160 мм.

Биение торца стержня относительно цилиндрической поверхности стержня допускается не более 0,05 мм на крайних точках.

Восстановление поверхности стержня клапана

Восстановление поверхности стержня клапана произ­водят шлифованием поверхности стержня на бесцентрово-шлифовальном станке 3184 до ремонтного размера при наличии направляющей втулки клапана ремонтного размера.

Для стержня впускного клапана ремонтный размер диаметра составляет 10,8-0,030 -0,055мм, для выпускного 10,8-0,060 -0,085 мм.

Если направляющих втулок ремонтного размера нет, поверхность стержня клапана восстанавливают хромированием или железнением.

Хромировать поверхность стержня клапана целесооб­разно до диаметра 11,1 мм в ванне с электролитом следующего состава:

Электролитическое осталивание рекомендуется про­изводить до диаметра 11,15 мм в ванне с электролитом следующего состава:

Примечание. При осталивании плот­ность тока увеличивают до номинальной в тече­нии 10 минут. Поверхность деталей должна быть гладкой, серовато-матового оттенка с ясно вы­раженной сеткой трещин, без вздутий и призна­ков отслоений.

После электролитического наращивания поверхности стержня поверхность шлифуют до нормального размера (см. рис. 61, 62). Отклонение поверхности стержня от прямолинейности после шлифования должно быть не бо­лее 0,015 мм на длине 100 мм.

Восстановление прямолинейности стержня

Восстановление прямолинейности стержня в случае его изгиба рихтовкой не дает положительных результа­тов. Небольшой изгиб стержня устраняют шлифованием под ремонтный размер или под электролитическое нара­щивание. Если изгиб стержня клапана устранить ука­занным методом невозможно, клапан выбраковывают.

Восстановление выточек под сухарики

Восстановление выточек под сухарики производят зачисткой и полировкой изношенной поверхности.

В клапанах двигателя СМД-14 необходимо, чтобы кромки выточки были острыми. Поверхность выточки должна быть чистой, гладкой, без повреждений.


Впускной клапан – обзор

Клапаны, расположенные по обе стороны от насоса-турбины, аналогичны клапанам, используемым во многих типах турбин. Те, что использовались в Динорвиге, будут подробно описаны как пример современной практики.

Главный впускной клапан (MIV)

Каждый MIV представляет собой поворотный клапан диаметром 2,5 м, расположенный между основным и промежуточным напорными трубопроводами, который изолирует турбину от воды под высоким давлением при каждом останове (см. рис. 5.16). Ротор клапана вращается внутри корпуса клапана на двух цапфах, к которым прикреплены плечи рабочего рычага и закрывающие грузы.Клапан удерживается открытым за счет направленного вверх усилия двух серводвигателей (или гидроцилиндров), заполненных маслом под давлением. Таким образом, система является «отказоустойчивой», поскольку клапан закрывается только под действием веса. Скорость закрытия контролируется ограничителями в линии нагнетания масла.

РИС. 5.16. Главный впускной клапан на электростанции Dinorwig

MIV закрывается каждый раз, когда машина останавливается, и в этом состоянии утечка между почти сферическим ротором клапана и корпусом предотвращается с помощью сервисного уплотнения.Он имеет форму ступенчатого кольца, которое скользит в осевом направлении в своем корпусе из нержавеющей стали, чтобы упираться в кольцо, прикрепленное к ротору на его промежуточной поверхности затвора. Уплотнение приводится в действие, а также удерживается и выключается давлением воды в затворе, воздействующим на соответствующую поверхность ступенчатого кольца. Уплотнения между ступенчатым кольцом и корпусом клапана имеют D-образную форму, чтобы предотвратить вращение внутри своих канавок: они прошли тщательные испытания, чтобы убедиться, что они соответствуют требуемому шестилетнему сроку службы.

Аналогичное уплотнение предусмотрено на поверхности затвора ротора клапана, но оно используется только для обеспечения дополнительной безопасности во время технического обслуживания. В этих условиях часть промежуточного затвора можно снять, а клапан заглушить куполом с болтовым креплением. При необходимости как сервисное, так и техобслуживание уплотнения могут быть надежно закрыты путем вставки уплотнительных деталей и применения стопорного штифта клапана.

Поскольку MIV срабатывает каждый раз, когда машина останавливается, она подвержена циклическим колебаниям давления.Таким образом, эти клапаны были спроектированы с учетом принципов механики разрушения так же, как и турбина. Напряжения определялись испытаниями на фотоупругой модели. Корпуса клапанов изготовлены из углеродисто-марганцевой стали.

Время открытия и закрытия клапана должно быть тщательно выбрано, чтобы избежать нежелательных скачков или гидравлических переходных процессов в системе. Такие соображения были частью анализа гидравлического/гидравлического удара, в ходе которого изучалось взаимодействие таких факторов, как система туннеля, уравнительные валы, скорость закрытия клапана и направляющего аппарата, а также характеристики напора/расхода насоса. Такие расчеты имеют первостепенное значение для обеспечения безопасности станции при возникновении таких ситуаций, как одновременное отключение всех машин от выработки полной нагрузки. Диаграмма, показывающая время открытия и закрытия клапана, показана на рис. 5.17.

РИС. 5.17. Время открытия и закрытия главного впускного клапана и направляющего аппарата на электростанции Dinorwig

На Dinorwig переходные характеристики машины и гидравлические характеристики, определенные во время испытаний одиночных и одновременных отключений двух, трех и четырех машин, были настолько точно предсказаны теоретическим гидравлическим анализом, что не было сочтено необходимым подвергать систему практической демонстрации одновременной поездки шести машин с полной нагрузкой.

Клапан отсасывающей трубы

Клапан отсасывающей трубы (DTV) (см. рис. 5.18), размещается на стороне нижнего бьефа насосно-турбинного насоса и предназначен для изоляции машины от нижнего резервуара во время технического обслуживания, а также для закрытия случае крупного взрыва для предотвращения затопления станции. Обычно он остается открытым и не является частью какой-либо автоматической рабочей последовательности.

РИС. 5.18. Клапан отсасывающей трубы на электростанции Динорвиг

Каждый DTV представляет собой дисковый затвор диаметром 3,75 м с ротором решетчатого типа.Встроенные эксцентриковые цапфы гарантируют, что если он случайно останется закрытым во время турбины, он откроется под потоком турбины. Открытие и закрытие осуществляется с помощью серводвигателя и системы рычагов и грузов аналогично MIV.

Впускные и выпускные клапаны и механизмы (автомобильные)

3.4.

Впускные и выпускные клапаны и механизмы

3.4.1.

Функции и расположение впускных и выпускных клапанов

Устройство клапанов в двигателе
управляет входом и выходом заряда и выхлопных газов в цилиндрах в зависимости от положения поршня в их каналах.В настоящее время этот
находится в головке блока цилиндров на всех двигателях. Среди широко используемых золотниковых, скользящих, поворотных и тарельчатых клапанов типа
тарельчатый клапан является наиболее распространенным, поскольку он обеспечивает приемлемый вес, хорошую прочность и хорошие характеристики теплопередачи.
Наиболее популярная форма тарельчатого клапана (рис. 3.32) для автомобильного применения использует маленькую чашку
на одном конце штока. Стержень клапана помещается в направляющее отверстие, выполненное по центру кольцевого канала
в головке блока цилиндров.Головка тарелки клапана открывает и закрывает проходной канал
, ведущий к цилиндру, во время движения штока внутрь и наружу.

Рис. 3.32. Детали сборки клапана.
Впускное и выпускное отверстия имеют форму, изогнутую вверх и наружу и выходя с одной
или с обеих сторон головки блока цилиндров. Это нормально иметь один впускной и один выпускной клапан и порт
на цилиндр. Тем не менее, для некоторых высокопроизводительных двигателей
или двигателей большой мощности также используются сдвоенные впускные и выпускные клапаны и порты. Кроме того, в некоторых двигателях используются двойные впускные отверстия, но только один выпускной клапан
.
Клапаны могут располагаться вертикально или с небольшим наклоном относительно оси цилиндра,
соответствуя желаемому контуру камеры сгорания. Тарельчатые клапаны
имеют различное расположение внутри двигателя относительно цилиндров (рис. 2.30 и раздел 2.7). В двигателе с верхним расположением распредвала
(рис. 3.33А) распределительный вал установлен в головке либо над, либо сбоку от клапана, что
улучшает работу клапана при более высоких оборотах двигателя.Клапан управляется напрямую с помощью толкателей клапана
или кулачковых толкателей, или через коромысла. В двигателе с верхним расположением клапанов (рис. 3.33В) распределительный вал
находится в блоке цилиндров, а клапаны приводятся в действие толкателями клапанов, толкателями и

рис. 3.33. Клапаны и толкатели клапанов.
A. Клапан в двигателе с Г-образной головкой. B. Верхний клапан.
коромысла. Двигатель с двумя верхними распредвалами имеет два распределительных вала
, расположенных с каждой стороны клапанов. Один
управляет впускными клапанами, а другой управляет выпускными клапанами
.Впускные клапаны
работают с холодными газами низкого давления и низкой плотности, тогда как выпускные клапаны работают с горячими газами высокого давления и высокой плотности. Поэтому выпускные клапаны
подвергаются более жестким условиям эксплуатации,
и, следовательно, изготавливаются из гораздо более качественных материалов
, чем впускные клапаны. Впускной клапан должен быть больше, чем выпускной клапан
, чтобы работать с той же массой газа
(но с низкой плотностью). С этой точки зрения размер выпускных клапанов
составляет примерно 85% размера впускного клапана
.Диаметр головки клапана составляет почти 115% от диаметра порта
, а высота подъема близка к 25% от диаметра клапана
. Впускной и выпускной клапаны

Рис. 3.34. Зубчатые передачи.
примерно 45% и 38% соответственно диаметра отверстия для двигателей
с диаметром отверстия от 75 мм до 200 мм.
Клапан открывается кулачком, синхронизированным с поршнем
и циклом коленчатого вала. Он закрывается с помощью одной или нескольких пружин
. Кулачок приводится в движение синхронизирующими шестернями (рис.3.34), цепи
или ремни, расположенные в передней части двигателя. Метки времени на зубчатых колесах
синхронизируют действие клапана с движением поршня.
3.4.2.


Клапанные механизмы

A. Боковой распределительный вал с толкателем и коромыслами

В клапанном приводе этого типа (рис. 3.35) используются:
(a) распределительный вал, (b) кулачковый толкатель (толкатель),
(c) толкатель, (d) коромысло,
(e) вал коромысел, if) возвратную пружину и
ig) тарельчатый клапан.
Рабочий механизм между распределительным валом и тарельчатым клапаном
известен как клапанный механизм.
Преимущества.
(a) Можно использовать относительно простую короткую цепь ГРМ или простую зубчатую передачу.
(6) Рычаг коромысла обеспечивает увеличение подъемной силы профиля кулачка, которое может быть
перенесено на шток клапана, чтобы можно было использовать кулачок кулачка меньшего размера.
(c) Регулировка и техническое обслуживание просты и могут выполняться без разборки каких-либо
рабочих компонентов двигателя.
Недостатки.
(a) Во время разгона или работы на высоких оборотах двигателя
узел толкателя и коромысла не передает

точный подъем профиля кулачка на клапан из-за
эластичности системы и, как следствие,
вибрации.
(b) Требуются большие зазоры толкателя для расширения и сжатия очень длинного механизма
клапанного механизма во время работы.
(c) Из-за большого количества соприкасающихся стыков
стыков система изнашивается больше, а также
больше шумит.

B. Верхний распредвал с скользящим перевернутым

Толкатель ковша
Этот тип привода клапана (рис. 3.36) использует:
(a) распределительный вал,
(b) скользящий толкатель кулачка перевернутого ковша

Рис. 3.36. Верхний распределительный вал с толкателями
прямого действия с перевернутым ротором
.

Рис. 3.35. Боковой кулачок верхнего клапана-
вал с толкателем и коромыслом-
(c) возвратная пружина и
id) тарельчатый клапан.
Преимущества.
(a) Это наиболее компактный и жесткий механизм «кулачок-клапан», который напрямую передает подъем входного профиля кулачка, разработанный в соответствии с
, на клапан.
(6) Если обеспечивается адекватная смазка, износ будет очень незначительным, поскольку штоки клапана
не подвергаются боковой нагрузке.
(c) Зазоры толкателя, как правило, малы и после регулировки сохраняются в течение очень длительного периода времени.
Недостатки.
(a) Необходим гораздо более сложный привод между коленчатым валом
и распределительным валом.
(6) Смазка должна быть более точно контролируемой и направленной
, чем для других исполнительных механизмов.
(c) Регулировка толкателей относительно сложнее
, чем в других механизмах.

C. Верхний распределительный вал с шарнирным коромыслом

Этот тип привода клапана (рис. 3.37) использует
(a) распределительный вал,
(6) поворотный толкатель кулачка коромысла,
(c) возвратную пружину и
(d) тарельчатый клапан. .
Преимущества.
(a) Использование толкателя коромысла обеспечивает коэффициент рычага
, позволяющий использовать меньший профиль
кулачка в системе.
(b) Толкатель с поворотным рычагом имеет меньшую инерцию, чем у толкателя со скользящим ковшом.
(c) Один верхний распределительный вал может управлять двумя отдельными рядами впускных и выпускных клапанов.
id) Регулировка толкателя обычно проста и понятна.
Недостатки.
(a) Движение от кулачка к клапану приводит к изгибу коромысла; поэтому система
должна быть относительно жесткой, и, однако, эта характеристика не согласуется с компоновкой
прямого действия с толкателем ковша.
(b) Контакт между клапаном и коромыслом обеспечивает некоторую боковую нагрузку на шток и направляющую клапана
.
(c) Износ и шум относительно больше, чем у скользящего толкателя ковша, благодаря дополнительному шарнирному соединению
в дополнение к двум другим контактным интерфейсам.
(d) Эта конфигурация требует очень тщательной смазки.
3.4.3.

Клапан тарельчатый

Головка тарельчатого клапана (рис. 3.38) является наиболее нагруженной деталью, так как она подвергается неравномерным
ударным напряжениям по диаметру при опускании клапана на седло.Также головка имеет
, чтобы выдерживать термические нагрузки из-за колебаний температуры над головкой и между

Рис. 3.37. Верхний распределительный вал с
коромыслом прямого действия с шарнирным соединением.
головка и шток. Максимальная концентрация напряжений
возникает на поверхности конического седла клапана
и в области изменения диаметра
от головки к штоку. Во время работы
температура в центре выпускного клапана
может быть от 1023 до 1123 К, а во впускном клапане
от 723 до 823 К.Поскольку механические и термические напряжения
носят циклический характер, если и происходит разрушение
, то оно носит усталостный характер.
Из-за воздействия как динамических инерционных нагрузок
, так и продуктов сгорания при этих высоких рабочих температурах
поверхности клапана
могут быстрее окисляться и подвергаться коррозии. Седло клапана
затвердевает из-за ударов в процессе эксплуатации, и
любые отложения углерода между седлами создают
сильные концентрации напряжений. Любая утечка газа между седлами также вызывает локальный перегрев, который может вызвать
механическую поломку, деформацию или деформацию и, наконец, прогорание конического седла клапана.
Для увеличения срока службы клапан должен выдерживать высокие рабочие температуры, динамические нагрузки и коррозионную среду, а также иметь хорошую износостойкость во всех
условиях эксплуатации. Форма клапана должна позволять выхлопным газам течь с очень небольшим сопротивлением между клапаном и седлом и вокруг открытой части штока
без поглощения избыточного тепла. Также он должен иметь сечение, достаточное для того, чтобы выдерживать напряжения
, возникающие из-за повторяющихся ударных нагрузок.
Выпускной клапан должен иметь
(a) достаточную прочность и твердость, чтобы противостоять растяжению и истиранию штока клапана
,
(b) достаточную горячую прочность и твердость, чтобы противостоять короблению головки и быстрому износу седла,
(c) хорошее сопротивление усталости для борьбы с повторяющимися циклическими стрессовыми нагрузками,
(d) хорошее сопротивление ползучести для предотвращения постоянной деформации головки при работе
при высоких температурах и при знакопеременных нагрузках,
(e) хорошее сопротивление коррозии и окислению при высоких рабочих температурах и напряжения
и в активной коррозионной среде,
(/) умеренный коэффициент теплового расширения для ограничения термических напряжений из-за большого градиента температуры
над головкой, и
(г) хорошая теплопроводность от головки клапана, так что тепло от сгорания может легко рассеиваться.
3.4.4.

Размеры тарельчатого клапана

Ниже приведены типичные размеры клапана (рис. 3.39) относительно диаметра горловины (dt).
Максимальный диаметр конуса, d2 = 105 dt до 1,15 dt
Минимальный диаметр конуса, d\ = 0,95 dt до 1,0 dt
Ширина конического седла, c = 0,10 dt до 0,12 dt
Параллельная толщина головки, hi = 0,025 dt до 0,045 dt
Параллельная и конусная толщина головки, h% = от 0,10 dt до 0,14 dt

Рис. 3.38. Идентификация тарельчатого клапана.
Диаметр штока клапана:
Для впуска, ds = 0,18 dt до 0,24 dt
Для выпуска, ds = 0,22 dt до 0,28 dt
градусов относительно горизонтали, за которыми следует
небольшой радиус r, чтобы он соответствовал штоку. Для улучшения теплоотдачи
диаметр штока выпускного клапана 10
на 15% больше, чем у впускного клапана. Для
максимального потока свежего заряда или отработавших газов между
головкой клапана и его седлом площадь кольцевого отверстия
клапана должна равняться площади горловины клапана или порта. Чтобы
достиг этого, подъем клапана должен быть равен приблизительно одной четверти диаметра головки клапана
. Подъем клапана, если
меньше этого значения, ограничивает объемный
КПД двигателя, а если намного больше, увеличивает инерцию механизма привода клапана, вызывая
шум и быстрый износ.
3.4.5.

Седло клапана и конические уголки

Угол торца клапана выбран для наилучшего возможного компромисса между открытием клапана и уплотнением клапана
.Открытие клапана максимально при нулевом угле торца, и сила уплотнения на клапане
увеличивается по мере увеличения угла. Плохая герметизация вызывает обгорание клапана, что приводит к сокращению срока службы.
Обычно используются конусы седла клапана под углом 45 или 30 градусов (рис. 3.40). Для подъема клапана gfven
при уменьшении угла эффективная площадь проходного сечения вокруг клапана может быть увеличена,
но давление на седло при заданной жесткости пружины уменьшается. Для обеспечения высокого посадочного давления
и минимальных отложений на торце рекомендуется угол конического седла клапана 45 или 30 градусов
для впускного клапана и только 45 градусов для выпускного клапана из-за отвода тепла
от смеси.

Рис. 3.39. Размеры тарельчатого клапана.

Рис. 3.40. Углы конической поверхности клапана и седла.
Угол наклона клапана к плоскости головки обычно на 0,5–1 градус меньше, чем угол седла
в головке блока цилиндров. Разница в углах конуса обеспечивает острый контакт вокруг внешней кромки
клапана и его седла, так что происходит быстрое прилегание обеих поверхностей. Это защищает
контактные посадочные поверхности от возгорания и позволяет головке клапана прогибаться при ударе; тем самым нагрузка
распределяется по большей площади поверхности.Если эффективная ширина посадки контакта слишком велика,
снижает давление уплотнения между контактными поверхностями и, следовательно, его способность удалять продукты сгорания
с поверхностей также снижается. Слишком узкие контактные поверхности уменьшают тепловой путь
от клапана к его седлу, когда он закрыт.
3.4.6.

Условия эксплуатации клапана

Клапанная головка Загрузка.

Во время работы головка и шейка клапана подвергаются продольным напряжениям из-за нагрузки возвратной пружины
и инерционной реакции узла клапана.Кроме того, в его головке развиваются большие тепловые кольцевые (окружные) напряжения из-за большого температурного градиента от центра головки к ее ободу и от венца к параллельной части стержня. Прочность
материала клапана достаточна, чтобы противостоять комбинации этих двух напряжений
при условии, что контактная часть седел не деформирована или частицы углерода
не захвачены между ними. Любая неровность вокруг периферийных поверхностей седла вызывает сильные локальные концентрации напряжений
, что может привести к отказу клапана за короткий период.

Головка и шейка клапана.

Во время закрытия выпускного клапана его головка подвергается прямому воздействию процесса сгорания.
Когда клапан открывается, выходящие и все еще горящие газы обтекают край головки и
снизу, окружая горловину клапана (рис. 3.41А). Затем они поступают через порт
в выхлопную систему.


Рис. 3.41. Тепловой путь и распределение температуры для выпускного клапана.
Когда клапан закрыт, большая часть тепла передается седлу клапана и охлаждающей жидкости
, циркулирующей в головке блока цилиндров, но когда клапан открывается, тепло проходит только через шток клапана
.Таким образом, самая горячая часть клапана — это его шейка, следующая самая горячая зона — центральная
область короны до шейки, а самая холодная зона — вокруг обода тарелки клапана и
параллельная область штока на входе. его направляющая (рис. 3.41Б). Таким образом, температура головки клапана
может составлять всего 773 К вокруг кромки головки, увеличиваясь в горловине в условиях полной нагрузки
примерно до 1073 К и может повышаться до 1173 К в ненормальных условиях.

Стержень и наконечник клапана.

Шток клапана работает в направляющей втулке и подвергается возвратно-поступательному скользящему движению
, дополненному в некоторых случаях к вращательно-колебательному. Направляющая втулка может достигать температуры
673 К на выходе из выпускного отверстия, постепенно снижаясь примерно до 473 К на конце
пружины клапана. Поэтому шток и направляющая должны быть изготовлены из совместимых материалов, чтобы
эффективно функционировали в течение длительного времени с очень небольшим износом в основном в условиях граничной смазки.
Наконечник стержня клапана должен быть достаточно твердым, чтобы выдерживать удары толкателя, а в некоторых конструкциях
должен противостоять любому задиру из-за относительного трения между наконечником стержня клапана и накладкой коромысла
(рис. 3.49E). Заштрихованная ширина на рисунке представляет степень относительного перемещения
между коромыслом и кончиком штока клапана.
3.4.7.

Тарельчатый клапан Материалы

В выпускных клапанах используются три основных сплава:
(i) кремний-хромовые стали,
(ii) аустенитные хромо-никелевые стали,
(Hi) сплавы нимоник на основе никеля.Хромо-кремнистая сталь
может функционировать до температуры 923 К, из этой стали были изготовлены ранние выпускные клапаны
. Популярный состав этой стали: 0,8% углерода, 0,4% марганца,
1,3% никеля, 2% кремния, 20% хрома и остальное (75,5%) железо.
Добавление никеля до 12% значительно улучшает стойкость к горячей коррозии, так что клапан
может работать при несколько более высоких температурах. Следовательно, клапаны были изготовлены из аустенитных хромоникелевых сталей
, таких как «21-12», которая содержит 0.25% углерода, 1,5% марганца, 1% кремния
, 12% никеля и 21% хрома. Еще одной улучшенной аустенитной хромоникелевой сталью
является 21-4N, которая обеспечивает более высокую твердость как в холодных, так и в горячих условиях и большую степень деформационного упрочнения
. Состав: 0,5% углерода, 0,25% кремния, 9% марганца, 21% хрома
, 4% никеля, 0,4% азота и 64,85% железа. Из-за большого количества хрома
и марганца сталь поглощает азот, что повышает износостойкость
при воздействии высоких температур и нагрузок.
Для работы при высоких температурах и двигателей большой мощности сплавы нимоника больше подходят для материалов
. Примером может служить «80A», который имеет состав 0,05% углерода, 1% марганца,
0,6% кремния, 20% хрома, 2% кобальта, 2,5% титана, 1,2% алюминия, 5% железа и 67,65%
никеля. Эти сплавы на основе никеля имеют более высокую жаропрочность и твердость, а также лучшую усталостную прочность и коррозионную стойкость, чем аустенитные стали, но они дороже. Чтобы преодолеть высокую стоимость клапана
, можно изготовить клапан, состоящий из двух частей, с головкой из сплава на основе никеля, соединенной со штоком из стали
сваркой трением.
Срок службы клапанов как из аустенитной стали, так и из сплава нимоник теперь может составлять до 150000
км по сравнению с традиционными 22000 км между притирками поверхностей клапанов. Для тяжелых условий эксплуатации
седла головок выпускных клапанов могут быть покрыты твердым сплавом, таким как стеллит
. Этот сплав на основе кобальта имеет состав 1,8% углерода, 9% вольфрама, 29% хрома
и 60,2% кобальта. Поскольку впускные клапаны работают при температурах около 773 К, им не нужен такой высоколегированный материал клапана.Типичным материалом для впускного клапана является кремниево-хромовая сталь
, в состав которой входит 0,4% углерода, 0,5% никеля, 0,5% марганца, 3,5% кремния, 8%
хрома и 87,1% железа.
3.4.8.

Направляющие клапана

Обычно седло клапана выполнено за одно целое с головкой автомобильного двигателя. В некоторых двигателях также используются вставные седла
, которые позволяют легко ремонтировать седла клапанов. Деформация седла клапана
является одной из основных причин низкого срока службы клапана.Искажение может быть временным или постоянным. Первое происходит из-за давления и
термического напряжения, а второе — из-за
механического напряжения, так что при сборке двигателя необходимо соблюдать надлежащую осторожность.

Рис. 3.42. Направляющие клапанов.
А. Интеграл. B. Гладкий рукав.
C. Наплечный рукав.
Направляющее отверстие в головке цилиндра поддерживает
и направляет скользящее действие штока клапана,
, так что головка удерживается в центральном
положении относительно седла клапана при открытии
и закрытии.Такие отверстия известны как направляющие клапана
. Для двигателей с нормальным режимом работы направляющая
состоит из непосредственно просверленных и развернутых отверстий в
чугунных головках цилиндров. Для головок цилиндров из алюминиевого сплава
и для головок из сверхпрочного чугуна
отдельные направляющие втулки или втулки
запрессовываются в предварительно отформованные отверстия (рис. 3.4).
Направляющая втулка или втулка изготовлена ​​из перлитного чугуна хорошего качества
для минимизации износа штока к направляющей или из бронзы для улучшения отвода тепла к каналам охлаждающей жидкости головки блока цилиндров. Хотя гладкая втулка подходит для большинства применений
, иногда для позиционирования направляющей в головке цилиндра
используются втулки с буртиком. Направляющая обычно немного выступает над седлом пружины в головке блока цилиндров, чтобы
предотвратить чрезмерное стекание масла вниз по штоку.
Длина направляющей части втулки должна в 8-10 раз превышать диаметр штока.
Внешний диаметр втулки втулки должен в 1,4–1,6 раза превышать диаметр штока.
Зазор между стержнем клапана и направляющей поверхностью втулки изменяется от 0.02 по
0,05 мм для впускных клапанов и от 0,04 до 0,07 мм для выпускных клапанов. Однако эти значения
в некоторой степени зависят от материалов штока и направляющих и рабочих температур. Изношенные цельные направляющие отверстия можно рассверлить, а старые клапаны заменить новыми клапанами
с увеличенным размером штока. При износе существующих направляющих клапанов их можно заменить новыми направляющими
.
Зазор между клапаном и штоком должен быть достаточным для обеспечения смазки, но чрезмерный зазор
приводит к раскачиванию штока и, таким образом, к «раструбу» направляющей клапана.По мере износа контакт между штоком
и направляющей становится менее эффективным, так что средняя рабочая температура клапана
повышается. Смазка также может ухудшиться при этой температуре в результате образования смолы.
Как правило, следует избегать выступания направляющих клапанов в выпускное отверстие, иначе этот
может привести к повышению рабочей температуры головки выпускного клапана. Утечка масла через направляющую клапана
является проблемой в двигателе с верхним расположением клапанов, особенно вокруг штока впускного клапана, где существует вакуум
.Уплотнения соответствующей конструкции из синтетических каучуков и пластмасс, поэтому
, используются для остановки этой утечки.

3.4.9.

Вставные кольца седла клапана

Для тяжелых условий эксплуатации с чугунными головками цилиндров или головками цилиндров из алюминиевого сплава
используются клапанные вставки, чтобы выдерживать высокие рабочие температуры и агрессивную атмосферу
вокруг отверстия седла клапана. Также использование материала вставки с улучшенной ударной прочностью
и твердостью противостоит износу.Эти вставки (рис. 3.43) образуют кольцо прямоугольного сечения
, имеющее коническое гнездо на одной из внутренних кромок. Вставка должна быть жесткой, чтобы выдерживать непрерывное ударное воздействие
и обеспечивать отвод тепла от головки тарельчатого клапана к системе охлаждения головки блока цилиндров


Рис. 3.43. Кольца вставки седла клапана.
A. Размеры вставки-кольца седла клапана. B. Принудительная посадка.
C. Посадка с закругленными краями. D. Подпружиненный фланец.
E. Винтовое соединение.
Для выполнения этих требований радиальная толщина стенки вставки должна составлять не менее 0,10
— 0,14 диаметра горловины. Внешний диаметр вставки должен быть в пределах от 1,2 до
и 1,3 диаметра горловины, а высота вставки должна быть в пределах от 0,15 до 0,25 диаметра горловины
(рис. 3.43А). Вкладыши клапанов с усилием входят в углубления, выточенные в головке блока цилиндров.
Натяг в чугунных головках составляет порядка 0,0003 диаметра штока выпускного клапана
.Типичные посадки с натягом составляют 0,019 мм на мм наружного диаметра для головки цилиндров из чугуна
и 0,025 мм на мм наружного диаметра для головки цилиндров из алюминиевого сплава.
При принудительной или усадочной посадке этих колец (рис. 3.43B) они обычно усаживаются в жидком кислороде до 453 К, а затем легко вдавливаются в нужное положение. При отсутствии этой возможности головку блока цилиндров
прогревают в кипящей воде в течение получаса, а затем максимально быстро вставляют вкладыш
.
В случае посадки с закругленной кромкой кольцо вставки вдавливается в углубленное отверстие, а затем край поверхности головки блока цилиндров
загибается, чтобы заполнить пространство, образованное скошенным внешним верхним краем
вставки (FiD , 3.43С).
Для посадки с подпружиненным фланцем на противоположных сторонах в нижней части кольца
выполнены окружные прорези, а нижняя часть вставного кольца выгнута наружу. Когда эта вставка
вставляется в отверстие, нижняя часть кольца выдвигается в канавку в выемке, которая фиксирует вставку
на постоянной основе (рис. 3.43D).
Для некоторых головок цилиндров из алюминиевого сплава используется резьбовое соединение для обеспечения более надежного захвата головки цилиндров (рис.3.43E) и компенсировать большое дифференциальное расширение
, которое обычно существует между вставкой и ее утопленным отверстием.
Материалы вставки сиденья.
Для чугунных головок цилиндров, предназначенных для средних и высоких нагрузок, в качестве материала вкладышей
используется низколегированный перлитный чугун. Типичный состав этого сплава: 3% углерода, 2% кремния, 0,4% фосфора,
0,9% молибдена, 1% хрома и 92,7% железа. Он имеет твердость от 270 до 300 по шкале Бринелля
.
Для алюминиевых головок цилиндров, предназначенных для средних и высоких нагрузок, подходящим материалом вставки является аустенитный серый чугун с высоким содержанием никеля и меди
, имеющий высокий коэффициент расширения, а также хорошую коррозионную стойкость
. Обычный состав этого сплава: 2,8% углерода, 2% кремния, 0,45% фосфора
, 1,8% хрома, 15% никеля, 7% меди и 70,95% железа. Он имеет твердость
от 160 до числа Бринелля 240.
Для сверхпрочных и высокотемпературных чугунных головок блока цилиндров вставка может быть изготовлена ​​
из высокохромистого легированного чугуна, содержащего 1,8 % углерода, 1,8 % кремния, 0,4 % молибдена,
и 14 % хрома. Он имеет твердость от 270 до 320 чисел Бринелля при термообработке.
3.4.10.

Возвратные пружины клапана

Возвратная пружина клапана (или пружины) гарантирует, что подъем или опускание клапана точно следует
соответствующему
движению профиля кулачка, сообщаемому толкателю как при ускорении, так и при замедлении
рабочих условий.

Рис. 3.44. Винтовые пружины клапана.
A. Винтовая пружина постоянного шага. B. Винтовая пружина с переменным шагом.
Обычно используются спиральные пружины (рис.3.44А), которые работают под нагрузкой на сжатие.
Когда пружина отклоняется (т. е. сжимается во время нагрузки), каждая часть пружинной проволоки
скручивается и, следовательно, подвергается скручивающему напряжению.
Жесткость винтовой пружины, которая представляет собой способность пружины сопротивляться прогибу при приложении нагрузки, пропорциональна
четвертой степени диаметра пружинной проволоки и обратно пропорциональна как кубу средней пружины диаметра катушки и к числу активных катушек
при прочих равных условиях.
Следовательно, x a (d4/D3N)
, где x — прогиб пружины,
d — диаметр проволоки пружины,
D — диаметр витка пружины,
и N — количество активных витков.
При увеличении диаметра проволоки в два раза прочность пружины увеличивается в шестнадцать раз, при уменьшении вдвое диаметра витка
его прочность увеличивается в восемь раз, а при уменьшении вдвое количества активных витков его прочность
увеличивается только в два раза.
Витки пружины, которые отклоняются при приложении нагрузки, называются активными витками.Конец
витков или часть витков на пружине сжатия, которые не отклоняются, известны как мертвые витки. Неподвижные витки
на обоих концах пружины плоско отшлифованы перпендикулярно оси пружины, а два конца
расположены диаметрально противоположно. Это предотвращает изгиб пружины по длине при сжатии
, так что усталостная долговечность пружины значительно снижается. Расстояние
между соседними активными витками известно как шаг пружины.
Пружина клапана в нормальном положении удерживает клапан закрытым на своем седле и создает
достаточные силы инерции клапанного механизма, так что движение клапана точно повторяет движение
профиля кулачка на всех скоростях.Чтобы пружина не перегружалась, активных витков должно быть не менее 4,5.
Однако слишком большое количество витков снижает жесткость пружины, что, скорее всего, приводит к ее вздутию. Клапан
и пружина должны немного открываться за пределами нормального полностью открытого положения, чтобы предотвратить столкновение катушек
, когда превышение скорости вызывает дребезг клапана.
Релаксация пружины происходит при ее пластическом прогибе при средней температуре около 423
К и даже выше в условиях циклического напряжения.В этом состоянии он не восстанавливает свою первоначальную свободную длину
при снятии внешней нагрузки. Поэтому с течением времени сила, действующая
на пружину, уменьшается.

Удар пружины клапана.

Резонанс возникает, когда собственная частота вибрации пружины или ее кратные
частоты синхронизируются с возмущающими вибрациями, возникающими при воздействии кулачка на толкатель.
Во время резонанса витки на неподвижном конце пружины полностью или почти полностью
сближаются на начальных стадиях подъема клапана из-за их инерции, а последующие витки на расстоянии
от этого конца смыкаются в меньшей степени.Катушки, расположенные дальше всего от толкателя кулачка, смыкаются с большей частью
на последних этапах открытия клапана. Происходит коллапс сопротивления пружины, из-за чего некоторые витки
временно теряют шаг и сближаются, перекатываясь или перескакивая
с одного конца пружины на другой. Когда происходит пульсация этой пружины, естественное закрывающее действие
винтовой пружины выходит из-под контроля, и движение клапана, следовательно, больше не следует
подъему, задержке и опусканию кампрофиля.

Пружины с переменным шагом.

Для уменьшения колебаний пружины используется пружина с переменным шагом, в которой шаг между
соседними витками от кончика штока клапана до стационарной направляющей и седла клапана
постепенно уменьшается. По мере открытия клапана витки постепенно сжимаются, начиная с
мелкошагового конца головки блока цилиндров, благодаря чему количество активных витков уменьшается. И наоборот,
при закрытии клапана количество активных катушек увеличивается.Такое изменение числа активных витков
при открытии и закрытии клапана обеспечивает переменную жесткость пружины и постоянно изменяющуюся собственную частоту
, что снижает как резонанс пружин, так и пульсацию.

Двойные пружины.

Двойное гнездо пружин в системе обеспечивает высокие пружинные нагрузки на клапан при заданном пространстве
клапан-пружина. Чтобы приложить ту же общую силу, жесткость каждой пружины в гнезде должна быть на
меньше, чем жесткость одиночной пружины.Следовательно, собственные частоты вложенных пружин
также ниже (поскольку собственная частота пружины пропорциональна квадратному корню из ее жесткости
), что способствует помпажу.
Одним из преимуществ использования двойных пружин является то, что при благоприятных условиях резонанс в одной пружине
может быть частично демпфирован нерезонансным действием другой. При этом если какая-то одна пружина
сломается, другая продолжает работать. Это позволяет избежать падения клапана в цилиндр, что может привести к повреждению
.

Предварительное напряжение. Пружины

обычно предварительно натягиваются за счет зачистки, при которой пружина сжимается до тех пор, пока напряжение
во внешних волокнах проволоки не превысит предел текучести материала, вызывая пластическую деформацию
внешних стальных волокон. Это индуцирует остаточные напряжения, так что предел текучести стали повышается.

Дробеструйная обработка. Пружины

имеют короткую обработку, которая значительно улучшает усталостную прочность стали
.Во время обработки пружина обстреливается с большой скоростью круглыми
частицами закаленной стали (дробью). Это создает сжимающие напряжения в
внешних волокнах проволоки катушки. Эти остаточные сжимающие напряжения помогают предотвратить развитие растягивающих напряжений на поверхности проволоки. Но если на наружных
волокнах проволоки существует какое-либо несовершенство, такие растягивающие напряжения инициируют распространение трещин, что приводит к усталостному разрушению.

Материалы пружин клапана.

Для изготовления пружин клапанов используется обычная высокоуглеродистая сталь или низколегированная хромованадиевая сталь
. Высокоуглеродистый
на стали содержит от 0,4 до 0,8 % углерода, 0,3 % кремния и 1,0 % марганца. Хромованадиевая сталь содержит от 0,4 до 0,5% углерода,
0,2% кремния, 0,6% марганца, 1,0-1,5% хрома и минимум
0,15% ванадия. Стальная проволока поставляется в размягченном состоянии.
Шлифуется по всей поверхности до хорошей чистоты поверхности с последующим холодным волочением
для придания необходимых высоких свойств при растяжении.Проволока скручивается в спираль
в форме пружины, а затем подвергается воронению, снимающей напряжение
.
3.4.11.

Удерживающая пружина клапана (замки)

Возвратная пружина (или пружины) удерживает клапан в закрытом положении
до тех пор, пока распределительный вал не приведет его в действие. Воздействует на пружину-
стопорную пластину, закрепленную на конце штока клапана (рис. 3.45). Эта стопорная пластина
содержит центральное коническое отверстие, которое в положении
надевается на неглубокую круглую канавку, проточенную вблизи конца штока
. Между конической стенкой пластины пружины
и рифленой частью штока вклиниваются две конические полуколлекторы. Внутренние
выступающие круглые пазы или ребра, сформированные на коллекторах, фиксируют их
в канавке штока. Непрерывное натяжение пластины пружины пружиной
поддерживает сцепление коллектора как со штоком, так и с пластиной пружины. Нижняя сторона пружинной пластины
обычно имеет ступеньки для размещения одной или двух пружин.

Рис. 3.45. Тарельчатый клапан
пружинное крепление.

Клапаны-вращатели.

Вращатели клапанов могут быть непрямого или принудительного типа. Первый тип имеет неположительное действие
, которое позволяет клапану вращаться случайным образом, когда он открывается и закрывается. Последний тип
имеет положительное действие, которое непосредственно вращает клапан во время его работы. Целью поворота клапана
является улучшение посадки клапана путем очистки поверхностей седла от частиц углерода, которые в противном случае могли бы прилипнуть к ним. Постепенное изменение положения клапана относительно его седла увеличивает срок службы клапана
и седла.

Рис. 3.46. Неположительные вращатели клапанов.
A. Клапан-вращатель с раздельным сбором.
B. Вращатель клапана с наперстком.

Поворотные клапаны с отрицательным положительным давлением.

Из двух распространенных конструкций
, используемых в неположительном расположении,
в одном методе используются цанги со свободной посадкой, а в
в другом используется наперсток, который надевается на наконечник штока клапана
.

ii) Разъемные цанги Клапан-вращатель.

Специально разработанные для этого подхода
коллекторы (рис. 3.46A) позволяют
клапанам вращаться при определенных условиях. Стержень клапана
имеет три кольцевые канавки полукруглого сечения, а внутренняя поверхность каждой цанги
имеет три полукруглых ребра. Они прижимаются друг к другу
, обеспечивая небольшой радиальный зазор между клапаном
и коллекторами. Вибрация шестерни клапана
вращает клапан со скоростью от 15 до 25 об/мин при частоте вращения двигателя
выше 1500 об/мин.
Стержень из низкоуглеродистой стали используется для изготовления колец.
Полоска выдавлена ​​до нужного сечения. Длина
обрезается и прижимается до конечной кривизны. Коллекторы
окончательно закалены.

(ii) Наперсток Клапан-вращатель.

В конструкции вращателя барабана
(рис. 3.46 B) стальной колпачок надевается на конец штока клапана
и опирается на две полукруглые цанги, которые подходят для
в канавке штока клапана ниже.
Пружина клапана поддерживает давление на фиксатор
на этих цангах и, таким образом, удерживает клапан закрытым.Когда
требуется открыть клапан, коромысло нажимает
на крышку, которая, в свою очередь, упирается в две цанги
, а затем перемещает пружину клапана и фиксатор вниз.
Теперь давление пружины воспринимается колпачком, и, следовательно,
клапан освобождается от давления пружины. Он по-прежнему перемещается
вниз, потому что закрытый конец колпачка затем упирается
в конец штока клапана, но он может свободно вращаться.

(Hi) Положительное вращение клапана (Rotocap).

Это расположение (рис.3.47) содержит удерживающую шарики пластину
с шестью наклонными канавками (на рисунке показаны только четыре)
, по которым шарики могут катиться. Небольшая пружина толкает каждый из этих
шариков в одну сторону. Тарельчатая пружинная шайба типа Belleville
надевается на эти шарики, образуя верхнюю обойму, которая
поддерживается на внешнем крае стопором седла пружины. Этот фиксатор скрепляет весь узел
вместе, а также служит гнездом для спиральных пружин клапана.
В закрытом положении клапана тарельчатая шайба подвешена между стопором седла пружины
и шаровым фиксатором, так что шарики свободно перемещаются к вершине ската и упираются
в конец паза. При открытии клапана тарельчатая пружинная шайба отклоняется

Рис. 3.47. Вращатель положительного клапана.
A. Клапан закрыт. B. Клапан открыт.
с увеличением сжимающей нагрузки на пружину клапана. Внешний край тарельчатой ​​шайбы
, как и прежде, упирается в фиксатор седла пружины, но теперь внутренняя часть шайбы
упирается в шесть шариков и, следовательно, толкает их вниз по наклонным поверхностям. Наклоны имеют такую ​​форму
, что при сохранении контакта с шайбой фиксатор седла пружины поворачивается и, следовательно,
тарельчатый клапан поворачивается на ту же величину.
Когда клапан закрывается, шайба возвращается в исходное положение между фиксатором седла пружины
и шаровым фиксатором. Это ослабляет нагрузку на шары, из-за чего пружины
с малым смещением толкают шары вверх по их выступам и, таким образом, возвращают фиксатор седла пружины и узел клапана
в исходное положение.
3.4.12.

Вал коромысла

Вал коромысел обеспечивает жесткую шарнирную опору для коромысел.Эти валы
изготовлены из полых стальных труб. Эти
устанавливаются и закрепляются на чугунных или
опорах из алюминиевого сплава, которые обычно устанавливаются между каждой парой коромысла
(рис. 3.48). Таким образом, четырехцилиндровый двигатель
имеет четыре опорных кронштейна
.
В целях смазки в валу коромысла просверлены радиальные отверстия для совмещения с каждым коромыслом
, и оба конца вала заглушены для предотвращения утечки масла. Одна из опор
обычно имеет вертикальное отверстие для подачи масла от распределительного вала к полому валу коромысла
.Это отверстие совпадает с соответствующим радиальным отверстием на валу. При повторной сборке
коромысла и вала эти два отверстия должны быть совмещены, чтобы восстановить подачу масла к валу.
Материалом для этих трубчатых валов является углеродистая сталь, типичный состав которой составляет 0,55% углерода
, 0,2% кремния, 0,65% марганца и балансового железа. После механической обработки вал подвергается цементации
, чтобы противостоять трению.
3.4.13.

Коромысло

Коромысло качается или колеблется вокруг своей оси (рис.3.49) и передает движение толкателя
вверх-вниз штоку тарельчатого клапана. Поэтому эта рука действует как качающаяся балка.
Шарнир (либо вал, либо сферическая опора) смещен и расположен в толкателе
таким образом, что при заданном подъеме кулачка соответствующий срок службы клапана увеличивается примерно в 1,4 раза. Этот
допускает профиль лепестка на 40% меньше, чем это необходимо в противном случае. Фактическое передаточное отношение коромысла
и, следовательно, размер выступа кулачка могут варьироваться в определенной степени в зависимости от конструктивных требований.
Коромысел могут быть изготовлены из материалов, которые могут быть отлиты, кованы или подвергнуты холодной штамповке
для придания формы. Они отлиты из ковкого чугуна с индукционной закалкой на отдельных участках.
Для ковки может быть использована среднеуглеродистая сталь с типичным составом 0,55% углерода, 0,2% кремния,
0,65% марганца и остальное (98,6%) железо. Его можно закалить путем закалки
при температуре от 1085 К до 1115 К и последующего отпуска при подходящей температуре от 825 К до 975 К.Для холодной штамповки можно использовать низкоуглеродистую сталь состава 0,2 % углерода, 0,8 % марганца
и остальное (99 %) железо. Коромысел, изготовленные по этому методу
, включают контактную площадку из закаленной стали, прикрепленную к концу штока клапана.

Рис. 3.48. Вал коромысел в сборе.

Рис. 3.49. Коромысел клапанов.
A. Кованый или литой коромысло с центральным шарниром и концевой регулировкой.
B. Коромысло из штампованного стального листа с центральной осью и регулировкой конца.
C. Литое или штампованное коромысло с центральным шарниром и регулировкой.
D. Кованый или литой коромысло с концевым шарниром и регулировкой.
E. Геометрически оптимальное расположение коромысла к штоку клапана.

3.4.14.

Толкатель

Толкатель представляет собой стойку, которая передает возвратно-поступательное движение кулачкового толкателя на один конец
поворотного коромысла. Оба конца толкателя являются частью пары полусферических шаровых шарниров
, которые позволяют штоку слегка наклоняться и вращаться, когда коромысло
колеблется вокруг своих осей.Нижняя часть стержня выпуклая и входит в соответствующее углубление толкателя
. Верхняя часть стержня расширена для поддержки седла с вогнутой выемкой, которое устанавливается с помощью регулируемого толкательного винта
на конце коромысла. Для двигателей средней мощности толкатель
, как правило, сплошной (рис. 3.49Б), но для больших двигателей используются полые штоки с закаленными наконечниками, впрессованными в трубу (рис. 3.49В). Толкатели
обычно изготавливаются из углеродисто-марганцовистой стали, популярный состав
которой 0.35% углерода, 0,2% кремния, 1,5% марганца и остальное (97,95%) железо. Стержень
закаливают при температуре от 1113 до 1143 К и затем отпускают при температуре от 823 до 933 К. Это дает твердость от 220 до 280 по Бринеллю. В качестве альтернативы используется сталь
с более высоким содержанием углерода, подходящая для индукционной закалки.
3.4.15.

Толкатель кулачка (толкатель) и подъемник

Кулачковый толкатель (рис. 3.50) посредством своего эксцентрикового выступа преобразует угловое движение распределительного вала
в возвратно-поступательное движение.Это перемещение прямо пропорционально величине
профиля лепестка, отклоненного от базовой окружности. Двумя распространенными формами скользящих толкателей являются
грибовидный толкатель и ковшовый или бочкообразный толкатель.
В грибовидном толкателе используется сплошной цилиндрический направляющий стержень относительно небольшого диаметра. Шток
имеет большую дискообразную или грибовидную головку, сформированную на одном конце для контакта с профилем кулачка.
Другой его конец имеет вогнутую форму с углублением для образования полушарнирного соединения с нижней частью
выпуклого конца толкателя.
Толкатель ковша или бочки представляет собой полую цилиндрическую втулку с закрытым дном. Его верхняя сторона
имеет вогнутое углубление для позиционирования полусферического конца толкателя. Нижняя сторона втулки
плоская, чтобы передать подъем профиля выступа кулачка толкателю. Иногда на цилиндрических стенках делают спиральные пазы
для уменьшения веса, а также для улучшения смазки.
Грибовидный толкатель может включать в себя более короткий толкатель, что повышает жесткость
. Однако толкатель ковша обеспечивает боковую поддержку.Центральная линия хода
толкателя немного смещена от средней ширины кулачка (рис. 3.50C), чтобы распределить износ
по его нижней поверхности. Поэтому во время работы толкатель имеет тенденцию вращаться каждый раз, когда кулачок
трется о него.
Чтобы иметь очень небольшую кривизну, поверхность толкателя снабжена сферическим радиусом
около 1 м (рис. 3.50A). Для согласования центра поверхности толкателя, выступающего примерно на 0,08·
мм, с этой кривизной кулачки шлифуют с конусностью порядка 3-4 градусов
(рис.3.50Б). Эта комбинация помогает уменьшить износ толкателя и кулачка. В двигателях с L-образной головкой клапанный зазор
регулируется с помощью регулировочного винта толкателя, а в двигателях с I-образной головкой — с помощью регулировочных винтов коромысла
.

Рис. 3.50. Кулачковые последователи (толкатель).
A. Грибовидный последователь. B. Ведро или барабанный толкатель.
C. Закрытый толкатель ковша со спиральными пазами. D. Роликовый толкатель.
Толкатели роликов используются для некоторых тяжелых условий эксплуатации.Однако эти толкатели должны быть защищены от вращения, для чего всегда предусмотрен направляющий винт с прорезью (рис. 3.50D).
Двигатели последних моделей оснащены гидравлическими толкателями (компенсаторами), которые работают очень тихо и не имеют
клапанного зазора. Основные части гидравлического толкателя состоят из полого корпуса цилиндра
, внутри которого плотно прилегают полый плунжер, обратный клапан и чашка толкателя. Давление моторного масла
подается через канал двигателя на внешний корпус толкателя. Выточка позволяет маслу под давлением
окружать корпус толкателя.Отверстия в выточке позволяют маслу под давлением поступать
в центр плунжера. Затем оно стекает через обратный клапан в зазор
между днищем плунжера и внутренней нижней частью основания корпуса толкателя и заполняет это пространство
маслом под давлением двигателя. Принцип работы гидравлического толкателя показан
на рис. 3.51.

Рис. 3.51. Работа гидравлического толкателя (подъемника).
Толкатель входит в чашку на верхнем открытом конце плунжера толкателя.Отверстие в чашке толкателя
, конце толкателя и полом толкателе позволяет маслу проходить от центра поршня толкателя вверх
через толкатель к коромыслу, где оно смазывает узел коромысла. Когда кулачок
начинает прижимать толкатель к клапанному механизму, масло под плунжером толкателя сжимается
и пытается вернуться к центру толкателя. Однако обратный клапан толкателя удерживает масло
под плунжером толкателя, гидравлически блокируя рабочую длину.Затем толкатель открывает клапан
как единое целое. Когда толкатель возвращается на плоскость кулачка, давление моторного масла снова
заменяет любое масло, если оно вытекло.
Как и распределительный вал, толкатель изготовлен из закаленного низколегированного чугуна
, содержащего железо, углерод, кремний, марганец и хром.
3.4.16.

Регулировка зазора толкателя для толкающих механизмов

Зазор толкателя предназначен для компенсации расширения и сжатия клапана и
его рабочего механизма.В зависимости от метода регулировки толкателя используются два основных типа конструкции коромысла
:
(i) регулировка конца толкателя и (ii) регулировка центральной оси.

Регулировка конца толкателя.

Коромысел шарнирно закреплен на валу коромысла (рис. 3.49А и В). Рычаг имеет упрочненную лицевую панель
с изогнутой поверхностью на одном конце для плавного контакта с наконечником штока клапана.
Резьбовое отверстие на другом конце содержит регулируемый толкающий винт с контргайкой.Наконечник этого винта
имеет закаленный сферический шарик. Этот шарик входит в соответствующее вогнутое углубление, выполненное в верхней части
толкателя.
Для регулировки между наконечником штока клапана и подкладкой коромысла
вставляется щуп нужного размера. Затем слегка ослабляют контргайку и с помощью отвертки поворачивают винт толкателя
, увеличивая или уменьшая зазор. Для обеспечения правильного зазора щуп
должен чувствовать захват только при натягивании на кончик штока клапана.Затем затягивают контргайку и повторно проверяют зазор. Иногда также используются самостопорящиеся винты (рис. 3.49А).

Регулировка центральной оси.

Этот механизм (рис. 3.49C) включает в себя полое коромысло типа
из ковкого железа или штампованной стали, имеющее изогнутую поверхность контакта с наконечником клапана на одном конце. На другом конце закаленная сферическая выемка
принимает толкатель со сферическим концом. Коромысло вращается на сферической опоре
из цементируемого металлокерамического железа.Самоконтрящаяся гайка на шпильке, закрепленной в головке блока цилиндров,
удерживает коромысло. Толкатели располагаются и позиционируются направляющими пластинами вилок, закрепленными на головке блока цилиндров
.
Для регулировки зазора толкателя щуп вставляется между наконечником штока клапана
и поверхностью коромысла. Затем центральную самоконтрящуюся гайку поворачивают в любую сторону до тех пор, пока не будет получен правильный зазор
за счет ощущения захвата, которое конец штока клапана и коромысло придают щупу
.

Позиционирование распределительного вала для регулировки толкателя толкателя.

Перед измерением зазора толкателя необходимо провернуть распределительный вал до тех пор, пока толкатель
не окажется на основании кулачка и дальше всего от выступа кулачка. Один из трех различных методов
позиционирования распределительного вала заключается в следующем.
Коленчатый вал вращается до полного открытия регулируемого клапана. Затем он поворачивается еще на
на один полный оборот, чтобы привести толкатель к основанию кулачка.Распределительный вал
вращается со скоростью, равной половине скорости коленчатого вала. Следовательно, для перемещения носовой части кулачка из верхнего положения
в нижнее, т. е. поворота распределительного вала на 180 градусов, требуется соответствующее перемещение коленчатого вала
на 360 градусов.
3.4.17.

Клапан охлаждения

Необходимо прямо или косвенно охлаждать выпускной клапан, так как он сильно нагревается из-за прохождения
горячих выхлопных газов. Поверхность клапана и шток отводят тепло в окружающую среду, и
они относительно холоднее, чем головка клапана.Плохой клапан может привести к перегреву клапана
, что значительно сократит срок его службы. Дополнительная циркуляция воды обычно обеспечивается возле седла выпускного клапана
в головке двигателя. Клапаны с натриевым охлаждением используются в двигателях большой мощности и авиационных двигателях
. Эти клапаны имеют полую головку и шток, который частично заполнен натрием
или смесью солей. Во время работы клапана движение натрия
вверх и вниз передает тепло вблизи головной части с большей скоростью.
3.4.18.

Синхронизация клапана двигателя

При сборке двигателя привод между коленчатым валом и распределительным валом
должен быть правильно подключен, чтобы клапаны открывались и закрывались в правильное время по отношению к
движению коленчатого вала и поршня. Эта операция известна как синхронизация клапанов,
, которая выполняется в три основных этапа следующим образом. Для двигателя с более чем одним распределительным валом
каждый из них должен быть синхронизирован отдельно.
(а) Установите коленчатый вал в положение, при котором один из клапанов должен открываться или закрываться. (Обычно
воздействуют на точку открытия впускного клапана, но
можно использовать любую другую точку.)
(b) Установите распределительный вал в положение, в котором он собирается открыть впускной клапан (или любое другое
точка выбрана).
(c) Подсоедините привод к распределительному валу.
Подходящие части двигателя обычно маркируются, чтобы облегчить синхронизацию клапанов (рис. 3.34).
Распределительный механизм или звездочка соединены шпонкой с коленчатым валом и могут быть установлены только в одном положении.
Шестерня или звездочка распределительного вала аналогичным образом закреплена на распределительном валу таким образом, что ее можно
прикрепить только в одном положении. Путем совмещения отмеченных зубьев на этих шестернях коленчатый вал и распределительный вал
размещаются в правильном положении для подключения привода распределительного вала. Эти шестерни
в собранном виде скрыты внутри крышки ГРМ. Чтобы можно было проверить синхронизацию без снятия крышки
, шкив обычно маркируют в положении, соответствующем ВМТ в одном из
цилиндров.Если шкив не размечен таким образом, положение ВМТ можно найти любым
из нескольких способов, примером которых является следующий.
В большинстве современных двигателей поршень можно почувствовать, вставив стержень через отверстие свечи зажигания
. Проворачивайте двигатель до тех пор, пока поршень не окажется примерно на 10 мм ниже своего верхнего положения, и
сделайте насечку на штоке точно напротив верхней части отверстия для свечи, когда конец штока
опирается на поршень. Отметьте шкив коленчатого вала напротив какой-либо подходящей фиксированной контрольной точки.Теперь
проверните коленчатый вал двигателя так, чтобы поршень прошел ВМТ и начал двигаться вниз по цилиндру.
Остановитесь, когда метка на штоке достигнет верхней части отверстия для заглушки, и нанесите вторую метку на шкив
напротив фиксированной контрольной метки. Отметьте середину расстояния между двумя метками
на шкиве. Поршень находится в ВМТ, когда эта последняя метка находится напротив фиксированной точки отсчета.
Метки фаз газораспределения также могут быть нанесены на маховик. Если окружность маховика
разделить на 360, получится число, которое представляет собой расстояние, измеренное вокруг обода маховика
, эквивалентное одному градусу. Например, если окружность маховика составляет 800
мм, а точка открытия впускного клапана находится на 9 градусов перед ВМТ, расстояние, которое необходимо измерить
вокруг обода маховика, составляет (800 x 9/360 = ) 20 мм.
Есть несколько способов найти точку открытия клапана. Прежде всего, зазор клапана
должен быть правильным, так как изменение зазора вызывает значительное изменение времени
. (Некоторые производители предусматривают другой зазор для фаз газораспределения, отличный от используемого для
ходовой).Если клапаны управляются толкателем и конец толкателя доступен, он может легко вращаться между большим и указательным пальцами, когда клапан находится на своем седле, но становится трудно поворачивать
, когда клапан находится на своем седле, и становится тугой при повороте, как только клапан начинает открываться. Альтернативный метод
заключается в том, что в зазор между коромыслом
(или толкателем) и штоком клапана вставляется щуп в момент, когда клапан начинает открываться. В этом случае
зазор клапана необходимо увеличить на величину, равную толщине используемого щупа.

Обработка ультразвуком впускных и выпускных клапанов головок насосов Agilent серий 1100, 1200 и 1260 — Статьи для ЖХ — Портал жидкостной хроматографии


Выпуск:

Следующая процедура позволяет очищать обратные клапаны насоса от остатков, часто вызванных полимеризацией состарившегося ацетонитрила или растворов на основе солей , которые могут помешать правильной работе впускных и выпускных клапанов.

Если впускной и/или выпускной клапаны не закрываются должным образом, давление насоса будет колебаться. При наблюдении за кривой давления пользователь может видеть пилообразную форму (вверх и вниз) различной амплитуды.

Если обработка клапанов ультразвуком не решает проблему, обратитесь в компанию Agilent Technologies за дополнительной поддержкой.


Действия:


Рис. 1.  Выпускной клапан

  • Отсоедините впускной клапан

Впускной клапан расположен под головкой насоса, как показано на Рис. 2 .Он показывает активный впускной клапан.


Рис. 2. Активный впускной клапан

Впускной клапан может быть пассивным или активным.

Чтобы отсоединить активный впускной клапан , выполните следующие действия:

  1. Отсоедините кабель клапана, вытянув его прямо из разъема. Не скручивайте и не откручивайте кабель клапана от разъема, так как вы обнажите электрические контакты, которые могут быть повреждены.
  2. Отсоедините впускную трубку растворителя.
  3. Отвинтите клапан с помощью ключа на 14 мм.
  4. Осторожно извлеките картридж из корпуса клапана (см. Рисунок 3 ), стараясь не повредить края, так как они способствуют формированию уплотнения.


Рис. 3.  Картридж активного впускного клапана.

Пассивный впускной клапан можно отсоединить аналогично выпускному, и его не нужно будет дополнительно разбирать перед обработкой ультразвуком.

  • Обработайте клапаны ультразвуком в течение 30 минут

    Поместите активный картридж впускного клапана/пассивный впускной клапан и выпускной клапан в метанол или изопропанол и обработайте их ультразвуком в течение 30 минут.Если есть подозрение, что соли могли осаждаться в клапанах, используйте для обработки ультразвуком теплую воду вместо органического растворителя. Не обрабатывайте корпус активного впускного клапана ультразвуком, так как это разрушит электронные компоненты.

    Затем промойте их водой и снова установите на головку насоса. Подробные инструкции по повторной сборке см. в руководстве пользователя модулей помпы.

Поток впускного и выпускного клапанов и объем регургитации могут быть непосредственно и надежно определены количественно с помощью ускоренной объемной фазово-контрастной МРТ

J Magn Reson Imaging. Авторская рукопись; Доступен в PMC 2016 Feb 1.

Опубликовано в окончательной отредактированной форме AS:

PMCID: PMC4126899

NIHMSID: NIHMS560465

, MBBS, PHD, 1 , MBBS, 1 , PHD, 1 , Phd, 2 и, MD, PHD 1

Albert Hsiao

1

1 Департамент радиологии, Стэнфордский университет

UMAR TARIQ

1 Департамент радиологии, Стэнфордский университет

Marcus T.Alley

1 Факультет радиологии, Стэнфордский университет

Майкл Люстиг

2 Факультет электротехники и компьютерных наук, Калифорнийский университет, Беркли

Shreyas S. Vasanawala

02 Факультет радиологии Стэнфорда Университет

1 Факультет радиологии, Стэнфордский университет

2 Факультет электротехники и информатики, Калифорнийский университет, Беркли

Альберт Хсиао, Кафедра радиологии, Стэнфордский университет, 300 Pasteur Drive S-072, Stanford, CA 94305, уд. [email protected], тел.: (858) 335-2173, факс: (888) 872-8162, Шреяс С. Васанавала, доктор медицинских наук, кафедра радиологии, Стэнфордский университет, 725 Welch Rd., Rm 1679 MC 5913, Stanford, CA 94305-5654, [email protected], тел: (650) 724-9824, факс: (650) 723-8402 См. другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.
Дополнительные материалы. возврат показывает аномальный возврат легочных вен из нескольких правых легочных вен, отмеченных белыми стрелками.Кровоток, проходящий через дефект межпредсердной перегородки в правое сердце, отмечен красной пунктирной стрелкой.

GUID: CBB1AD03-5477-470B-9780-A7F3689F1199

Доп. рис. S1b.

GUID: 3701F2E3-8D57-4D2A-9998-FE8481775EBD

Приложение S1: Дополнительное видео 1. дополнительный рисунок 1).

GUID: 25E01DF5-7B64-4B8C-80A3-54494C73E512

Аннотация

Цель

Определить, возможно ли использовать только ускоренный объем каждого потока 4D-PC MRI и получение для количественной оценки сердечные клапаны.

Материалы и методы

Ускоренные МРТ-исследования 4D-PC, проведенные в период с марта 2010 г. по июнь 2011 г. в рамках рутинных МРТ-исследований врожденных структурных пороков сердца, были ретроспективно рассмотрены и проанализированы с использованием алгоритмов визуализации и количественного определения отслеживания клапана, разработанных на Java и OpenGL. Исключая пациентов с транспозицией или физиологией единственного желудочка, было выявлено в общей сложности 34 последовательных педиатрических пациента (19 мужчин, 15 женщин; средний возраст 6,9 года; возрастной диапазон от 10 месяцев до 15 лет).Измерения потока 4D-PC сравнивали на каждом клапане и с обычными измерениями обычной МРТ сердца с использованием корреляционного анализа Бланда-Альтмана и Пирсона.

Результаты

Чистый расход впускного и выпускного клапанов сильно коррелировал между всеми клапанами (ρ=0,940–0,985). Сумма прямого потока на выпускном клапане и потока регургитации на впускном клапане соответствовала объемному смещению каждого желудочка (ρ = 0,939–0,948). Они также хорошо согласовывались с обычными планарными измерениями МРТ с суммарным потоком (ρ=0.923–0,935) и фракций регургитации (ρ=0,917–0,972) на выпускном клапане и объемах желудочков (ρ=0,925–0,965).

Заключение

Можно получить согласованные измерения чистого и регургитационного кровотока через впускной и выпускной клапаны, полагаясь исключительно на ускоренную 4D-PC. Это может способствовать более эффективной клинической количественной оценке клапанной регургитации.

Ключевые слова: поток, структурный, трикуспидальный, митральный, регургитация

ВВЕДЕНИЕ

Хроническая недостаточность впускного клапана, трикуспидального или митрального клапана, приводит к хронической объемной нагрузке соответствующего желудочка и, когда она достаточно тяжелая, может способствовать желудочковой недостаточности 1 .Именно по этой причине динамическое наблюдение все чаще используется для наблюдения за пациентами с хронической клапанной недостаточностью для определения оптимальных сроков хирургического вмешательства. Это особенно актуально при хронической митральной недостаточности в свете рекомендаций по более раннему восстановлению 2 . Однако регургитацию на впускном клапане трудно надежно количественно определить с помощью современных методов визуализации, будь то прямой опрос струи регургитации или косвенная оценка отверстия регургитации или смещения желудочков 3 .Эта проблема частично связана с динамической природой впускных клапанов, которые существенно перемещаются во время сердечного цикла, поскольку камеры сердца сокращаются вокруг них.

В то время как количественная МРТ является хорошо проверенным клиническим методом и, как правило, считается надежной методологией для количественной оценки кровотока 4–6 и объемов желудочков 7 , особенно для правых отделов сердца. Было показано, что он имеет более низкую межнаблюдательную изменчивость для измерения объема регургитации на аортальном клапане, чем TTE 7 .Однако для впускных клапанов надежная оценка объема регургитации является сложной задачей. Обычная планарная фазово-контрастная визуализация (2D-PC) впускного клапана обычно предписывается как статичная плоскость, и из-за смещения плоскости клапана, как правило, она не является одновременно надежной для количественной оценки прямого потока и объема регургитации. Корреляция между расходом через впускной и выпускной клапаны была умеренной при использовании двумерного подхода 8,9 . Кроме того, точное позиционирование и ориентация этой плоскости требует как технических знаний, так и понимания структурных заболеваний сердца во время получения изображения, что может создать серьезные проблемы для управления клиническим рабочим процессом в загруженной практике визуализации.Из-за этих ограничений некоторые даже утверждают, что необходимо выполнять сфокусированную ТТЭ впускного клапана во время МРТ, чтобы лучше оценить регургитацию впускного клапана 10 .

Объемная фазово-контрастная МРТ, также известная как 4D фазово-контрастная (4D-PC) МРТ, представляет собой развивающийся метод, который преодолевает некоторые существующие ограничения МРТ сердца 9,11–14 . Во время одного захвата видео анатомические данные и векторное поле данных скорости получаются одновременно. Это позволяет ретроспективно оценивать кровоток без необходимости точного назначения сканирования во время получения изображения 15 .Несколько исследований в настоящее время показали, что можно количественно оценить кровоток с помощью 4D-PC с сопоставимой или даже улучшенной точностью по сравнению с обычной планарной фазово-контрастной МРТ 15–18 , особенно аортального и легочного клапанов. Кроме того, недавние достижения в ускоренной визуализации позволили получить объем данных с миллиметровым разрешением по всей грудной клетке примерно за 10 минут 16,19 . Эти высокоскоростные сборы данных с высоким соотношением сигнал-шум позволили напрямую визуализировать функцию каждого из клапанов с помощью объемной визуализации слияния скоростей 19 .Мы предположили, что можно также использовать только ускоренное получение 4D-ПК МРТ для количественной оценки чистого и регургитационного потока через каждый из клапанов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Субъекты

С одобрения институционального наблюдательного совета и соблюдения требований HIPAA мы ретроспективно выявили пациентов, у которых в марте 2010 г. в рамках рутинного клинического МРТ-обследования было выполнено 4D-ПК исследование органов грудной клетки с компрессионным зондированием. по июнь 2011 г. Перед каждым исследованием было получено информированное согласие на проведение МРТ вне зарегистрированных показаний.Было выявлено 49 обследований. Пациенты с физиологией одного желудочка были исключены, так как для остальных субъектов сердечный выброс левого и правого сердца может служить внутренним контролем. Пациенты с транспозицией магистральных артерий также были исключены для упрощения сравнения потоков впускного и выпускного клапанов с вентрикулярными смещениями каждого желудочка. Всего было исключено 15 обследований, в исследовании осталось 34 обследования (19 мужчин, 15 женщин; средний возраст 6,9 года; возрастной диапазон от 10 месяцев до 15 лет). Никаких дополнительных критериев отбора или исключения не использовалось. Демографические данные представлены в формате .

Таблица 1

Демографические данные и характеристики пациентов, включенных в исследование.

девяносто одна тысяча триста восемьдесят один сердца, пересадка печени девяносто одна тысяча триста восемьдесят один запрос легочной стропа 91 381 Фалло после ремонта 91 381 аортального коарктация, после ремонта 91 381 Аортальная коарктация после ремонта девяносто одна тысяча триста восемьдесят-один Прерванный дуги аорты, после ремонта девяносто одна тысяча триста восемьдесят один предсердная изомерии 91 381 атриовентрикулярной дефект межпредсердной перегородки 91 381 ствол артериальный, после ремонта + девяносто одна тысяча триста восемьдесят-один Рассел-серебро синдром, Фалло, А.В. ремонт девяносто одна тысяча триста восемьдесят одна Фалло после ремонта девяносто одна тысяча триста восемьдесят один Фалло после ремонта девяносто один тысяча триста восемьдесят один Тетрада Фалло после ремонта , Утечка пластыря VSD синдром + девяносто одна тысяча триста восемьдесят-один критический стеноз легочной артерии, двунаправленное Glenn
Диагностика / Индикация Возраст Пол БСА Qp / Qs AV RF М.В. RF PV RF TV RF GA
легочная гипертензия 7 лет Ж 0. 90 1,00 0 0 0 0 Да
8 Yr М 1,04 0,87 2 0 2 8 нет
3 года М 0,63 0,87 0 1 2 5 да
Всего anomolous легочная венозного возврата, после ремонта 15 лет М 0. не 71 0,99 0 4 1 8 нет
6 YR М 1,12 0,97 2 7 1 7 да
6 год М 0,97 1,07 0 1 1 8 да
12 лет М 1. не 37 1,03 0 0 0 0 нет
16 мес М 0,42 1,12 1 0 0 2 да
аортального коарктация 4 Yr F 0,68 1,00 1 1 1 5 да
Фалло пост -ремонт 15 лет F 1. 51 1,04 0 3 1 7 нет
5 год F 0,84 0,95 0 0 1 1 да
6 год М 0,89 0,95 2 6 4 6 да
7 год М 0. не 96 0,97 37 10 1 6 нет
коарктации аорты и недостаточность 10 мес М 0,43 1,03 23 1 1 1 да
4 год F 0,50 0,87 9 10 0 3 да
Тетрада Фалло после операции 3 года М 0. 63 1,03 0 0 46 0 Да
8 год F 0,73 0,85 2 2 61 0 да
Легочный атрезии, ВСД после ремонта 6 год F 0,64 1,09 0 2 41 6 да
Послеоперационная тетрада Фалло 7 лет Ж 0. 91 1,02 5 3 35 3 Да
3 YR М 0,53 0,96 1 7 15 24 да
Эбштейна аномалия 4 год F 0,69 0,90 0 1 19 15 да
D-транспозиции магистральные артерии после ремонта 6 лет M 0. 75 0,91 2 4 26 10 Да
Двухкамерный правый желудочек 6 год М 0,79 0,87 0 2 25 1 да
Фалло после ремонта 3 года М 0,64 1,09 1 0 30 3 да
Hemitruncus, прерванная дуга аорты после операции 14 лет M 1. не 68 0,99 0 2 0 20 нет
правой легочной артерии атрезии 3 YR F 0,63 1,00 0 5 0 12 да
дефект межпредсердной перегородки 13 год F 1,48 2,82 0 4 0 3 нет
10 лет F 1. 01 0,87 0 0 6 10 да
правой легочной артерии атрезия 2 год F 0,53 0,70 0 5 0 16 да
частичного аномальный легочный венозный возврат 6 года М 0,80 2,58 0 0 0 1 да
ASD, кор triatriatum 7 лет Ж 0. 91 1,45 0 0 1 0 Да
Диджордже, Фалло после ремонта 2 лет F 0,46 0,52 0 3 31 2 да
11 лет М 1,86 0,74 0 3 37 12 да
Правый желудочек с двойным выходом, аневризма легочной артерии 8 лет M 0. 84 0.79 1 1 40 5 5 5 5

Обычное MRI

Все г-н Imaging было выполнено на 1,5-т MRI Scanner MRI с восьмиканальной фазированной карту (GE Healthcare, Милуоки, Висконсин), максимальная скорость нарастания 150 Тл/мс, градиенты 40 мТл/мин и векторное стробирование ЭКГ. Для традиционной части обследования плоскости получения изображений были назначены одним из трех сертифицированных радиологов со специальной подготовкой по сердечно-сосудистым заболеваниям и 5 (SSV), 7 и более чем 10-летним опытом работы в детской МРТ сердечно-сосудистой системы. МРТ-обследования были адаптированы к клиническим показаниям и обычно включали несколько плоскостей сканирования 2D-PC толщиной 8–10 мм на клапанах оттока и в любых дополнительных интересных местах, отмеченных во время получения изображения. Они были получены с помощью последовательности GRE (FastCard, GE Healthcare) с 4–10 представлениями на сегмент в зависимости от частоты сердечных сокращений пациента. Параллельное отображение не применялось. Реконструировано 20 фаз сердца. Кинематографические МРТ-изображения SSFP были получены в виде аксиальных, короткоосевых кино, левых и правых 2-х, 3-х и 4-х камерных проекций с толщиной среза 6-8 мм, в зависимости от размера пациента, с углом поворота 45°. .Для этих последних проекций у пациентов, способных задерживать дыхание, использовались усредненные измерения одного сигнала на задержке дыхания. В противном случае для уменьшения респираторного артефакта использовали 2–3 усредненных сигнала свободного дыхания. Общее время сканирования варьировалось от 25 минут до 1 часа 37 минут (в среднем 55 минут), в зависимости от клинических показаний и протокола сканирования, за исключением получения 4D-ПК. Количественный анализ данных 2D-PC и SSFP был выполнен с помощью программного обеспечения QFlow (версия 5.2, MEDIS) и QMass (версия 7.2, МЕДИС) соответственно. Чтобы учесть фоновую фазовую ошибку, для оценки локальной фоновой фазовой ошибки использовали интересующую область в статической мягкой ткани рядом с интересующим сосудом. Эта фоновая фазовая ошибка затем вычиталась из измерения расхода.

Сканирование 4D-PC

Каждое сканирование 4D-PC выполнялось после МРА с контрастным усилением, выполненной с внутривенным введением гадофосвесета не по назначению, чтобы обеспечить улучшенное отношение сигнал/шум и поддержать более высокое ускорение.4D-PC МРТ была выполнена с использованием последовательности на основе SPGR с тетраэдрическим кодированием потока и дискретизацией в k-пространстве Пуассона переменной плотности 20,21 с общим коэффициентом ускорения в диапазоне от 1,6×1,6 до 2,2×2,2, охватывающим весь грудной клетки с фазовым кодированием в передне-заднем направлении. Интерполяция с нулевым заполнением (ZIP) 2 была применена в направлении среза. Изображения были реконструированы для каждой временной фазы сердца отдельно с помощью комбинированного алгоритма автоматической калибровки параллельного изображения со сжатием (L 1 -SPIRiT) 22 .Сжатое восприятие было реализовано, чтобы использовать преимущества пространственной разреженности 2D для каждого среза без принудительной временной разреженности. Переупорядочивание фаз K-пространства использовалось для респираторной компенсации (EXORCIST, GE Healthcare, Милуоки, Висконсин). Дыхательный гейт не использовался. Усреднение сигнала (NEX) не применялось. Использовали угол переворота 15° и 2–4 тетраэдрических кодирования на сегмент. Параметры кодирования скорости были выбраны, чтобы избежать наложения скорости, в пределах 150-300 см/с, на основании клинических показаний для исследования и наличия наложения на обычных двухмерных фазово-контрастных МРТ-плоскостях.Истинное пространственное разрешение с учетом интерполяции с нулевым заполнением составило в среднем 1,04 × 1,38 × 2,41 мм в диапазоне 0,78–1,41 мм в прямом направлении, 1,04–1,88 мм в переднезаднем направлении и 2,00–3,40 мм в SI-направление. Среднее значение TR и TE составило 4,8 мс и 1,8 мс соответственно. Временное разрешение варьировалось от 33 до 86 мс (в среднем 61 мс). Реконструировано 20 фаз сердца. Время сбора данных варьировалось от 7 до 15 минут (в среднем 10 минут 10 секунд). Реконструкции изображений были выполнены с помощью реализации GPGPU L 1 -SPIRIT 23 на 64-битной рабочей станции Linux, оснащенной четырьмя графическими картами Tesla C1060 (NVIDIA, Санта-Клара, Калифорния).Данные изображения были скорректированы с учетом фазовых эффектов Максвелла 24 , ошибок кодирования, связанных с искажениями градиентного поля 25 , и сдвигами фазы, связанными с вихревыми токами 16,26 .

Количественный анализ 4D-PC

Подход к количественному анализу 4D-PC был разработан и реализован на Java (версия 1.6.0, Oracle) и OpenGL (версия 1.1, SGI) на основе структуры визуализации и количественного определения, описанной ранее 15, 16,19 . Были предоставлены четыре плоскости просмотра, одно основное поперечное сечение и три дополнительных окна перекрестных ссылок.Была предоставлена ​​функциональность для ручного перевода и поворота этих окон перекрестных ссылок в двухкамерные, трехкамерные и четырехкамерные проекции любого желудочка (дополнительное видео 1). Чтобы обеспечить отслеживание впускного клапана, были созданы программные элементы управления, позволяющие размещать и регулировать плоскость поперечного сечения с временным разрешением и вручную контурировать кольцо клапана в любой временной фазе. Для количественного определения объема желудочка была предоставлена ​​панель из 24 проекций по короткой оси каждого желудочка, отмеченных положением плоскости клапана и верхушки.Сегментация левого и правого желудочка выполнялась из этих проекций в конце систолы и в конце диастолы способом, описанным ранее 16 .

Отслеживание впускного клапана (красная линия) обеспечивается одновременной визуализацией потока и анатомии, определением плоскости впускного клапана с временным разрешением и сегментацией кольца клапана. Используя комбинацию проекций, включая двухкамерную, трехкамерную и четырехкамерную проекции левого желудочка, плоскость впускного клапана можно сориентировать таким образом, чтобы можно было вручную сегментировать границы кольца (крайний правый столбец) в каждой точке. фазы сердечного цикла.

Для каждого из выпускных клапанов была определена статическая плоскость поперечного сечения, ортогональная раннему систолическому кровотоку. Для каждого из впускных клапанов начальная плоскость клапана находилась в центре клапана, ориентированного ортогонально раннему диастолическому потоку. При необходимости эту плоскость вручную поворачивали в плоскость клапанного кольца примерно по ходу атриовентрикулярной борозды. Положение плоскости поперечного сечения регулировали в конце диастолы и в конце систолы. Конечная диастола определялась как последняя фаза перед прямым потоком через выпускной клапан, а конечная систола определялась как последняя фаза перед прямым потоком через впускной клапан. Положение плоскости для промежуточных временных фаз было интерполировано из заданных пользователем местоположений. Если динамическая плоскость не соответствовала плоскости клапана в какой-либо временной фазе, плоскость корректировалась, а промежуточные фазы автоматически интерполировались. Сегменты плоскости клапана были созданы в одних и тех же ключевых временных фазах и автоматически интерполированы между ними. Для митрального клапана особое внимание уделялось исключению кровотока через выходной тракт левого желудочка.Площадь поперечного сечения, максимальное смещение клапана, чистый кровоток и фракция регургитации были занесены в таблицу.

Все плоскости слежения за клапанами и сегментации находились под наблюдением сертифицированного радиолога с четырехлетним опытом сегментации МРТ врожденных пороков сердца (ВГ). Измерения на каждом клапане были выполнены в трех повторах научным сотрудником с 1-летним опытом работы с МРТ сердца (UT). Сегментации были получены в плоскости створки и рядом с ней, примерно на расстоянии 1 мм друг от друга. Используя подход, описанный ранее для объемной сегментации анатомических данных 4D 16 , объемы левого и правого желудочков были отдельно сегментированы в конечной диастоле и конечной систоле из изображений 4D-PC. После завершения всех сегментаций количественные объемы желудочков и измерения кровотока были рассчитаны для каждого клапана (дополнительный рисунок 1). Общее время постобработки для 4D-PC составило примерно 60 минут, что было равномерно разделено между количественной оценкой клапанного потока и волюмометрией желудочков.

Репрезентативное измерение клапанного кровотока на всех четырех клапанах у 6-летнего мальчика с частичным аномальным легочным венозным возвратом. Шунтирование справа налево приводит к увеличению чистого кровотока через трикуспидальный и легочный клапаны. Столбики погрешностей отображают стандартное отклонение между повторными измерениями в каждый момент времени.

Статистический анализ

Статистический анализ выполнялся с использованием пользовательских макросов, определенных в Excel 2007 (Microsoft, Redmond, WA). Во-первых, мы оценили согласованность измерений чистого кровотока между каждым из клапанов у пациентов без внутрисердечных или внесердечных шунтов.Для всех исследуемых пациентов мы определили пациентов с шунтами, просмотрев предыдущие отчеты TTE и исследование 4D-PC 19 . Ожидается, что у пациентов без шунтов чистая скорость кровотока на всех клапанах будет одинаковой, чтобы обеспечить сохранение массы. Аортальный, легочный, митральный и трехстворчатый кровоток сравнивали друг с другом с использованием корреляции Пирсона и анализа Бланда-Альтмана. Пределы согласия Бланда-Альтмана были рассчитаны и представлены как 1,96-кратное стандартное отклонение разницы измерений.

Во-вторых, мы сравнили фазово-контрастные измерения кровотока на клапанах с объемными смещениями между конечной диастолой и конечной систолой соответствующего желудочка. Мы определили смещенный вентрикулярный объем крови (Δ V ) для каждого желудочка по формуле: Δ V = ( V ED V ES ) × 919 VED 9 HR

конечно-диастолический объем, V ES — конечно-систолический объем, а ЧСС — частота сердечных сокращений пациента. Этот объем вытесненной крови должен превышать чистый поток во впускном или выпускном клапане ровно на величину регургитационного кровотока в обоих этих клапанах. Для этого мы рассчитали предполагаемый объем вытесненной крови (Δ V est ), рассчитанный на основе 4D фазово-контрастных измерений кровотока в соответствии с: ΔVest=QOV+QOVRFOV1-RFOV+QIVRFIV1-RFIV, где измеренный чистый кровоток на выпускном клапане, Q IV — измеренный чистый кровоток на впускном клапане, RF OV — измеренная фракция регургитации на выпускном клапане и RF IV — измеренная фракция регургитации на входе клапан.Смещенные объемы сравнивали с использованием корреляции Пирсона и анализа Бланда-Альтмана.

Наконец, для всех пациентов, включенных в исследование, мы сравнили кровоток и объемные измерения, полученные на основе данных 4D-PC, с обычными измерениями кровотока, полученными с помощью 2D-PC, и объемными измерениями с использованием визуализации SSFP. Их сравнивали с использованием корреляции Пирсона и анализа Бланда-Альтмана.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Клапанная анатомия

Средняя площадь поперечного сечения кольца митрального клапана во время диастолы составляла 4.8 см 2 (диапазон 2,2–9,2 см 2 ). Трехстворчатые клапаны немного крупнее, в среднем 7,0 см 91 212 2 91 213 (диапазон 3,0–12,3 см 91 212 2 91 213). Как и предполагалось, каждый из впускных клапанов имел значительное смещение в течение сердечного цикла. Между конечной диастолой и конечной систолой среднее расстояние экскурсии митрального клапана составляло 11,4 мм (диапазон 5,4–17,2 мм). Трикуспидальный клапан имел такое же расстояние экскурсии, в среднем 11,8 мм (диапазон 6,3–19,3 мм).

Постоянство чистого потока через разные клапаны

У пациентов без внутрисердечных или экстракардиальных шунтов ( n =26) 4D фазово-контрастные измерения кровотока были тесно коррелированы на каждом из клапанов (, ).В нашем исследовании скорости потока были наиболее точно согласованы между аортальным и легочным клапанами (ρ = 0,985). Несмотря на тесную корреляцию, самая слабая корреляция была обнаружена между митральным и трехстворчатым клапанами (ρ = 0,936). Пределы согласия между измерениями чресклапанного потока были узкими (18–32%), что сопоставимо с предыдущими исследованиями, сравнивающими измерения потока восходящей аорты и главной легочной артерии при свободном дыхании и задержке дыхания с помощью обычного фазового контраста 27 . Измерения митрального и трехстворчатого клапанов немного занижали чистую скорость потока относительно их выпускных клапанов аортального клапана на 0.184 л/мин (6%) и 0,091 л/мин (3%) соответственно. Был только один случай превышения митрального кровотока над аортальным, что объяснялось шунтом из левого желудочка через коронарный синус в левое предсердие у больного с предшествующей пластикой дефекта атриовентрикулярного канала.

Корреляция чистых измерений кровотока на входе и выходе, отображаемая в виде диаграмм рассеяния (верхний ряд) и диаграмм Бланда-Альтмана (нижний ряд). Пунктирные линии показывают пределы согласия (± 1,96 SD). На (а) показатели кровотока в аортальном и легочном клапанах тесно коррелировали у пациентов без шунтов (синие ромбы).Пациенты с визуально определяемыми шунтами с помощью TTE или 4D-PC также отображаются на четком расстоянии от линии идентификации (красные незакрашенные квадраты). На (b) измерения кровотока через аортальный и митральный клапаны сильно коррелировали, хотя кровоток через митральный клапан был слегка недооценен. Показан единственный пациент с шунтом через коронарный синус (красный закрытый квадрат). На (c) измерения потока легочного и трехстворчатого клапанов были хорошо коррелированы.

Таблица 2

Сравнение чистых расходов на каждом клапане, измеренных исключительно на основе анатомических данных 4D-PC и данных поля скорости с отслеживанием положения впускных клапанов.Измерения аортального и легочного клапанов наиболее сильно коррелируют с самыми узкими пределами согласия. Отмечалась небольшая недооценка кровотока на митральном и трехстворчатом клапанах по сравнению с измерениями на выпускных клапанах.

0,963 0,050 -0,042 91 381 ВА средняя разница
AV против PV AV против MV AV против TV PV против MV PV против ТВ MV против ТВ
корреляции Пирсона 0,988 0.967 0,940 0,955 0,940
ВА средняя разность (л / мин) 0,184 0,141 0,134 0,091
BA 95 % пределы договора (л / мин) 0,411 0,658 0,715 0,822 0,754 0,746
2% 6% 5% 5% 3% 0%
BA 95% пределы соглашения 18% 26% 28% 34% 32% 25%

Соответствие между перемещенными объемы и трансклапанный кровоток

У пациентов без шунтов мы дополнительно подтвердили точность измерений кровотока, сравнив их с объемом крови, вытесненным левым и правым желудочками (, ). При отсутствии внутрисердечного шунтирования объем вытесненной крови, рассчитанный по разнице объема желудочков в конце диастолы и в конце систолы, должен точно соответствовать чистому потоку на выпускном клапане плюс потоку регургитации на входном и выходном клапанах. Как для левого, так и для правого сердца наблюдалась тесная корреляция (ρ = 0,939, 0,948) между смещениями желудочков, рассчитанными любым методом, без существенной систематической ошибки (4%, 3%) и узкими пределами согласия БА (29%, 23%). .

Корреляция между объемным смещением желудочка и клапанным кровотоком до (верхний ряд) и после (нижний ряд) учета регургитационного потока.Желудочки с фракцией регургитации более 10% на впускном или выпускном клапане показаны красными квадратами. Остальные желудочки показаны голубыми ромбами. Как для левого желудочка (слева), так и для правого желудочка (справа) измерения сердечного выброса, основанные на объемах желудочков, близко соответствовали измерениям кровотока только после учета регургитационного кровотока (нижний ряд).

Сравнение 4D-ПК и обычной МРТ

Чтобы оценить согласованность измерений потока с более устоявшимися количественными методами, мы дополнительно сравнили 4D-ПК с обычной 2D-фазоконтрастной МРТ.Двухмерные фазово-контрастные измерения потока были получены у 27 из 34 пациентов. В этих сравнениях наблюдалась хорошая корреляция между 4D-PC и 2D-PC измерениями аортального и легочного кровотока (ρ = 0,935, 0,934). В наших руках кровоток был несколько выше при 2D-ПК, чем при 4D-ПК со средними различиями БА 0,48 и 0,19 л/мин (17% и 14%) на аортальном и легочном клапанах соответственно (), что было статистически значимым. (парный t-критерий , ρ<0,05). Это согласуется с предыдущим исследованием, которое показало, что измерения потока 2D-PC обычно превышают смещения объема желудочков даже у пациентов без клапанной недостаточности 16 .Фракции регургитации на аортальном и легочном клапанах, тем не менее, хорошо коррелировали между 4D-PC и 2D-PC (ρ = 0,972, 0,933) без существенной систематической ошибки и узкой согласованности (13% и 14%).

Сравнение 4D-PC с обычной планарной фазово-контрастной и SSFP-волюмометрией. Чистый кровоток на аортальном и легочном клапанах (слева) и фракции регургитации на аортальном и легочном клапанах (в центре) показывают высокую корреляцию между 4D-PC и 2D-PC. Измерения аорты показаны красными квадратами, легочные измерения — синими ромбами.Измерения объема желудочков также показывают высокую корреляцию между 4D-PC и обычной МРТ (справа).

Наконец, мы сравнили объемы желудочков, полученные с помощью 4D-PC, с обычным SSFP (, ). Волюметрия SSFP левого и правого желудочка выполнялась в 27 из 34 клинических МРТ-исследований. Объемные измерения левого и правого желудочка сильно коррелировали между двумя методологиями (ρ = 0,925, 0,965). Не было значительного смещения (2%, -3%) в объемах желудочков, а пределы согласия были узкими (29%, 33%).

Таблица 3

Сравнение объема смещенного желудочка и кровотока, измеренных с помощью 4D-PC до и после учета регургитационного кровотока на входном и выходном клапанах. Сила корреляции и согласованности между двумя методологиями значительно улучшается после включения количества регургитационного кровотока.

LV VS AV + AR + MR RV VS PV RV VS PV + PR + TR
Pearson Correlation 0.854 +0,939 0,813 0,948
Б.А. Среднее разность (л / мин) 0,31 0,11 0,67 0,08
BA Пределы соглашения (1,96 SD-л / мин) 1,34 0,88 1,45 0,79
Б. А. Среднее различие 11% 4% 24% 3%
BA Пределы договора (1,96 SD) 43% 29 % 54 % 23 %

ОБСУЖДЕНИЕ

Здесь мы демонстрируем, что с помощью однократного ускоренного 4D-ПК МРТ грудной клетки можно точно определить клапаны регитации и впуска объем.Хотя количественная оценка потока во впускном клапане и объема регургитации может быть технически сложной для современных методов визуализации, мы показали, что с динамической визуализацией слежения за клапанами можно получить количественные измерения для всех четырех клапанов исключительно из этого сбора данных. Эти измерения потока согласуются между клапанами, согласуются с объемными оценками смещения желудочков крови и согласуются с проверенными клиническими эталонными стандартами клапанного кровотока и объема желудочков, а именно с обычными изображениями 2D-PC и SSFP.Высокая степень избыточности данных и внутренняя согласованность, обеспечиваемые этим подходом к визуализации, открывают новые возможности для надежного воспроизведения количественных данных, полученных с помощью МРТ сердца.

Хотя планарная фазово-контрастная МРТ до сих пор была стандартом для неинвазивного измерения кровотока, ее нынешнее применение не лишено недостатков. Несколько групп теперь призвали поставщиков МРТ лучше оптимизировать стратегии и оборудование для сбора данных, чтобы уменьшить влияние нескольких факторов, которые, как известно, ухудшают точность 2D-PC 28,29 .В частности, фазовые ошибки, связанные с вихревыми токами, продолжают негативно влиять на точность фазово-контрастного измерения кровотока. Хотя эти фазовые ошибки также могут влиять на 4D-PC, существует больше статических данных о мягких тканях, доступных для поддержки вычислительных методов коррекции фазовых ошибок. Мы подозреваем, что небольшая систематическая разница между измерениями кровотока 2D-PC и 4D-PC в нашем учреждении может быть частично связана с более точной коррекцией фазовой ошибки в нашей реализации 4D-PC.

По нашему опыту, ход впускных клапанов часто настолько широк, что любая статическая плоскость неизменно захватывает части предсердия в одни фазы и части желудочка в другие.Это было давним ограничением обычной планарной фазово-контрастной МРТ. Более ранние работы показали, что отслеживание клапана может быть выполнено для 4D-PC с использованием плоскостей визуализации SSFP для отслеживания местоположения клапана 8,9 . В то время как эти новаторские работы продемонстрировали, что такие измерения возможны с использованием 4D-PC, эти прежние подходы требовали набора плоскостей визуализации SSFP, которые служили бы анатомическим эталоном для планирования получения сфокусированного поля зрения на впускном клапане. Мы представляем здесь новый метод отслеживания клапанов, который полностью зависит от комплексного 4D-ПК всей грудной клетки, в надежде, что такой метод может однажды устранить необходимость в обычных плоскостях МРТ для некоторых пациентов.

Хотя эхокардиография была преобладающим и наиболее широко доступным методом функциональной оценки сердца 2 , ее самой по себе может быть недостаточно для диагностики и хирургического планирования. Существует ряд обстоятельств, когда на основании одной ТТЭ трудно определить, необходимо ли хирургическое вмешательство. Сонографические окна могут ограничивать визуализацию, и МРТ может потребоваться для лучшей оценки клапанного кровотока. Даже когда качество изображения TTE считается адекватным, интерпретация и классификация клапанной патологии, как было показано, широко варьируются даже среди опытных читателей 30 .Это может быть проблематичным при ведении обоих пациентов с недостаточностью впускного клапана, у которых операция по замене клапана может быть обусловлена ​​в первую очередь результатами визуализации 31 . Количественная метрика, основанная на МРТ 4D-PC, может быть более воспроизводимой и может быть полезной для разработки более систематических, основанных на доказательствах руководств по хирургическому вмешательству. Поскольку ТТЭ, вероятно, останется гораздо более доступным, чем МРТ, будущие исследования должны быть направлены на корреляцию эхокардиографических данных входной регургитации с методом количественного определения объема регургитации, представленным здесь.

До недавнего времени 4D-PC представлял в первую очередь исследовательский интерес, и разновидности этой последовательности импульсов развивались в многочисленных вариациях за последние двадцать лет. В то время как 4D-PC в настоящее время обычно используется в нашем учреждении у пациентов, которые проходят МРА как часть их клинической МРТ врожденного порока сердца, есть несколько проблем, которые необходимо решить, чтобы внедрить эту последовательность в рутинную практику. Один открытый вопрос заключается в том, как в перспективе выбрать оптимальную скорость кодирования скорости для 4D-PC. В этом исследовании 4D-PC предшествовали обычные плоскости изображения 2D-PC, которые помогли определить минимальную скорость кодирования, необходимую для предотвращения наложения скоростей. Однако в недавнем исследовании было показано, что венозный кровоток может быть надежно определен количественно при скорости артериального кодирования, когда 4D-PC был получен с внутривенным введением гадофосвесета на плате 32 . Это говорит о том, что выбор высокой скорости кодирования (например, 250 см/с) может быть эффективным для большинства исследований, хотя подходы с переменной скоростью кодирования могут иметь дополнительные преимущества.По мере того, как 4D-PC все чаще внедряется в клиническую практику, могут потребоваться дальнейшие исследования, чтобы определить, какие скорости кодирования скорости оптимальны для каждого клинического показания. Например, в нашей клинической практике мы ожидаем более высокие скорости кодирования скорости для оценки легочного стеноза и недостаточности, в то время как более низкие скорости кодирования скорости более оптимальны для оценки кровообращения Фонтена.

Мы регулярно использовали контрастный агент пула крови, гадофосвесет, перед сбором данных 4D-PC, чтобы улучшить отношение сигнал/шум и облегчить получение изображений с высокой скоростью.Возможно, что использование этого агента могло также улучшить отношение скорости к шуму, так что точный выбор скорости кодирования скорости не был необходим. Одним из ограничений текущего исследования является то, что мы не исследовали полностью необходимость введения контраста для точности количественного определения потока. В более раннем исследовании мы показали, что точность измерения аортального и легочного кровотока при 4D-ПК превосходила 2D-ПК после традиционной МРА с контрастом гадолиния при более скромном пространственном разрешении и при более низких коэффициентах ускорения 15 .Вполне возможно, что аналогичные результаты могут быть получены без внутривенного контрастирования, но в будущем может потребоваться проведение исследований для определения диапазона коэффициентов ускорения, которые можно использовать в условиях отсутствия контраста, сохраняя при этом адекватное качество изображения для диагностической интерпретации.

В заключение можно сказать, что одновременное измерение функции желудочков и кровотока на всех четырех клапанах с использованием одного ускоренного 4D-ПК может удовлетворить значительную потребность, одновременно решая текущую клиническую дилемму.В большинстве клинических практик МРТ, особенно с очагом врожденного порока сердца, сложно провести рутинное количественное исследование сердца в течение часа. По нашему опыту, такие исследования требуют тщательного наблюдения на месте со стороны опытного специалиста по визуализации сердца для получения адекватных данных визуализации. При таких обследованиях измерения расхода во впускном клапане часто не согласуются с другими расчетами, отчасти из-за технической сложности выполнения этих измерений с доступными планарными измерениями.Если сбор данных 4D-PC может быть выполнен без такого надзора, а программное обеспечение разработано надлежащим образом для оптимизации использования времени врача при интерпретации данных, может стать возможным выполнение рутинного количественного анализа сердечной функции с помощью МРТ всякий раз, когда эхокардиография кажется недостаточной. быть недостаточным. Такое обследование могло бы удовлетворить значительную клиническую потребность, максимизируя эффективность МРТ и время врача.

Таблица 4

Сравнение чистого потока и фракции регургитации, измеренных с помощью 4D-ПК и обычной двухмерной фазово-контрастной МРТ.

А.В. нетто AV RF PV нетто PV RF
корреляции Пирсона 0,935 0,972 0,934 0,933
BA средняя разность (L / мин) 0,048 0,019
BA 95% пределы договора (л / мин) 0,839 2,670
Б. А. средняя разница 17% 2% 14% 1%
BA 95% пределы соглашения 29% 13% 38% 14%

Дополнительный материал

Доп. рис. S1a

Дополнительный рисунок 1. Передняя (слева) и задняя (справа) проекции с обтекаемой визуализацией легочного кровотока в середине систолы у 6-летнего мальчика с частичным аномальным легочным венозным возвратом показывают аномальный легочный венозный возврат из нескольких правых легочных вен, отмеченных белыми стрелками. Кровоток, проходящий через дефект межпредсердной перегородки в правое сердце, отмечен красной пунктирной стрелкой.

Supp Movie S1

Дополнительное видео 1. Трекинг трехстворчатого клапана у 6-летнего мальчика с частичным аномальным легочным венозным возвратом (тот же пациент, что и на рис. 2, и дополнительный рисунок 1).

Благодарности

Особая благодарность д-ру Фрэнсис Чен и д-ру Беверли Ньюман за наставничество и поддержку этой работы.

Источники финансирования:

Авторы благодарят Факультетский научный фонд Ташии и Джона Моргридж за щедрую поддержку этой работы. Мы также хотели бы отметить грантовую поддержку Фонда Лукаса, NIH R01 EB009690 (SSV, MTA, ML), NIH P41 EB015891 (MTA), исследовательскую поддержку General Electric (SSV, MTA), UC Discovery Grant #1

(ML) , грант Американской кардиологической ассоциации № 12BGIA9660006 (ML) и графические рабочие станции от NVIDIA (AH, SSV).

Сноски

Раскрытие информации:

AH и SSV являются консультантами Morpheus Medical.

ССЫЛКИ

1. Гева Т. Восстановленная тетрада Фалло: роль сердечно-сосудистого магнитного резонанса в оценке патофизиологии и для поддержки принятия решения о замене клапана легочной артерии. Дж. Кардиовасц. Магн. Резон. 2011;13:9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]2. Бонов Р.О., Карабелло Ба, Чаттерджи К., де Леон А.С., Факсон Д.П., Фрид М.Д., Гааш В.Х., Литл Б.В., Нишимура Ра, О’Гара П.Т., О’Рурк Ра, Отто К.М., Шах П.М., Шейнвайз Д.С., Смит С.К., Джейкобс А.К., Адамс К.Д., Андерсон Д.Л., Антман Э.М., Фустер В., Гальперин Д.Л., Хирацка Л.Ф., Хант Са, Литл Б.В., Нишимура Р., Пейдж Р.Л., Ригель Б.Рекомендации ACC/AHA 2006 года по ведению пациентов с пороками клапанов сердца: отчет Целевой группы Американского колледжа кардиологов/Американской кардиологической ассоциации по практическим рекомендациям (составлен комитет по пересмотру рекомендаций 1998 года по управлению. J. Am. Coll. Cardiol. 2006; 48: e1–e148. [PubMed] [Google Scholar] 3. Thavendiranathan P, Phelan D, Thomas JD, Flamm SD, Marwick TH. Количественная оценка митральной регургитации: проверка новых методов. J. Am. Coll. Кардиол., 2012;60:1470–1483.[PubMed] [Google Scholar]4. Хиггинс С.Б., Сакума Х. Заболевания сердца: функциональная оценка с помощью МРТ. Радиология. 1996; 199: 307–315. [PubMed] [Google Scholar]5. Соляр Д.Х., Сакума Х., Хиггинс С.Б. Сердечно-сосудистые применения магнитно-резонансных измерений потока и скорости. J Magn Reson Imaging. 1996; 6: 78–89. [PubMed] [Google Scholar]6. Пелц Н.Дж., Херфкенс Р.Дж., Симакава А., Энцманн Д.Р. Фазово-контрастная киномагнитно-резонансная томография. Magn Reson Q. 1991; 7: 229–254. [PubMed] [Google Scholar]7. Cawley PJ, Hamilton-Craig C, Owens DS, Krieger EV, Strugnell WE, Mitsumori L, D’Jang CL, Schwaegler RG, Nguyen KQ, Nguyen B, Maki JH, Otto CM.Проспективное сравнение количественной оценки клапанной регургитации с помощью магнитно-резонансной томографии сердца и трансторакальной эхокардиографии. Цирк. Кардиовас. Визуализация. 2013; 6: 48–57. [PubMed] [Google Scholar]8. Ван дер Хюльст А.Е., Вестенберг Дж.Дж., Крофт Л.Дж., Бакс Дж.Дж., Блом Н.А., де Роос А., Роест А.А. Тетрада Фалло: 3D МРТ с кодированием скорости для оценки кровотока в клапане правого желудочка и диастолической функции у пациентов после коррекции. Радиология. 2010; 256:724–734. [PubMed] [Google Scholar]9. Вестенберг Дж.Дж.М., Роуз С.Д., Аймоне Марсан Н., Биннендийк Н.М.Дж., Дорнбос Дж., Бакс Дж.Дж., Райбер Дж.Х.К., де Роос А., ван дер Гист Р.Дж.Кровоток через митральный и трикуспидальный клапаны: точная количественная оценка с помощью трехмерной МРТ-изображения с кодированием скорости и ретроспективным отслеживанием клапана. Радиология. 2008; 249: 792–800. [PubMed] [Google Scholar] 10. Гева Т. Показания и сроки замены клапана легочной артерии после восстановления тетрады Фалло. Семин. Торак. Кардиовас. Surg. Педиатр. Карта. Surg. Анну. 2006; л: 11–22. [PubMed] [Google Scholar] 11. Блей Т.А., Джонсон К.М., Франсуа С.Дж., Ридер С.Б., Шиблер М.Л., Б. Р.Л., Консигни Д., Грист Т.М., Вибен О. Неинвазивная оценка трансстенотических градиентов давления при стенозах почечных артерий свиней с использованием фазово-контрастной МР-ангиографии со значительной недостаточной выборкой.Радиология. 2011; 261: 266–273. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]12. Богрен Х.Г., Буонокор М.Х. 4D магнитно-резонансное картирование скоростей кровотока в аорте у молодых людей по сравнению с нормальными пожилыми людьми. J Magn Reson Imaging. 1999; 10:861–869. [PubMed] [Google Scholar] 13. Маркл М., Драни М.Т., Хоуп MDMD, Левин JMMD, Чан FPMDPHD, Элли MTPHD, Pelc NJSCD, Herfkens RJMD. Трехмерное картирование скоростей с временным разрешением в грудной аорте: визуализация 3-направленных моделей кровотока у здоровых добровольцев и пациентов.Дж. Вычисл. Ассистент Томогр. Июль Август. 2004; 28: 459–468. [PubMed] [Google Scholar] 14. Хоуп М.Д., Хоуп Т.А., Медоуз А.К., Ордовас К.Г., Урбания Т.Х., Элли М.Т., Хиггинс С.Б. Двустворчатый аортальный клапан: четырехмерная МРТ-оценка восходящего аортального систолического потока. Радиология. 255:53–61. [PubMed] [Google Scholar] 15. Сяо А., Аллея М.Т., Массабанд П., Херфкенс Р.Дж., Чан Ф.П., Васанавала С.С. Улучшенная количественная оценка сердечно-сосудистого кровотока с помощью объемной фазово-контрастной МРТ с временным разрешением. Педиатр. Радиол. 2011;41:711–720.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]16. Сяо А., Лустиг М., Элли М.Т., Мерфи М., Чан Ф.П., Херфкенс Р.Дж., Васанавала С.С. Быстрая педиатрическая кардиологическая оценка кровотока и объема желудочков с помощью сжатого зондирования с параллельной визуализацией, объемной кинофазовой контрастной МРТ. АЖР. Являюсь. Дж. Рентгенол. 2012;198:W250–W259. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]17. Роуз С.Д., Хаммер С., ван дер Гест Р.Дж., Марсан Н.А., Бакс Дж.Дж., Лэмб Х.Дж., Райбер Дж.Х., де Роос А., Вестенберг Дж.Дж. Оценка потока через четыре сердечных клапана одновременно с использованием 3-мерной 3-направленной магнитно-резонансной томографии с кодированием скорости и ретроспективным отслеживанием клапана у здоровых добровольцев и пациентов с клапанной регургитацией.Инвестируйте Радиол. 2009 [PubMed] [Google Scholar] 18. Брикс Л., Ринггаард С., Расмуссон А., Соренсен Т.С., Ким В.Ю. Трехмерное трехкомпонентное магнитно-резонансное картирование сердечно-сосудистой системы всего сердца: сравнение измерений кровотока по данным 3D и 2D. J Cardiovasc Magn Reson. 2009;11:3. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]19. Сяо А., Лустиг М., Элли М.Т., Мерфи М.Дж., Васанавала С.С. Оценка клапанной недостаточности и шунтов с помощью параллельной визуализации. 4D фазово-контрастная МРТ со сжатием и стереоскопической 3D-объемной визуализацией.Радиология. 2012; 265:87–95. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]20. Васанавала С.С., Мерфи М.Дж., Элли М.Т., Лай П., Койцер К., Поли Дж.М., Люстиг М. Практическая параллельная визуализация МРТ со сжатым зондированием: Резюме двухлетнего опыта ускоренной МРТ тела у педиатрических пациентов. проц. Международный IEEE. Симп. биол. Изображение 2011. 2011: 1039–1043. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]21. Васанавала С.С., Элли М.Т., Харгривз Б.А., Барт Р.А., Поли Дж.М., Люстиг М. Улучшенная детская МРТ-визуализация со сжатым зондированием.Радиология. 2010; 256:607–616. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]22. Лустиг М., Поли Дж.М. SPIRiT: Итеративная самосогласованная параллельная реконструкция изображения из произвольного k-пространства. Магн. Резон. Мед. 2010;64:457–471. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]23. Мерфи М., Элли М.Т., Деммель Дж., Койцер К., Васанавала С.С., Люстиг М. Быстрая МРТ с параллельным сканированием со сжатием L1-SPIRiT: масштабируемая параллельная реализация и клинически осуществимая среда выполнения. IEEE Tras Med Imag [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]24.Бернштейн М.А., Чжоу XJ, Ползин Дж.А., Кинг К.Ф., Ганин А., Пелк Н.Дж., Гловер Г.Х. Сопутствующие градиентные условия в фазово-контрастной МРТ: анализ и коррекция. Магн Резон Мед. 1998; 39: 300–308. [PubMed] [Google Scholar] 25. Маркл М., Баммер Р., Элли М.Т., Элкинс С.Дж., Драни М.Т., Барнетт А., Мозли М.Е., Гловер Г.Х., Пелк Н.Дж. Обобщенная реконструкция фазово-контрастной МРТ: анализ и коррекция влияния искажений градиентного поля. Магн Резон Мед. 2003; 50: 791–801. [PubMed] [Google Scholar] 26. Уокер П.Г., Крэнни Г.Б., Шайдеггер М.Б., Васелески Г., Похост Г.М., Йоганатан А.П.Полуавтоматический метод подавления шума и коррекции фазовой ошибки фона в данных фазовой скорости МРТ. Дж. Магн. Резон. Визуализация. 1993; 3: 521–530. [PubMed] [Google Scholar] 27. Стеден Дж. А., Аткинсон Д., Хансен М. С., Тейлор А. М., Мутурангу В. Быстрая оценка течения врожденного порока сердца с помощью спиральной фазово-контрастной МРТ с высоким пространственно-временным разрешением. Радиология. 2011; 260:79–87. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]28. Килнер П.Дж., Гейтхаус П.Д., Фирмин Д.Н. Измерение расхода с помощью магнитного резонанса: уникальный актив, который стоит оптимизировать.J Cardiovasc Magn Reson. 2007; 9: 723–728. [PubMed] [Google Scholar] 29. Gatehouse PD, Rolf MP, Graves MJ, Hofman MB, Totman J, Werner B, Quest RA, Liu Y, von Spiczak J, Diringer M, Firmin DN, van Rossum A, Lombardi M, Schwitter J, Schulz-Menger J, Kilner Пи Джей. Измерение кровотока с помощью сердечно-сосудистого магнитного резонанса: многоцентровое исследование ошибок смещения фоновой фазы, которое может поставить под угрозу точность полученных измерений потока регургитации или шунта. J Cardiovasc Magn Reson. 2010;12:5.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]30. Бинер С., Рафик А., Рафии Ф., Толструп К., Нурани О., Шиота Т., Гурудеван С., Сигел Р.Дж. Воспроизводимость проксимальной площади изоскоростной поверхности, контракта вены и площади струи регургитации для оценки тяжести митральной регургитации. JACC. Кардиовас. Визуализация. 2010;3:235–243. [PubMed] [Google Scholar] 31. Грейберн П.А., Бхелла П. Оценка тяжести митральной регургитации с помощью эхокардиографии: наука или искусство? JACC. Кардиовас. Визуализация. 2010;3:244–246. [PubMed] [Google Scholar] 32.Тарик У, Сяо А, Элли М, Чжан Т, Лустиг М, Васанавала С.С. Количественная оценка венозного и артериального кровотока одинаково точна и точна благодаря параллельной визуализации со сжатым сканированием и фазово-контрастной МРТ 4D. Дж. Магн. Резон. Визуализация. 2012; 37:1419–1426. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Обратный клапан — как они работают

Рисунок 1: Обратный клапан

Обратный клапан — это устройство, которое пропускает поток жидкости только в одном направлении. У них есть два порта, один как вход для носителя и один как выход для носителя.Поскольку они пропускают среду только в одном направлении, их обычно называют «обратными клапанами» или «обратными клапанами». Основная цель обратного клапана — предотвратить обратный поток в системе. На рис. 1 показан пример обратного клапана.

Работа обратного клапана зависит от перепада давления. Они требуют более высокого давления на стороне входа клапана, чем на стороне выхода, чтобы открыть клапан. Когда давление на стороне выхода выше (или давление на стороне входа недостаточно высокое), клапан закрывается.В зависимости от типа клапана механизм закрытия отличается. В отличие от других клапанов, для их правильной работы не требуется рукоятка, рычаг, привод или человек.

Они обычно устанавливаются в приложениях, которые могут вызвать проблемы с обратным потоком. Однако, поскольку они являются обратными клапанами, они являются дешевым, эффективным и простым решением для решения потенциальной проблемы. Обратный поток может вызвать проблему, если обратный поток загрязнен и, следовательно, загрязняет среду выше по потоку. Например, канализационная линия будет иметь обратный клапан, чтобы отходы могли выходить, но не попадать обратно в систему.Они также используются, если обратный поток вызовет повреждение оборудования выше по потоку, которое может позволить среде течь только в одном направлении. Например, через фильтр обратного осмоса вода может проходить только в одном направлении, поэтому для предотвращения этого после него устанавливается односторонний клапан. Существуют различные размеры, конструкции и материалы, чтобы обеспечить наличие обратного клапана для любого применения.

 

Содержание

Как работает обратный клапан?

Давление открытия

Обратному клапану требуется минимальное давление на входе (перепад давления между входом и выходом), чтобы открыть клапан и пропустить через него поток.Это минимальное давление на входе, при котором происходит открытие клапана, называется «давлением срабатывания» обратного клапана. Удельное давление срабатывания изменяется в зависимости от конструкции и размера клапана, поэтому убедитесь, что ваша система может генерировать это давление срабатывания и что оно подходит для применения.

Закрытие

Если давление на входе когда-либо упадет ниже давления открытия или возникнет противодавление (поток пытается перейти от выхода к входу), клапан закроется.В зависимости от конструкции обратного клапана механизм закрытия может меняться. Короче говоря, противодавление прижимает заслонку, шар, диафрагму или диск к отверстию и герметизирует его. В зависимости от конструкции процессу закрытия может способствовать пружина или сила тяжести.

Ориентация при установке

Так как обратный клапан работает только в одном направлении, очень важно знать правильную ориентацию при установке. Часто на корпусе клапана имеется стрелка, указывающая направление потока. В противном случае вам нужно будет осмотреть клапан, чтобы убедиться, что он установлен в предполагаемом направлении потока.Если он направлен назад, поток не сможет проходить через систему, и повышение давления может привести к повреждению.

Тип обратного клапана

 

В зависимости от конструкции обратного клапана они будут работать немного по-разному. Наиболее распространенным обратным клапаном является подпружиненный встроенный обратный клапан, однако ниже мы обсудим несколько типов.

Подпружиненный рядный

Встроенные подпружиненные обратные клапаны распространены, просты в понимании и имеют простую конструкцию.На рис. 1 показан пример подпружиненного обратного клапана, а на рис. 2 показаны основные компоненты со стрелками, указывающими направление потока. Когда поток входит во входной порт клапана, он должен иметь достаточное давление (силу), чтобы преодолеть давление открытия и усилие пружины. После преодоления он толкает диск, открывая отверстие и позволяя потоку проходить через клапан. Когда входное давление становится недостаточно высоким или возникает противодавление, противодавление и пружина прижимают диск к отверстию и запирают клапан.Пружина, наряду с коротким ходом диска, обеспечивает быстрое время реакции на закрытие. Такая конструкция клапана также предотвращает скачки давления в магистрали, а значит, и возникновение гидравлического удара. Обычные типы подпружиненных встроенных обратных клапанов также называются «обратными клапанами сопла» или «бесшумными обратными клапанами». Они могут быть установлены в вертикальном или горизонтальном положении. Однако, поскольку они встроены в систему, их необходимо полностью удалить из линии для проверки и/или выполнения технического обслуживания.

Рисунок 2: Подпружиненные рабочие компоненты прямоточного обратного клапана: корпус клапана (A), диск (B), пружина (C) и направляющая (D).

Подпружиненный Y

Подпружиненные Y-образные обратные клапаны работают очень похоже на встроенные подпружиненные обратные клапаны. Отличие в том, что пружина и подвижный диск расположены под углом. Это создает форму «y», отсюда и название клапана. Он работает точно так же, как линейный клапан, но, поскольку подвижные компоненты расположены под углом, его можно осматривать и обслуживать, пока он все еще подключен к системе.Однако они крупнее и занимают больше места в системе.

Y-обратный клапан

Мяч

В шаровом обратном клапане используется свободно плавающий или подпружиненный шар, который опирается на седло уплотнения для закрытия отверстия. Уплотнительное седло обычно имеет конусообразную форму, чтобы направить шар в седло и создать надежное уплотнение, тем самым останавливая обратный поток. Когда давление жидкости на входе превышает давление срабатывания, шар смещается со своего места и позволяет течь.Когда входное давление не превышает давления открытия или есть противодавление, шар закроется под действием противодавления или пружины, эффективно закрывая отверстие.

Рис. 4. Подпружиненный шаровой обратный клапан в открытом положении, пропускающем поток (A), и в закрытом положении, препятствующем обратному потоку (B)

Мембрана

Мембранные обратные клапаны

состоят из резиновой диафрагмы, которая открывается при увеличении входного давления. Обычно эти типы клапанов имеют свободно плавающую самоцентрирующуюся диафрагму, что делает их нормально открытыми (НО).Это означает, что нет «давления срабатывания», однако они могут быть нормально закрытыми (NC), и тогда требуется входное давление для преодоления эластичности диафрагмы. На рис. 5 слева показан нормально открытый обратный клапан с диафрагмой, так как давление на входе «минимальное», а среда все еще проходит. По мере увеличения давления на входе диафрагма изгибается и открывается, позволяя потоку проходить, как показано на рис. 5 в середине. Если возникает обратное давление (или это нормально закрытый обратный клапан с диафрагмой), диафрагма будет прижата к отверстию и герметизирует его, чтобы предотвратить обратный поток, как показано на рисунке 5 справа.Благодаря нормально открытому типу мембранные обратные клапаны идеально подходят для применения в условиях низкого давления или вакуума.

Рис. 5: Мембранный обратный клапан нормально открыт (слева), открыт под давлением на входе (посередине) и закрыт под давлением обратного потока (справа).

Подъемник

Подъемный обратный клапан состоит из направляющего диска, который приподнимается (поднимается) над седлом клапана для обеспечения потока среды. Для преодоления силы тяжести и/или пружины требуется давление открытия, а направляющая удерживает диск на вертикальной линии, чтобы диск можно было установить на место с правильным выравниванием и уплотнением.Чаще всего подъемные обратные клапаны требуют, чтобы среда поворачивалась на 90 градусов, как показано на рис. 6, но есть подъемные обратные клапаны, которые расположены в линию или под углом. Когда входное давление падает ниже давления открытия или возникает противодавление, клапан закрывается под действием силы тяжести, пружины и/или с помощью противодавления. Если нет пружины, помогающей закрывать, важно установить монтажную ориентацию относительно силы тяжести, чтобы гарантировать, что диск закроется под действием силы тяжести.

Рис. 6: Поднимите обратный клапан слева в открытом положении, справа в закрытом положении.

Качели

Поворотные обратные клапаны

также обычно называют обратными клапанами с наклонным диском. Они состоят из диска на шарнире (или цапфе), который открывается под действием входного давления. При уменьшении входного давления или наличии обратного потока диск закрывается. Если нет пружины, помогающей закрывать, важно установить монтажную ориентацию относительно силы тяжести, чтобы гарантировать, что диск закроется под действием силы тяжести. На рис. 7 показан пример поворотного обратного клапана.

Рис. 7: Поворотный обратный клапан.Крышка с болтовым креплением (A), петля или цапфа (B), корпус клапана (C), диск (D), уплотнение (E)

Стоп

Запорный обратный клапан обычно представляет собой подпружиненный Y-образный обратный клапан или подъемный обратный клапан, но он имеет функцию ручного управления. Это позволяет им функционировать как обычный обратный клапан и предотвращать обратный поток, однако существует внешний механизм, который можно использовать для его блокировки и поддержания клапана в открытом или закрытом состоянии. Таким образом, этот клапан может функционировать как два клапана в одном. Они широко используются в электростанциях, циркуляционных котлах, парогенераторах, охлаждении турбин, системах безопасности.

Figuur 8: Terugslagklep: Figuur 1 toint de klep gesloten door de veer, in figuur 2 overwint de druk de veerkracht waardoor de klep opengaat, in figuur 3 wordt de klep geopend door of act, zodat de klep open blijft. De onderdelen van een afsluiter omvatten: Aandrijving (A), bedieningsas en schroefdraad (B), veer (C), en schijf (D).

Бабочка или пластина

Дроссельные обратные клапаны и межфланцевые обратные клапаны могут использоваться взаимозаменяемо. Они состоят из диска в виде бабочки или вафли, который находится на шарнире и пружине.Когда давление на входе превышает давление открытия, обе стороны открываются, как показано на рисунке 9. Когда давление на входе уменьшается или возникает обратный поток, пружина шарнира (или противодавление) закрывает диск, эффективно герметизируя его. Этот тип клапана обеспечивает прямолинейный поток среды с минимальными препятствиями.

Рисунок 9: Дроссельный или межфланцевый обратный клапан

Клапан «утконос»

Рисунок 10: Обратный клапан типа «утконос»

Клапаны типа «утконос»

позволяют потоку проходить через мягкую трубку, конец которой имеет естественную уплощенную форму, как показано на рис. 10.Эта сплющенная форма напоминает утиный клюв, отсюда и название типа обратного клапана. Поток открывает уплощенный конец утконоса, позволяя жидкости проходить, как показано на рис. 11 слева. Когда давление с входной стороны снимается, конец утконоса возвращается в свое уплощенное состояние, тем самым перекрывая поток, как показано на рисунке 11 справа.

Рисунок 11: Обратный клапан типа «утконос» со стрелками направления потока

Донный клапан

Рисунок 12: Донный клапан

Донный клапан представляет собой простой обратный клапан в сочетании с сетчатым фильтром на входной стороне, который устанавливается в конце секции трубопровода/шланга, поскольку их вход не имеет точки соединения.Обычные типы обратных клапанов, входящие в состав донных клапанов, представляют собой встроенные пружинные или встроенные шаровые обратные клапаны, поэтому они пропускают поток только в одном направлении и закрываются с помощью пружины. У них есть сетчатый фильтр на входной стороне, чтобы предотвратить попадание мусора в обратный клапан, который может засорить или повредить что-то ниже по потоку. Обычно они устанавливаются на конце всасывающей линии насоса водяной скважины, топливного бака или любого другого устройства, где всасывающая линия расположена ниже насоса.Следовательно, их можно использовать для поддержания насоса в рабочем состоянии, предотвращения обратного откачивания жидкости и предотвращения попадания мусора в линию. На рис. 12 показан пример обратного клапана.

 

Материалы

Латунь

Латунные обратные клапаны

обладают превосходными свойствами для приложений, использующих воздух, воду, масло или топливо. Однако он не устойчив к морской, очищенной или хлорированной воде. Они менее устойчивы к нагреву и коррозии по сравнению с нержавеющей сталью и обычно используются для небольших приложений с низким давлением.

Нержавеющая сталь

Обратные клапаны из нержавеющей стали

обладают превосходной коррозионной стойкостью, термостойкостью, устойчивостью к низким температурам и отличными механическими свойствами. Для приложений, не требующих высокой прочности или сопротивления, нержавеющая сталь обычно не является экономически эффективным решением по сравнению с обратными клапанами из ПВХ или латуни.

ПВХ (поливинилхлорид)

Обратные клапаны из ПВХ

часто используются в системах орошения и управления водными ресурсами. Они устойчивы к коррозии в большинстве агрессивных сред, таких как морская вода, кислоты, щелочи, растворы хлоридов и органические растворители.Однако они не устойчивы к ароматическим и хлорированным углеводородам и обычно имеют максимальную температуру около 60°C.

Полипропилен (ПП)

Клапаны обратные полипропиленовые

применяются для воды, агрессивных сред и жидких пищевых продуктов. Они устойчивы к большинству агрессивных сред, таких как неорганические кислоты, основания и водные растворы, которые быстро разъедают металлы. Однако они не устойчивы к концентрированным кислотам и окислителям и обычно имеют максимальную температуру около 80°C.

Критерии выбора

Обратные клапаны

имеют следующие критерии, которые следует учитывать при выборе одного из них для вашего применения:

  1. Совместимость материала со средой
  2. Размер линии для точек подключения
  3. Требования к максимальному давлению и давлению открытия
  4. Ориентация при установке горизонтальная или вертикальная
  5. Размеры конверта
  6. Потребность в доступности для проверок и ремонта
  7. Температура (внешняя и среда)

Приложения

Из-за того, как работают обратные клапаны, они обычно используются по одной из четырех различных причин в различных приложениях:

  • Для защиты нижестоящего оборудования от повреждений обратным потоком
  • Для предотвращения загрязнения из-за обратного потока
  • Для предотвращения сифонирования
  • Для сохранения вакуумного уплотнения

Благодаря своему назначению они используются почти во всех отраслях промышленности.Они используются на обычных бытовых приборах, таких как посудомоечные машины, стиральные машины и линии сточных вод. В промышленных целях они используются в котлах, печах, газовых системах, насосных установках или вакуумных системах. Они также часто используются на линиях подачи воды и CO2 в качестве обратных клапанов для аквариумов. Два из наиболее распространенных применений обратных клапанов предназначены для воды и воздуха, поэтому они обсуждаются более подробно ниже.

Обратные клапаны для воды

Обратные клапаны

используются во многих системах водоснабжения, таких как питьевая вода и сточные воды, и называются просто односторонними водяными клапанами.При использовании с питьевой водой они гарантируют, что никакая среда из окружающей среды (выходная сторона клапана) не может попасть в систему с безопасной чистой питьевой водой и загрязнить ее. При работе со сточными водами они гарантируют, что сточные воды не смогут повторно попасть в систему и вызвать перелив или дополнительное загрязнение. Для перекачки воды часто используется обратный клапан, чтобы предотвратить попадание мусора в линию и поддерживать внутреннее давление для заливки. Клапаны типа «утконос» также можно использовать для сброса воды в водопровод.Обратные клапаны дренажного насоса гарантируют, что сбрасываемая вода не вернется в дренажный насос под действием силы тяжести, когда насос выключен.

Пневматический обратный клапан

Пневматический обратный клапан или воздушный обратный клапан пропускает воздух внутрь и предотвращает его выход. Их часто просто называют односторонними воздушными клапанами. Наиболее распространенным применением является воздушный компрессор. Они позволяют компрессору поддерживать давление в одних частях и разгерметизировать другие части. Они могут располагаться на поршневом компрессоре (впускной и выпускной), воздушном ресивере, нагнетательном патрубке и т. д.

Часто задаваемые вопросы

Что такое символ обратного клапана?

Символ обратного клапана можно увидеть на рис. 13. Он указывает на то, что он допускает поток, а вертикальная линия показывает, что он не допускает обратного потока.

Рисунок 13: Символ обратного клапана

Для чего нужен обратный клапан?

Основная цель обратного клапана в системе — предотвратить обратный поток, который может повредить оборудование или загрязнить среду вверх по течению.

Каковы распространенные проблемы с обратным клапаном?

Общие проблемы с обратным клапаном: шум, гидравлический удар, вибрация, обратный поток, залипание, утечка и износ/повреждение компонентов.Во избежание проблем крайне важно, чтобы обратный клапан был правильно выбран для применения и среды. Двумя наиболее распространенными проблемами из-за неправильной спецификации являются обратный поток и гидравлический удар. В обоих случаях следует использовать быстрозакрывающийся обратный клапан. Обратный поток может возникнуть, если обратный клапан не закрывается достаточно быстро, и может возникнуть гидравлический удар, если возникают скачки давления, вызывающие ударные волны в среде.

Остановит ли обратный клапан гидравлический удар?

Обратный клапан может предотвратить гидравлический удар, если он быстро срабатывает.Это предотвращает скачки давления, которые создают ударные волны во всей среде. Эти ударные волны могут повредить оборудование, опоры труб и даже разорвать трубопроводы из-за вибрации.

В какой ориентации должен быть установлен обратный клапан?

Обратные клапаны

необходимо устанавливать в соответствии с их входом и выходом, что часто показано стрелкой на корпусе клапана. Поскольку они пропускают поток только в одном направлении, если они установлены задом наперёд, они не будут работать должным образом. С точки зрения горизонтальности или вертикальности, это зависит от типа конструкции вашего клапана.Если у него есть пружина, подойдет любая ориентация. Если нет пружины, сила тяжести может повлиять на работу обратного клапана, поэтому, зная внутренние компоненты, вы сможете правильно установить его в горизонтальном или вертикальном положении.

Почему мой обратный клапан не работает?

Когда обратный клапан не работает, он обеспечивает обратный поток. Это может быть вызвано тремя возможными причинами: залипание, утечка или медленное закрывание. Если на линии нет фильтра, грязь или мусор могут попасть между диском и корпусом, удерживая его открытым.Из-за износа или коррозионной среды на материале диск или седло могут быть повреждены или разорваны, препятствуя надлежащему уплотнению и допуская обратный поток. Если клапан закрывается слишком медленно, может возникнуть минимальный обратный поток до того, как будет обеспечено надлежащее уплотнение. Убедитесь, что гравитация помогает конструкции, и/или ваша пружина достаточно быстрая, чтобы быстро закрыть клапан.


Ежемесячный информационный бюллетень Tameson

  • Для кого: Вы! Существующие клиенты, новые клиенты и все, кто ищет информацию о контроле жидкости.
  • Ежемесячный информационный бюллетень Tameson: Раз в месяц он содержит прямую информацию, полную актуальной информации об отрасли управления жидкостями.
  • Что в нем: Объявления о новых продуктах, технические статьи, видеоролики, специальные цены, отраслевая информация и многое другое, на что вам нужно подписаться, чтобы увидеть!
Подписаться на рассылку

Система изменения фаз газораспределения (VVT)

Переменный клапан ГРМ (ВВТ)

Базовый Теория

После многоклапанная технология стала стандартом в конструкции двигателя, регулировка фаз газораспределения становится следующим шагом к увеличению мощности двигателя, независимо от мощности или крутящего момента.

Как вы знаете, клапаны активируют дыхание двигателя. время дыхания, т. то есть время впуска и выпуска воздуха контролируется формой и фазой угол кулачков. Для оптимизации дыхания двигатель требует разных фаз газораспределения на разных скоростях. Когда обороты увеличиваются, продолжительность такта впуска и выпуска уменьшается настолько, что приток свежего воздуха становится невозможным. достаточно быстро входит в камеру сгорания, при этом выхлоп становится не быстрым достаточно, чтобы покинуть камеру сгорания.Поэтому лучшее решение — открыть впускные клапаны закрываются раньше, а выпускные клапаны закрываются позже. Другими словами, Перекрытие между периодом всасывания и периодом выпуска должно быть увеличивается с увеличением оборотов.
 

 

 
Без переменной Технология Valve Timing инженеры привыкли выбирать лучший компромисс времени. Например, фургон может иметь меньшее количество перекрытий из-за преимуществ низкой скорости. выход.Гоночный двигатель может использовать значительное перекрытие для высокой скорости. власть. Обычный седан может принять оптимизацию фаз газораспределения для средних оборотов, так что как управляемость на низких скоростях, так и выходная мощность на высоких скоростях будут не слишком жертвовать. Независимо от того, какой из них, результат просто оптимизирован для определенной скорости.

С Регулируемые фазы газораспределения, мощность и крутящий момент могут быть оптимизированы в широком диапазоне оборотов. Наиболее заметные результаты:
 

    • Двигатель может увеличивать обороты выше, что увеличивает пиковую мощность.Например, 2-литровый Neo VVL от Nissan. выходная мощность двигателя на 25% больше пиковой мощности, чем у его версии без VVT.
    • Низкооборотный крутящий момент увеличивается, что улучшает управляемость. Например, двигатель Fiat Barchetta 1,8 VVT обеспечивает 90% пикового крутящего момента. от 2000 до 6000 об/мин.

 
Более того, все эти преимущества приходят без каких-либо недостатков.

Переменная Лифт

В некоторых конструкции подъем клапана также может варьироваться в зависимости от частоты вращения двигателя.На высоте скорость, более высокая подъемная сила ускоряет впуск и выпуск воздуха, тем самым еще больше оптимизируя дыхание. Конечно, на меньшей скорости такой подъем приведет к обратным эффектам, таким как ухудшение процесса смешивания топлива и воздуха, что снижает мощность или даже приводит к пропуску зажигания. Поэтому лифт должен изменяться в зависимости от частоты вращения двигателя.

1) VVT с заменой кулачка

Honda впервые представила подержанный VVT для дорожных автомобилей в конце 80-х. запустив свою знаменитую систему VTEC (электронное управление синхронизацией клапанов).Первый появился в Civic, CRX и NS-X, затем стал стандартным для большинства моделей.

Вы можете рассматривайте это как 2 набора кулачков, имеющих разные формы, чтобы обеспечить разную синхронизацию и поднимать. Один комплект работает при нормальной скорости, скажем, ниже 4500 об/мин. Другая замены на более высокой скорости. Очевидно, что такая компоновка не позволяет изменение фаз газораспределения, поэтому двигатель работает скромно ниже 4500 об/мин, но выше этого он внезапно превратится в дикое животное.

Это система действительно улучшает пиковую мощность — она ​​может поднять красную линию почти до 8000 об / мин. (даже 9000 об/мин в S2000), как двигатель с гоночными распредвалами, и увеличить максимальную мощность на целых 30 л.с. для 1.6-литровый двигатель !! Однако, чтобы использовать такой прирост мощности, вам нужно поддерживать кипение двигателя выше порог оборотов, поэтому требуется частое переключение передач. Как низкоскоростной крутящий момент прироста слишком мало (помните, кулачки нормального двигателя обычно служат поперек 0-6000 об/мин, при этом «медленные кулачки» двигателя VTEC еще нужно обслужить от 0 до 4500 об / мин), управляемость не будет слишком впечатляющей. Вкратце, Система смены кулачков лучше всего подходит для спортивных автомобилей.

Хонда уже улучшил свой двухступенчатый VTEC до трехступенчатого для некоторых моделей.Конечно, чем больше у него стадии, тем более утонченным он становится. Он по-прежнему предлагает менее широкий распространение крутящего момента, как и другие бесступенчатые системы. Однако смена кулачка система остается самой мощной ВВТ, так как никакая другая система не может изменить Лифт клапана, как это делает.

Преимущество:

Мощный в верхней части

Недостаток:

2 или только 3 ступени, непрерывные; нет большого улучшения крутящего момента; комплекс

Кто используй это ?

Хонда VTEC, Mitsubishi MIVEC, Nissan Neo VVL.

Хонда новейший трехступенчатый VTEC был применен в Civic sohc двигатель в японии. Механизм имеет 3 кулачка с разной синхронизацией и профилем подъема. Обратите внимание, что размеры у них тоже разные — средний кулачок (быстрый тайминг, высокий подъем), как показано на диаграмме выше, является самым большим; правый боковой кулачок (медленно тайминг, средний подъем) среднего размера; левый боковой кулачок (медленная синхронизация, низкая лифт) самый маленький.

Это механизм работает так:

Ступень 1 (низкая скорость): 3 части коромысла движется самостоятельно. Поэтому левый коромысло, которое приводит в действие левый впускной клапан, приводится в действие левым кулачком с низким подъемом. Правый коромысло, которое приводит в действие правый впускной клапан, приводится в действие правым кулачком среднего подъема. Обе время кулачков относительно медленное по сравнению со средним кулачком, который не приводит в действие клапан сейчас.

Этап 2 (средняя скорость) : гидравлическое давление (на картинке окрашены в оранжевый цвет) соединяет левое и правое коромысла вместе, оставив средний коромысло и кулачок работать сами по себе.Поскольку правый кулачок больше левого кулачка, эти соединенные коромысла на самом деле управляется правым кулачком. В результате оба впускных клапана работают медленно, но средний подъем.

Этап 3 (высокая скорость): гидравлическое давление соединяется все 3 коромысла вместе. Поскольку средний кулачок самый большой, оба впускных клапаны фактически приводятся в действие этим быстрым кулачком. Таким образом, быстрые сроки и высокая подъем достигается в обоих клапанах.

Очень похожа на систему Honda, но правильная и левые кулачки с таким же профилем.На малой скорости оба коромысла приводятся в движение. независимо от этих медленных, низкоподъемных правого и левого кулачков. На высоте скорости, 3 коромысла соединены вместе так, что они приводятся в движение быстродействующий средний кулачок с высоким подъемом.

Вы может подумать, что это должна быть двухступенчатая система. Нет это не так. Начиная с Ниссан Нео ВВЛ дублирует тот же механизм в выпускном распредвале, 3 ступени могли быть получено следующим образом:

Этап 1 (низкая скорость): впускной и выпускной клапаны работают в медленном режиме.
Этап 2 (средняя скорость): быстро конфигурация впуска + конфигурация медленного выпуска.
Ступень 3 (высокая скорость): оба впускные и выпускные клапаны находятся в быстрой конфигурации.

 

2) Распредвал VVT

VVT с фазировкой кулачка — самый простой, дешевый и наиболее часто используемый механизм на данный момент. Тем не менее, его прирост производительности также наименьший, очень правда справедливо.

В принципе, он изменяет фазы газораспределения за счет смещения фазового угла распределительных валов.Для например, на высокой скорости впускной распредвал будет проворачиваться вперед на 30 так для более раннего приема. Это движение контролируется системой управления двигателем. система в соответствии с необходимостью и приводится в действие шестернями гидравлического клапана.
 

Обратите внимание, что VVT с фазировкой кулачков не может изменять продолжительность открытия клапана. Он просто позволяет раньше или позже открыть клапан. Ранее открытые приводит к более раннему закрытию, конечно. Он также не может изменять подъем клапана, в отличие от кулачковый VVT.Тем не менее, VVT с фазировкой кулачка является самой простой и дешевой формой VVT, потому что для каждого распределительного вала требуется только один гидравлический привод фазирования, в отличие от другие системы, использующие индивидуальный механизм для каждого цилиндра.

Непрерывный или Дискретный

Проще VVT с фазировкой кулачка имеет на выбор всего 2 или 3 фиксированных угла переключения, например либо 0, либо 30. Лучшая система имеет непрерывное переменное смещение, скажем, любое произвольное значение от 0 до 30 зависит от оборотов в минуту.Очевидно, что это обеспечивает наиболее подходящие фазы газораспределения на любой скорости, таким образом значительно повысить гибкость двигателя. Более того, переход настолько гладкий, что почти не заметен.

Впуск и выхлоп

Некоторые дизайн, такой как система BMW Double Vanos, имеет VVT с фазировкой фаз газораспределения как на впускном, так и на выпускном распределительных валах, что позволяет больше перекрываются, следовательно, более высокая эффективность. Это объясняет, почему BMW M3 3.2 (100 л.с./литр) более эффективен, чем его предшественник M3 3.0 (95 л.с./литр), чей VVT ограничивается впускными клапанами.

В E46 3-й серии, двойной Vanos сдвиг впуска распредвала в максимальном диапазоне 40 .Распредвал выпускных клапанов 25.

 

Преимущество:

Дешево и простой, непрерывный VVT улучшает передачу крутящего момента на всех оборотах спектр.

Недостаток:

Отсутствие переменной высоты подъема и переменной продолжительности открытия клапана, таким образом, меньшая максимальная мощность чем кулачковый VVT.

Кто используй это ?

Большинство производители автомобилей, такие как: 

Audi V8 — впускной, 2-х ступенчатый дискретный

BMW Double Vanos — впускной и выпускной, сплошные

Феррари 360 Модена — выхлоп, 2-ступенчатый, дискретный

Фиат (Альфа) СУПЕР ОГОНЬ — вход, 2-ступенчатый, дискретный

Ford Puma 1.7 Zetec SE — впуск, 2-ступенчатый дискретный

Jaguar AJ-V6 и обновленный AJ-V8 — вход, проходной

Ламборгини Диабло СВ двигатель — впускной, 2-х ступенчатый дискретный

Porsche Variocam — впускной, 3-ступенчатый дискретный

Рено 2.0-литровый — вход, 2-ступенчатый, дискретный

Тойота ВВТ-я — впускной, проходной

Volvo 4 / 5 / 6-цилиндровый модульные двигатели — впускные, непрерывные

По рисунку легко понять его работу. Конец распределительный вал имеет зубчатую резьбу. Резьба соединена колпачком, который может двигаться к распределительному валу и от него. Потому что резьба шестерни не в параллельно оси распределительного вала, фазовый угол сдвинется вперед, если крышка толкнул в сторону распределительного вала.Аналогично, стянув крышку с распределительного вала приводит к смещению фазового угла назад.

ли толчок или тяга определяется гидравлическим давлением. Есть 2 камеры рядом с крышкой и заполнены жидкостью (эти камеры на картинке окрашены в зеленый и желтый цвета соответственно) Тонкий поршень отделяет эти 2 камеры, первая жестко крепится к крышке. Жидкость попадает в камеры через электромагнитные клапаны, которые контролируют гидравлическое давление воздействуя на какие камеры.Например, если система управления двигателем сигнализирует клапан в зеленой камере открыт, тогда гидравлическое давление воздействует на тонкий поршень и протолкните последний вместе с крышкой к распределительному валу, таким образом сдвиг фазового угла вперед.

Непрерывный изменение времени легко реализуется путем размещения крышки в подходящем месте. расстояние в зависимости от оборотов двигателя.
 

 


Макрос иллюстрация фазирующего привода  

 

VVT-i Тойоты (Изменение фаз газораспределения — интеллектуальное) распространяется на все больше и больше его модели, от крошечного Yaris (Vitz) к Супре.Его механизм более или менее такой же, как у BMW Vanos, это также бесступенчатая конструкция.

Однако, слово «Интегиллент» подчеркивает умный программа управления. Он не только изменяет синхронизацию в зависимости от частоты вращения двигателя, но и рассмотрите другие условия, такие как ускорение, движение вверх или вниз по склону.

 

3) Замена кулачка + Распредвал VVT

Комбинация VVT с переключением кулачков и VVT с фазировкой кулачков может удовлетворить требование как максимальной мощности, так и гибкости на протяжении всего оборота диапазон, но он неизбежно сложнее.На момент написания только Toyota и Porsche такие конструкции. Однако я верю, что в будущем все больше и больше спортивных автомобилей будут принять этот вид VVT.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тойоты ВВТЛ-и является самой сложной конструкцией VVT. Его мощные функции включают в себя:
 

    • Непрерывный регулировка фаз газораспределения
    • 2-ступенчатый переменный подъем клапана плюс продолжительность открытия клапана
    • Применимо к обоим впускные и выпускные клапаны

 
Система может быть рассматривается как комбинация существующих VVT-i и Хонды VTEC, хотя механизм регулируемого подъема отличается от Хонда.

Нравится VVT-i, система изменения фаз газораспределения реализована сдвиг фазы всего распределительного вала вперед или назад с помощью гидропривод прикреплен к концу распределительного вала. Время рассчитывается системой управления двигателем с частотой вращения двигателя, ускорением, подъем в гору или спуск и т.п. принимая во внимание. Более того, изменение является непрерывным в широком диапазоне до 60, поэтому переменная синхронизация сама по себе, пожалуй, самая совершенная конструкция на сегодняшний день.

Что делает VVTL-i превосходным по сравнению с обычным VVT-i буквой «L», что означает подъем (подъем клапана). как все знают. Давайте посмотрим на следующую иллюстрацию:

Как и VTEC, система Toyota использует один коромысло. толкатель для приведения в действие обоих впускных клапанов (или выпускных клапанов). Так же есть 2 камеры лепестки, действующие на этот толкатель коромысла, лепестки имеют различный профиль — один с более длительным профилем открытия клапана (для высокой скорости), другой с более короткая продолжительность открытия клапана (для низкой скорости).На малой скорости медленно кулачок приводит в действие толкатель коромысла через роликовый подшипник (для уменьшения трения). Высокоскоростной кулачок не оказывает никакого влияния на толкатель коромысла, потому что под его гидравлическим толкателем достаточно места.

< Плоский крутящий момент выход (синяя кривая)

Когда скорость увеличилась до пороговой точки, скользящий штифт толкается гидравлическое давление для заполнения пространства. Высокоскоростной кулачок становится эффективным.Обратите внимание, что быстрый кулачок обеспечивает более продолжительное открытие клапана, в то время как скользящий штифт добавляет подъем клапана. (для Honda VTEC и продолжительность, и подъемная сила равны реализуется кулачками)

Очевидно, переменная продолжительность открытия клапана представляет собой двухступенчатую конструкцию, в отличие от непрерывной конструкции Rover VVC. Однако ВВТЛ-и предлагает регулируемый подъем, который значительно увеличивает выходную мощность на высоких скоростях. Сравнивать с Honda VTEC и аналогичными конструкциями для Mitsubishi и Nissan, система Toyota имеет бесступенчатую регулировку фазы газораспределения, что помогает ему достичь гораздо лучших низких и средних скоростей гибкость.Поэтому это несомненно лучший ВВТ на сегодняшний день. Тем не менее, это также более сложный и, вероятно, более дорогой в строительстве.

 

Преимущество:

Непрерывный VVT улучшает передачу крутящего момента во всем диапазоне оборотов; Переменный подъем и продолжительность подъема высокая мощность оборотов.

Недостаток:

Подробнее сложный и дорогой

Кто используй это ?

Тойота Селика GT-S

 

Variocam Plus использует гидравлический фазирующий привод и регулируемые толкатели

Variocam модели 911 Carrera

использует цепь привода ГРМ для

кулачковая фазировка.

 
Porsches Variocam Plus, как говорят, был разработан на основе Variocam, который обслуживает Carrera. и Бокстер. Однако я нашел их механизмы практически ничем не делятся. Variocam был первым представлен на модели 968 в 1991 году. В нем использовалась синхронизирующая цепь для изменения фазового угла распределительного вала, таким образом обеспечивается 3-ступенчатая регулировка фаз газораспределения. 996 Каррера и Boxster также используют ту же систему. Этот дизайн уникален и запатентован, но фактически уступает гидроприводу, предпочитаемому другими автопроизводителями, тем более не позволяет столько же изменений фазового угла.

Следовательно, наконец, Variocam Plus, используемый в новом 911 Turbo Follow использует популярный гидравлический привод вместо цепи. Один известный Эксперт Porsche назвал изменение фаз газораспределения непрерывным, но, похоже, противоречащее официальному заявлению, сделанному ранее, в котором раскрывалась система имеет 2-ступенчатые фазы газораспределения.

Однако, самым влиятельным изменением «Плюса» является добавление регулируемый подъем клапана. Это реализуется с помощью регулируемых гидрокомпенсаторов.Так как как показано на рисунке, каждый клапан обслуживается тремя кулачками — центральный имеет явно меньший подъем (всего 3 мм) и более короткая продолжительность открытия клапана. В Другими словами, это «медленная» камера. Два внешних кулачка точно такой же, с быстрым таймингом и высоким подъемом (10 мм). Выбор камеры лепестков производится регулируемым толкателем, который на самом деле состоит из внутреннего толкатель и внешний (кольцевой) толкатель. Они могли быть сцеплены вместе штифт с гидравлическим приводом, проходящий через них.Таким образом, «быстро» Кулачки кулачка приводят в действие клапан, обеспечивая высокий подъем и продолжительное открытие. Если толкатели не зафиксированы вместе, клапан будет приводиться в действие «медленный» кулачок через внутренний толкатель. Внешний толкатель будет двигаться независимо от толкателя клапана.

Как видно, механизм регулируемого подъема необычайно прост и компактен. То регулируемые толкатели лишь немного тяжелее обычных толкателей и зацепляются почти не осталось места.

Тем не менее, на данный момент Variocam Plus предлагается только для впускные клапаны.

 

Преимущество:

ВВТ улучшает передачу крутящего момента на низкой/средней скорости; Переменный подъем и продолжительность поднимите высокую мощность оборотов.

Недостаток:

Подробнее сложный и дорогой

Кто используй это ?

Порше 911 Турбо

 

4) Уникальный вездеход Система ВВК

Rover представил собственные системные вызовы VVC (Variable Valve Control) в MGF. в 1995 году.Многие эксперты считают его лучшим VVT, учитывая его всесторонность. способность — в отличие от VVT с переключением кулачков, он обеспечивает бесступенчатую регулировку фаз газораспределения, таким образом улучшить подачу крутящего момента на низких и средних оборотах; и в отличие от VVT с фазировкой кулачка, это может удлинить продолжительность открытия клапанов (и непрерывно), тем самым повысить власть.

В принципе, VVC использует эксцентриковый вращающийся диск для привода впускных клапанов каждых двух цилиндр. Поскольку эксцентричная форма создает нелинейное вращение, открытие клапанов период может быть разным.Все еще не понимаете? ну любой умный механизм должен быть трудным для понимания. В противном случае Rover не будет единственным производителем автомобилей, использующим Это.

ВВЦ есть один недостаток: поскольку каждый отдельный механизм обслуживает 2 соседних цилиндра, Для двигателя V6 нужно 4 таких механизма, а это недешево. V8 тоже нужно 4 таких механизм. V12 установить невозможно, так как недостаточно места для установите эксцентриковый диск и ведущие шестерни между цилиндрами.
 

 

 

 

Преимущество:

Постоянно изменяемое время и продолжительность открытия обеспечивают как управляемость, так и высокую мощность скорости.

Недостаток:

Нет в конечном итоге такой же мощный, как VVT с переключением кулачков, из-за отсутствия переменной поднимать; Дорого для V6 и V8; невозможно для V12.

Кто используй это ?

Ровер Двигатель 1.8 VVC для MGF, Caterham и Lotus Элиза 111С.

 

EGR (Рециркуляция отработавших газов) принятая технология для снижения выбросов и повышения эффективности использования топлива.Однако это это VVT, которые действительно используют весь потенциал EGR.

В теории, необходимо максимальное перекрытие между впускными клапанами и выпускными клапанами открывается всякий раз, когда двигатель работает на высокой скорости. Однако, когда автомобиль работает на средней скорости по шоссе, другими словами, двигатель работает на небольшая нагрузка, максимальное перекрытие может быть полезным для уменьшения расхода топлива расход и выброс. Поскольку выпускные клапаны не закрываются до тех пор, пока впускные клапаны были открыты какое-то время, часть выхлопных газов рециркулирует обратно в цилиндр одновременно с впрыскивается новая топливно-воздушная смесь.В составе топливно-воздушной смеси заменяется выхлопных газов, требуется меньше топлива. Поскольку выхлопные газы состоят в основном из негорючий газ, такой как CO2, двигатель нормально работает на обедненной топливной смеси / воздушной смеси, не препятствуя воспламенению.

 

 

Проверка клапана головки цилиндра и пружины клапана

Проверьте длину пружины клапана в свободном состоянии с помощью штангенциркуля, как показано на рисунке. Проверил высоту установки пружин; от основания или кармана в головке до нижней части фиксатора.Если эта высота чрезмерна, добавьте соответствующую прокладку, чтобы вернуть пружине ее надлежащее натяжение. Любые короткие пружины (~1/16 дюйма) следует заменить. Натяжение можно проверить с помощью тестера клапанных пружин.

Прямоугольность пружины клапана

Используйте квадрат и плоскую поверхность для проверки прямоугольности пружины клапана. При размещении на плоской поверхности пружины должны оставаться квадратными. Поверните клапан и убедитесь, что все катушки касаются квадрата, когда он вращается. Используйте щуп для измерения допуска.Проверьте руководство производителя на наличие каких-либо спецификаций или специальных процедур. Обратите внимание на пространство между верхней катушкой и квадратом.

Осмотр клапана головки блока цилиндров

После снятия клапана с головки блока цилиндров очистите его и осмотрите на наличие:

Отсутствие края: Край клапана забивается. Если маржа слишком тонкая, клапан нагревается и преждевременно сгорает.

Точечная коррозия, подгорание и трещины: Обычно это происходит с выпускными клапанами, потому что они нагреваются сильнее, чем впускные.Выпускные клапаны обычно изготавливаются из высококачественной нержавеющей стали. Но они не получают выгоду от заряда свежего воздуха/топлива, который впускной клапан получает во время такта впуска. Когда пружина ослабевает, клапан остается открытым немного дольше. Клапаны сгорают, когда их оставляют открытыми во время горения и подвергают воздействию экстремальных температур.

Чашеобразные головки: Замените клапан, если головка имеет чашевидную форму или грибовидную форму.

Растяжка: Растяжка – это сужение шеи над головой.Это влияет на длину клапана.

Изношенные канавки фиксатора или наконечник штока клапана: Осмотрите канавки фиксатора, вращатели и фиксаторы на наличие износа и при необходимости замените. Если держатель или держатель соскочат со своего места, клапан упадет в цилиндр, что приведет к повреждению двигателя.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован.