In dit artikel leert u wat motorkleppen zijn en hoe ze werken in een motor. Klepmechanisme en koeling van een klep.
Motorkleppen en soorten motorkleppen
Klep is een apparaat om een doorgang te sluiten en te openen. In motoren van motorvoertuigen worden voor elke cilinder twee motorkleppen gebruikt: een inlaatklep en een uitlaatklep.
Inlaatklep
Brandstof wordt door de inlaatklep in de cilinder toegelaten. In gesloten toestand sluit de klep de verbrandingsruimte goed af. De kleppen zijn gewoonlijk gemaakt van austenitisch roestvrij staal, een corrosie- en hittebestendig materiaal. Inlaatklep is onderworpen aan minder warmte wordt meestal gemaakt van nikkel-chroom gelegeerd staal.
Uitlaatklep
De verbrande gassen ontsnappen via de uitlaatklep. De uitlaatklep is meestal gemaakt van silchroomstaal, een legering van silicium en chroom met een ongewone hittebestendigheid.
De kleppen die in automotoren worden gebruikt, worden schotel- of paddestoelkleppen genoemd. De kop van de klep heeft een nauwkeurig geslepen oppervlak met voldoende marge om een dunne rand te voorkomen. Het hoekvlak is op de klepkop geslepen om een hoek van 45° of 30° te maken om overeen te komen met de hoek van de klepzitting in de cilinderkop. Aan het uiteinde van de klepsteel zijn veerbevestigingsgroeven aangebracht.
Lees ook: Lijst van onderdelen van automotoren: Its Function (With Pictures)
Types of Engine Valves
Er zijn 3 verschillende soorten motorkleppen:
- Poppet valve
- Sleeve valve
- Rotary valve
Poppet Valve
Het is ook bekend als paddestoel klep vanwege zijn vorm. Zij wordt gebruikt om de timing en de hoeveelheid van de gasstroom in een motor te regelen. Dit is de meest gebruikte klep in een automotor. De poppetklep dankt zijn naam aan zijn op- en neerwaartse beweging.
De klep bestaat uit een kop en een steel. Het klepvlak, dat gewoonlijk een hoek van 30° tot 45° maakt, is perfect geslepen, aangezien het moet passen bij de klepzitting voor een perfecte afdichting. De stang heeft een borggroef voor de veerhouder en het uiteinde ervan staat in contact met de nok voor &op- en neergaande bewegingen van een klep. In uitlaatkleppen helpt een drukverschil om de klep af te dichten. In inlaatkleppen helpt het drukverschil de klep te openen.
Mouwklep
De mouwklep zoals de naam al aangeeft, dat het een buis of mouw is die tussen de zuiger en de cilinderwand in de cilinder van een verbrandingsmotor past, waar hij draait/schuift.
Poorten aan de zijkant van de hulzen komen in lijn met de inlaat- en uitlaatpoorten van de cilinder in de juiste stadia van de cyclus van de motor.
Het binnenoppervlak van de huls vormt de binnenste cilinderbuis waarin de zuiger schuift. De huls is in ononderbroken beweging laat toe en drijft de gassen uit krachtens het periodieke samenvallen van havenbesnoeiing in de huls met havens die door het belangrijkste cilinder casting.
Voordelen worden gevormd: Deze kleppen zijn eenvoudig van constructie en zijn geruisloos in gebruik. Er is lawaai omdat er geen lawaaimakende delen zoals klepnokken, tuimelaar, klepstoters enz. zijn, De klep van de huls heeft minder tendens van detonatie. Het koelen is zeer efficiënt aangezien de klep in contact met waterjassen is.
Roterende Klep
Er zijn vele types van roterende kleppen. De figuur toont het schijftype roterende klep. Het bestaat uit een roterende schijf die een poort heeft. Terwijl zij roteert, communiceert zij afwisselend met de inlaat- en uitlaatspruitstukken.
Voordelen: Draaikleppen zijn eenvoudig van constructie en worden tegen lagere kosten vervaardigd. Zij zijn geschikt voor motoren met hoge snelheid. Deze kleppen hebben minder spanningen en trillingen. Draaikalmen werken soepel, gelijkmatig en zonder lawaai.
Types van motorklepmechanismen
De kleppen worden bediend door nokken die op een nokkenas zijn gemonteerd. De nokkenas krijgt beweging van de krukas. Als de nokkenas draait, bedient de nok de klep.
Afhankelijk van de plaats waar de kleppen zich bevinden, zijn er twee soorten kleppenmechanismen:
- Kleppenmechanisme voor bediening van de klep in het motorblok (rechte schotelklep).
- Klepmechanisme voor de bediening van de klep in de cilinderkop (bovenliggende schotelklep).
Speling tussen klepstoter en klepsteel
Bij de rechte klepstoter wordt tussen de klepstoter en de klepsteel, bij de bovenliggende klepstoter tussen de tuimelaar en de klepsteel een kleine speling aangehouden. Dit staat bekend als klepstoterspeling, en soms als klepspeling. Deze speling maakt uitzetting van de klepsteel mogelijk als de motor warm wordt.
Als er niet voldoende speling is, zal de klep niet goed gaan zitten als de motor warm wordt, wat vermogensverlies en het omhoog komen van de klep tot gevolg zal hebben. Het is beter meer speling te hebben dan nodig is dan te weinig, ondanks de lichte toename van het geluid van het klepmechanisme.
De klepstoterspeling is afhankelijk van de volgende factoren:
- Lengte van de klepsteel
- Het materiaal van de klep.
- De temperatuur waarbij de motor werkt.
Hydraulische klepstoter
Hij werkt zeer stil omdat hij zorgt voor een nul klepstoterspeling. Het past automatisch zijn lengte aan om verschillen in de klepstoterspeling te compenseren. Bovendien behoeft hij bij normaal gebruik meestal geen aanpassing. Variaties ten gevolge van temperatuursveranderingen en slijtage worden hydraulisch opgevangen.
Het huis bestaat uit een cilinder en een oliereservoir. Een opening in het huis is verbonden met een oliedrukleiding van het motorsmeersysteem om het reservoir van olie te voorzien. Een plunjer past in de cilinder zodat het bovenste uiteinde in contact komt met de onderkant van de stoterstang, en het onderste uiteinde wordt ondersteund door olie tussen de plunjer en de onderkant van de cilinder.
Wanneer de klep gesloten is zoals bij (a) (nok aan de onderkant), opent olie uit het reservoir de kogelterugslagklep en wordt de plunjer omhoog gebracht door tussen de klep en de onderkant van de cilinder door te gaan. Hierdoor ontstaat een nulspeling tussen de lifterunit en de stoterstang, en tussen de tuimelaar en de klepsteel.
Wanneer de nok draait om de lifter op te tillen zoals bij (b) (nok aan de bovenzijde). De kogelterugslagklep sluit om de terugkeer van olie naar het reservoir te voorkomen en zorgt ervoor dat de hele lifter-unit de stoterstang optilt om de klep te openen. Omdat de hefbeweging begint met nul speling, wordt het geluid tot een minimum beperkt.
Zoals te zien onder (b) lekt er tijdens de hefbeweging een bepaalde hoeveelheid olie tussen de plunjer en de cilinder, waardoor de plunjer zakt en speling produceert als de veer hem niet weer omhoog heeft gebracht wanneer de druk op de plunjer wordt opgeheven door het sluiten van de motorklep. Hierdoor wordt de kogelterugslagklep weer geopend, komt er weer olie onder de plunjer en wordt de lifter weer op nulspeling gezet.
Eccentrische Tuimelaararm
Eccentrische tuimelaar compenseert automatisch het verschil in klep-tuimelaarspeling. Hij bestaat uit een conventionele tuimelaar die door middel van een gleuf en een pen zodanig is aangepast dat hij een excenter vasthoudt.
De zuiger van een excenter wordt door de plunjer en de veer bediend. De plunjer wordt geactiveerd door de veer en door oliedruk uit een opening in de tuimelaar.
Wanneer de motorklep gesloten is (nok aan de lage kant), beweegt de excentriek onder invloed van veer en plunjer om eventuele speling in de klep, die de trein bedient, op te nemen. Wanneer de nok draait om de klep te openen, absorberen de plunjer en de veer de door deze beweging veroorzaakte schokken. Wanneer de nok op de kop staat, is de klep volledig open.
Klepkoeling
Het is duidelijk dat de uitlaatklep heter loopt dan de inlaatklep, omdat de uitlaatklep altijd in contact is met de hete gassen, terwijl de inlaatklep enigszins wordt gekoeld door de inkomende verse lading. De uitlaatklep kan zelfs roodgloeiend worden tijdens een korte werkingsperiode. Het klepvlak is het heetst en de klepsteel is het koelste deel van een klep.
De klepsteel geeft warmte door aan de klepgeleider en het klepvlak geeft warmte door aan de klepzitting, en dit helpt om de klep koel te houden. Om voor voldoende koeling te zorgen, moet de cilinderkop zodanig zijn ontworpen dat een goede watercirculatie rond de kritische delen van de klep mogelijk is.
Als het klepvlak goed op de klepzitting past en de verbrandingskamer volledig afsluit, zal er geen verlies van compressie en vermogen optreden. Desondanks zorgt de juiste klepzitting ook voor volledig contact van het klepvlak met de klepzitting, waardoor meer warmteoverdracht kan plaatsvinden. Ongelijk contact kan ertoe leiden dat een klep enkele honderden graden heter loopt dan normaal, wat de levensduur van de klep verkort
Natriumgekoelde klep
In veel zware motoren worden natriumgekoelde kleppen gebruikt. Een natriumgekoelde klep heeft een holle spindel, die gedeeltelijk gevuld is met metallisch natrium. Natrium smelt bij 97,5°C. Bij bedrijfstemperaturen is het natrium dus vloeibaar. Wanneer de motor draait en de klep op en neer beweegt, wordt het natrium naar boven geslingerd in het hetere gedeelte van de klep.
Het absorbeert warmte, die vervolgens wordt afgegeven aan de koelere spindel als het weer naar beneden valt in de spindel. Deze actie houdt de klepkop koel. Natriumgekoelde klep loopt onder dezelfde bedrijfsomstandigheden maar liefst 100°C koeler dan een klep met vaste spindel van vergelijkbaar ontwerp. Dit betekent dat een natriumgekoelde klep een langere levensduur heeft. Maar het gebruik ervan vereist meer zorgvuldigheid.
Als de holle steel van de natriumgekoelde klep barst of breekt, is dat potentieel gevaarlijk. Natrium barst in vlammen uit bij contact met water. Het veroorzaakt een diepe en ernstige brandwond op de huid, Zolang natrium veilig in de steel van het ventiel zit, is er geen gevaar.