W większości silników spalinowych mechanizm dystrybucji gazu zawiera części zapewniające przeniesienie siły z wałka rozrządu na zawory - popychacze.O popychaczach zaworów, ich typach, budowie i cechach działania, a także o ich doborze i wymianie przeczytasz w tym artykule.
Co to jest popychacz zaworu?
Popychacz zaworu jest częścią mechanizmu dystrybucji gazu tłokowego silnika spalinowego;urządzenie do śledzenia rozrządu, które przenosi siłę osiową z wałka rozrządu na zawór bezpośrednio lub poprzez elementy pomocnicze (tłoczysko, wahacz).
Mechanizm dystrybucji gazu w każdym silniku spalinowym zasadniczo opiera się na trzech głównych częściach: wałku rozrządu, który obraca się synchronicznie (ale z połową prędkości kątowej) z wałem korbowym, zaworami i ich napędem.Siłownik mechanizmu zaworowego monitoruje położenie wałka rozrządu i zapewnia przeniesienie siły z niego na zawory.Jako napęd można zastosować różne części: drążki, wahacze z drążkami i bez drążków i inne.W większości rozrządu stosowane są również dodatkowe części - popychacze.
Popychacze rozrządu spełniają szereg funkcji:
● Działają jako łącznik pomiędzy krzywką wałka rozrządu a innymi częściami napędu zaworu;
● Zapewniają niezawodne przenoszenie sił z krzywki wałka rozrządu na każdy z zaworów;
● Równomiernie rozłożyć obciążenia wynikające z obrotu wałka rozrządu i pracy rozrządu;
● Zwiększa żywotność części rozrządu i ułatwia jego konserwację;
● Popychacze niektórych typów - zapewniają niezbędne odstępy temperaturowe pomiędzy częściami rozrządu i/lub ułatwiają proces ich regulacji.
Popychacz zaworu jest ważną częścią rozrządu, w przypadku awarii, która znacznie pogarsza pracę silnika.W przypadku awarii popychacz należy wymienić, a aby dokonać właściwego wyboru nowej części, konieczne jest zrozumienie istniejących typów i konstrukcji popychaczy.
Rodzaje i konstrukcja popychaczy zaworowych
Zgodnie z konstrukcją i zasadą działania popychacze dzielą się na kilka typów:
● Belleville;
● Cylindryczny (tłokowy);
● Wałek;
● Hydrauliczny.
Każdy z popychaczy ma swoje własne cechy konstrukcyjne i zastosowania.
Różne typy popychaczy zaworowych
Popychacze zaworów grzybkowych
Ogólnie rzecz biorąc, taki popychacz składa się z pręta i podstawy tarczy, za pomocą których opiera się na krzywce wałka rozrządu.Na końcu drążka znajduje się gwint do montażu śruby regulacyjnej z przeciwnakrętką, za pomocą której reguluje się szczeliny termiczne.Część nośna popychacza poddawana jest obróbce cieplnej (nawęglaniu) w celu zwiększenia jej odporności na zużycie.
W zależności od kształtu części nośnej (płyty) popychacze te dzielą się na dwie grupy:
● Z płaską podstawą;
● Z kulistym wspornikiem.
Popychacze pierwszego typu współpracują z wałkiem rozrządu z krzywkami o cylindrycznej powierzchni roboczej.Popychacze drugiego typu stosuje się do wałków rozrządu z krzywkami stożkowymi (ze ściętą powierzchnią roboczą) - dzięki tej konstrukcji popychacz obraca się podczas pracy silnika, co zapewnia jego równomierne zużycie.
Popychacze tarczowe są obecnie praktycznie nieużywane, instalowano je w silnikach z dolnymi lub bocznymi zaworami w połączeniu z prętami lub bez.
Popychacze zaworów cylindrycznych (tłokowych).
Istnieją trzy główne typy popychaczy tego typu:
● Cylindryczny pusty;
● Okulary pod sztangę;
● Okulary pod zaworem.
W pierwszym przypadku popychacz wykonany jest w formie zamkniętego cylindra, który dla ułatwienia projektowania posiada w środku wnęki i okienka.Na jednym końcu znajduje się gwint na śrubę regulacyjną z przeciwnakrętką.Takie popychacze są dziś rzadko używane, ponieważ są stosunkowo masywne i zwiększają wymiary całego rozrządu.
W drugim przypadku popychacz wykonany jest w postaci szkła o małej średnicy, wewnątrz którego wykonane jest wgłębienie (pięta) do montażu pręta popychacza.W ściankach części można wykonać okienka, aby ułatwić jej normalne smarowanie.Popychacze tego typu nadal można spotkać w starszych jednostkach napędowych z niższym wałkiem rozrządu.
W trzecim przypadku popychacz wykonany jest w postaci szkła o dużej średnicy, wewnątrz którego wykonany jest punkt styku podkreślający koniec trzpienia zaworu.Zwykle popychacz jest cienkościenny, a jego spód i miejsce styku poddawane są obróbce cieplnej (hartowanej lub nawęglanej).Takie części są szeroko stosowane, są instalowane w silnikach z górnym wałkiem rozrządu i bezpośrednim napędem zaworów.
Rodzaj cylindrycznego popychacza zaworu to popychacz z zamontowaną w dnie podkładką regulacyjną (opiera się o nią krzywka wałka rozrządu).Podkładka może mieć różną grubość, jej wymiana odbywa się poprzez regulację szczelin termicznych.
Popychacze zaworów rolkowych
Istnieją dwa główne typy popychaczy tego typu:
● Koniec;
● Dźwignia.
W pierwszym przypadku popychacz jest wykonany w postaci cylindrycznego pręta, w którego dolnej części zamontowany jest stalowy wałek poprzez łożysko igiełkowe, a na górnym końcu znajduje się wgłębienie (pięta) na pręt.W drugim przypadku część jest wykonana w postaci dźwigni z jednym wspornikiem, na którego ramieniu zamontowany jest wałek i znajduje się wgłębienie na pręt.
Urządzenia tego typu są najczęściej stosowane w silnikach z dolnym wałkiem rozrządu, praktycznie nie spotyka się ich w nowych jednostkach napędowych.
Popychacze zaworów hydraulicznych
Popychacze hydrauliczne (podnośniki hydrauliczne) to najnowocześniejsze rozwiązanie stosowane w wielu silnikach.Popychacze tego typu posiadają wbudowany hydrauliczny mechanizm regulacji szczelin termicznych, który automatycznie dobiera szczeliny i zapewnia normalną pracę silnika.
Podstawą konstrukcji popychacza jest korpus (pełniący jednocześnie funkcję tłoczka), wykonany w formie szerokiego szkła.Wewnątrz korpusu znajduje się ruchomy cylinder z zaworem zwrotnym, który dzieli cylinder na dwie wnęki.Na zewnętrznej powierzchni obudowy popychacza hydraulicznego wykonany jest okrągły rowek z otworami doprowadzającymi olej do cylindra z układu smarowania silnika.Popychacz montowany jest na powierzchni czołowej trzonka zaworu, a rowek na jego korpusie pokrywa się z kanałem olejowym w głowicy bloku.
Popychacz hydrauliczny działa w następujący sposób.W momencie, gdy krzywka wałka rozrządu natrafia na popychacz, cylinder wywiera nacisk z zaworu i przesuwa się do góry, zawór zwrotny zamyka się i blokuje olej znajdujący się wewnątrz cylindra - cała konstrukcja porusza się jako całość, zapewniając otwarcie zaworu .W momencie maksymalnego nacisku na popychacz część oleju może przedostać się do szczelin pomiędzy cylindrem a korpusem popychacza, co prowadzi do zmiany luzów roboczych.
Konstrukcja popychacza hydraulicznego (podnośnika hydraulicznego)
Kiedy krzywka wychodzi z popychacza, zawór podnosi się i zamyka, w tym momencie korpus popychacza znajduje się naprzeciwko kanału olejowego w głowicy cylindra, a ciśnienie w cylindrze spada prawie do zera.W rezultacie olej wydobywający się z głowicy pokonuje siłę sprężyny zaworu zwrotnego i otwiera go, wchodząc do cylindra (a dokładniej do znajdującej się w nim komory tłocznej).Z powodu wytworzonego ciśnienia korpus popychacza unosi się (ponieważ cylinder opiera się o trzpień zaworu) i opiera się o krzywkę wałka rozrządu - w ten sposób wybiera się szczelinę.W przyszłości proces się powtarza.
Podczas pracy silnika powierzchnia popychaczy, krzywek wałków rozrządu i końcówki trzonków zaworów zużywają się i odkształcają, a na skutek nagrzewania zmieniają się nieco wymiary pozostałych części mechanizmu rozdzielczego, co prowadzi do niekontrolowanej zmiany prześwity.Popychacze hydrauliczne kompensują te zmiany, zawsze dbając o to, aby nie było przerw i aby cały mechanizm działał normalnie.
Zagadnienia doboru i wymiany popychaczy zaworowych
Każdypopychacze, pomimo obróbki cieplnej ich powierzchni roboczych, z czasem ulegają zużyciu lub awariom, zakłócając pracę silnika.Problemy z popychaczami objawiają się pogorszeniem stanu silnika, w tym pewną zmianą rozrządu zaworowego.Na zewnątrz te awarie objawiają się charakterystycznym hałasem silnika, który jest łatwo rozpoznawalny przez doświadczonych rzemieślników.Natomiast w przypadku silników z podnośnikami hydraulicznymi hałas zaraz po uruchomieniu nie stanowi problemu.Faktem jest, że po pracy silnika na biegu jałowym olej opuszcza popychacze i kanały głowicy, a pierwsze kilka sekund nie zapewnia wyboru przerw - objawia się to stukaniem.Po kilku sekundach system się poprawia i hałas znika.Jeśli hałas obserwuje się dłużej niż 10-12 sekund, należy zwrócić uwagę na stan popychaczy.
Uszkodzone popychacze należy wymienić na nowe tego samego typu i o numerach katalogowych.Wymianę należy przeprowadzić zgodnie z instrukcją naprawy i konserwacji samochodu, prace te wiążą się z częściowym demontażem głowicy i wymagają użycia specjalnego narzędzia (do suszenia zaworów i innych), dlatego lepiej jest powierz to specjalistom.Po wymianie popychaczy należy okresowo regulować luzy, ale jeśli stosowane są elementy hydrauliczne, nie ma potrzeby konserwacji.
Czas publikacji: 14 lipca 2023 r