содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..

Выпускные клапаны двигателя ЗИЛ-130 - часть 2

Охлаждение выпускных клапанов вызывает уменьшение потребного октанового числа топлива. Детонационные испытания двигателя ЗИЛ-130 с охлаждаемыми и неохлаждаемыми выпускными клапанами показали, что при охлаждаемых клапанах потребное октановое число топлива снижается на 6 единиц.

При наличии грибообразной полости в головке для натрия температура средней ее части и верхней части стержня уменьшается на 110—120°С.

Рабочая фаска выпускного клапана двигателя ЗИЛ-130 выполнена с углом 45°, а угол рабочей фаски седла равен 44°. Угол фаски на клапане всегда несколько больше угла фаски седла из-за неравномерности температурного поля головки клапана. Действительно, центральная часть головки клапана нагревается больше, чем его края, вследствие чего головка деформируется и угол рабочей фаски клапана несколько уменьшается. Ширина рабочей фаски клапана 2 мм. Биение этой фаски относительно стержня не превышает 0,03 мм, а биение фаски седла относительно оси отверстия в направляющей втулке не превышает 0,04 мм. Такая высокая точность изготовления позволила отказаться от традиционной притирки клапана к седлу при обеспечении хорошей герметичности клапана.

Фаска выпускного клапана работает в очень тяжелых условиях. При общей высокой температуре головки клапана в момент начала выпуска через щель, образованную клапаном и седлом, с большой скоростью (до 1200 м/с) протекают отработавшие газы, имеющие температуру до 1000° С. Фаска воспринимает давление газов в цилиндре и силу предварительной затяжки клапанной пружины. Кроме того, на фаску действуют ударные нагрузки, возникающие при посадке клапана на седло. На отдельных участках фаски действующие на нее силы могут значительно превышать средние по фаске. Это возможно при перекосе клапана в направляющей втулке вследствие износа последней, а также при короблении головки блока из-за неравномерности ее температурного поля.

Свод камеры сгорания в зоне выпускного клапана, свечи зажигания, а также стенки выпускных каналов в головке блока нагреваются больше, чем свод камеры сгорания в зоне впускного клапана и стенки впускных каналов или участки головки блока вне камеры сгорания. Вследствие различия температур свода камера сгорания вместе с установленными в ней седлами клапанов деформируется. Если деформации значительны, а жесткость головки клапана велика, между седлом и фаской клапана образуется щель, через которую проходят газы. На клапане в этом месте создается зона повышенной температуры, и фаска может подгореть (рис. 36). Для предотвращения подгорания рабочую фаску

покрывают специальными жаростойкими сплавами и обеспечивают принудительное вращение выпускного клапана.

Для покрытия фаски используют материалы, которые при рабочих температурах имеют по сравнению с основным материалом Клапана значительно более высокие прочность, твердость и анти-коррозийонную стойкость. Коэффициент линейного расширения

этих материалов должен быть примерно одинаковым с коэффициентом расширения основного металла клапана. В Советском Союзе для покрытия фаски клапана обычно применяют материалы, приведенные в табл. 15.

Длительные испытания выпускных клапанов двигателя ЗИЛ-130 с различными покрытиями рабочей фаски показали, что большое влияние на долговечность фаски оказывает моторное масло. На рис. 37 показано состояние рабочих фасок клапанов

после 200-часовых испытаний двигателя ЗИЛ-130 на режиме максимальной мощности. В двигатель было залито масло АСп-8 с присадкой ВНИИНП-360- Только на клапанах с фаской, покрытой стеллитом ВЗК (рис. 37, е), нет пятен коррозии. При работе двигателя с маслом без присадки пятен коррозии не наблюдается. Нет их и при работе на маслах, в которых используются так называемые беззольные присадки, т. е. присадки, не содержащие металлоорганических соединений кальция, бария, цинка и других активных металлов

15. Химический состав и твердость материалов, используемых для покрытия рабочей фаски выпускного клапана

Сплавы, используемые для покрытия рабочих фасок выпускных клапанов, почти не содержат железа. Поэтому они сохраняют высокие механические свойства при больших температурах.

В случае принудительного вращения выпускного клапана значительно повышается долговечность фасок. При вращении стираются отложения между стержнем клапана и направляющей втулкой, что улучшает отвод тепла, кроме того, удаляются отложения свинцовых окислов на рабочих фасках седла и головки клапана, что также способствует отводу тепла от головки в седло через фаску. При принудительном проворачивании клапана исключается возможность местного перегрева фасок, вследствие чего можно увеличить их ширину без ухудшения герметичности, т. е. уменьшить удельную нагрузку на фаски.

 

Рис. 37. Рабочие фаски выпускных клапанов двигателя ЗИЛ-130 с покрытием из различных материалов после 200-часовых испытаний на режиме максимальной мощности:
а — сталь Х12Н68М6В6; б — хромоникелевый стеллит ВХН-1; в — кобальтовый стеллит ВЗК

содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..