Sisselaskeklapp

Sisselaskeklapp on sisepõlemismootori gaasijaotusmehhanismi element, mis vastutab kütuse-õhu segu või ainult õhu juhtimise eest tööpõlemiskambrisse (diisel-sisepõlemismootorite või otsesissepritsega mootorite puhul). Sisselaskeklapi ajastus avab juurdepääsu mootori silindrile ja sulgeb seejärel juurdepääsu enne kompressioonitakti algust.

Sisselaskeventiilid on valmistatud spetsiaalsest terasest. Sellise sisepõlemismootori ventiilide valmistamiseks kasutatava terase jaoks esitatakse eraldi nõuded:

• kõrge pinna kõvadus;
• materjali piisav soojusjuhtivus;
• kitsas soojuspaisumistegur;
• vastupidavus põlemisproduktide söövitavale toimele;
• võime taluda regulaarseid dünaamilisi koormusi kõrgel kuumusel;

Täiendavad nõuded ventiilide terasele eeldavad, et klapi jahutamisel pärast kõrgetel temperatuuridel töötamist ei teki kõvenevat toimet. See tähendab, et jahutamisel ei tohiks teras hapraks muutuda. Need nõuded ei ole 100% kooskõlas ühegi tänapäeval välja töötatud teraseklassiga.

ICE-ventiilid on valmistatud kõrglegeeritud silikroomidest, mis võimaldab kindlaksmääratud osal töötada kõrgeima kuumenemise tingimustes. Selline lähenemine andis klapile vajaliku tugevuse ja elemendi võime seista vastu korrosiooniprotsessidele, mis edenevad aktiivselt selle töökeskkonnas kõrgel temperatuuril umbes 600–800 °C.

Klapid asetatakse vertikaaltelje suhtes teatud nurga all (30-45 kraadi). Sisselaskeklapi ja väljalaskeklapi erinevus seisneb selles, et selle plaadi läbimõõt on suurem kui väljalaskeklapi plaadil. See erinevus tuleneb asjaolust, et sisselaskeklapi avamise hetk toimub täpselt siis, kui põlemiskambrisse tekib vaakum. Vabastamise hetkel tõuseb rõhk silindris.

Vaakum silindris sisselaskeava juures on madalam kui rõhk väljalasketakti juures. Töötava kütuse-õhu segu kõrgeima kvaliteedi ja täielikuks täitmiseks sisselaskeava juures on vaja suurema läbilaskevõimega ventiile. See võimsus saavutatakse sisselaskeklapi plaadi läbimõõdu või sisselaskeklappide arvu suurendamisega.

Sisselaskeklapi ketas on töötava põlemiskambri küljel tasane ja nukkvõlli küljel on see koonuse kuju. Seda koonust nimetatakse ka faasiks. Sisselaskeklapi sulgemise hetkel külgneb klapipesaga faas, mis on ühtlasi koonusava silindripeas.

Sisselaskeklapi sobivuse täpsuse tagab juhthülsi kasutamine. Klapi vars sisestatakse määratud hülssi ja hülsi ennast nimetatakse klapijuhikuks. Klapijuhikud surutakse silindripea korpusesse ja kinnitatakse lisaks kinnitusrõngaga.

Kaasaegsed jõuallikad kipuvad suurendama sisselaskeklappide arvu silindri kohta, et parandada läbilaskevõimet, suurendada silindri täitmise efektiivsust töötava kütuse-õhu seguga ning parandada sisepõlemismootori võimsust ja muid omadusi. 

Klapp saab sisemised ja välised vedrud. Need spiraalvedrud on kinnitatud klapivarrele. Sisselaskeklapi avamine sisselasketaktil saab võimalikuks tänu sellele, et nukkvõlli nukk jõud kandub üle nookurile (tõukurile). Kaasaegsete sisepõlemismootorite konstruktsioon eeldab nukkvõlli nuki otsest toimet klapile. Klapivedrud sulgevad (suruvad) klapi tihedalt tagasi pärast seda, kui nookur tõukurvarda küljest lahti jookseb või klapivars ei puutu nukkvõlli labaga kokku.

Nukkvõlli (selle nukk) ja klapivarre (selle otsaosa) vahel on konstruktsioonipilu. Selline vahe (võib olla umbes 0,3–0,05 mm) loodi sisselaskeklapi soojuspaisumise kompenseerimiseks.

Sisselaskeklappide avanemise ja sulgemise täpselt määratletud hetkel teeb võimalikuks nukkvõlli nurgaasend, mis langeb täpselt kokku sisepõlemismootori väntvõlli sama asendiga. Selgub, et nukkvõlli asend sisselaskeklappide avamise ajal vastab rangelt väntvõlli asendile. Mootori konstruktsioonid võivad erineda, nukkvõllide arv võib varieeruda.

Sisselaskeklapp hakkab avanema veidi enne hetke, mil kolb on TDC-s (kõrgeimas surnud punkt). See tähendab, et sisselasketakti alguses (kui kolb hakkab alla liikuma) on sisselaskeklapp juba veidi avatud. Seda lahendust nimetatakse ventiili avamise ettemakseks. Erinevatel jõuallikate mudelitel on erinev juhtimine ja võnkeraamid on vahemikus 5 kuni 30 kraadi.

Sisselaskeklapi sulgemine toimub väikese viivitusega. Klapp sulgub hetkel, kui kolb silindris on alumises surnud punktis ja siis algab liikumine ülespoole. Silinder jätkab täitmist ka pärast seda, kui kolb hakkab ülespoole liikuma. See nähtus ilmneb sisselaskekollektori inertsiaalse liikumise tagajärjel.

Peamised rikked, mis on otseselt seotud sisepõlemismootori klappidega, on: klapi paindumine, klapi ülekasvamine tahmaga ja klapi läbipõlemine. Klappide painutamine toimub kõige sagedamini hammasrihma purunemise tõttu. Mitte harvemini paindub klapp, kui hammasrihma vahetamise ajal on märgid valesti seatud. Suurema tähelepanuga on vaja hammasrihma vahetada ning nukkvõllile ja väntvõlli rihmaratastele märgistada.

Klapimehhanismi tõrge on sisselaske- ja väljalaskeklappide tahma moodustumine, mis väljendub töö ajal suurenenud müra ja sisepõlemismootori võimsuse vähenemises. Iseloomulik on metallilise koputuse ilmumine silindripea klapikaane piirkonda, samuti tuvastatakse klappidega seotud probleemid sisselaske- ja väljalaskekollektorite hüppamisega.

Klappidel ja istmetel olev tahm ei lase elementidel tihedalt kokku sobituda, mis viib mootori nõutava surveastme kadumiseni. Kompressiooni vähenemine tähendab ICE võimsuse kaotust. Tugev tahm põhjustab ka klapi ülekuumenemist ja läbipõlemist.

Valesti töötavad klapivedrud võivad silindripead deformeerida ja klapijuhiku varre kinni jääda. Vale termiline vahe kangi ja varda vahel põhjustab ventiilide tugevat koputamist. Sel juhul on vaja viivitamatult tegeleda tootja nõutud soojusvahe seadistamisega. Autojuhid nimetavad seda protseduuri klapi reguleerimiseks. Mootori töötamise ajal on vaja klappe reguleerida teatud sagedusega ja ka siis, kui näidatud võimalus mootori ventiilide reguleerimiseks on algselt ette nähtud struktuurselt.