Väljalaskeventiil

Väljalaskeklapp on ajastuselement, mille avamisel eemaldatakse (eraldatakse) heitgaasid mootori põlemiskambrist. 

Gaaside eraldumine toimub siis, kui mootori silindris olev kolb suunatakse alumisest surnud punktist (BDC) ülemisse surnud punkti (TDC). Mootori töötamise ajal on väljalaskeklappidel oluline termiline stress, kuna need puutuvad pidevalt kokku kuumade heitgaasidega. Sisepõlemismootori töötamise ajal saab klapipead soojendada vahemikus 600-800 kraadi.

Pärast sisselaske- ja survetakti lõppu on peamine nõue kütuse põlemiskambris süütamise ajal maksimaalne tihedus. Sisselaske- ja väljalaskeklapid on suletud. Kui kolb on pärast kütuse-õhu segu süttimist paisuvate gaaside energia üle võtnud, tuleb need heitgaasid põlemiskambrist eemaldada. Selles etapis pole kambri tihendamine enam vajalik. Heitgaaside eemaldamise eest gaasijaotusmehhanismi konstruktsioonis vastutab silindripeas (silindripeas) asuv väljalaskeventiil.

Sisselasketaktil tekib vaakum ja väljalasketakti korral mootori tööpõlemiskambris suurenenud rõhk. Pärast kütuse ja õhu segu põlemist väljuvad heitgaasid põlemiskambrist õigel ajal avaneva väljalaskeklapi kaudu. Survejõud võimaldab gaasidel kergesti töökambrist väljuda. See seletab väljalaskeklapi ketta väiksemat suurust võrreldes sisselaskeklapi kettaga. Sisselasketaktil on vaakum väiksem kui väljalaskeava rõhk. Heitgaasid surutakse praktiliselt välja läbi avatud väljalaskeklapi.

Põlemiskambri tõhus tihendamine sai võimalikuks tänu klappide kasutamisele kaasaegsete sisepõlemismootorite ajastuse kavandamisel. Klapiseade on lihtne, elemendil on plaat ja varras. Faas läheb sujuvalt varre sisse, mis muudab klapi piisavalt tugevaks. Ülemineku kooniline kuju vähendab oluliselt heitgaaside takistust kambrist väljumisel ja parandab veelgi tihedust.

Väljalaskeklapi avanemine on tingitud nukkvõlli nukist saadavast jõust. Klapi vars (vars) asub klapijuhikus, mis surutakse silindripeasse. Nukkvõlli nukk surub otse klapivarrele või nookurile, millest kandub jõud üle vardale. Klapipesa asub ka silindripeas. Klapipesa on süvend, mis on kujundatud nii, et see sobiks klapiketta ülaosaga. Klapiketas ja klapipesa surutakse kokku filigraanse täpsusega. See lahendus tagab maksimaalse tiheduse hetkel, kui sisse- ja väljalaskeklapid on suletud. Peamine ülesanne on välistada gaaside läbimurre põlemiskambrist.

Klapivarre ülaossa on tehtud spetsiaalne soon. Määratud soon on "krakkeri" paigalduskoht. See "kreeker" on kooniline rõngas, mis on lõigatud kaheks võrdseks osaks. Lahendus on vajalik klapi vedruketta kinnitamiseks. Kui klapi avamine toimub nukkvõlli nukist "tõuke" tõttu, siis klapi sulgemine toimub klapi vedru jõu kaudu. Määratud vedru sulgeb ventiili, surudes plaadi kindlalt istme külge. Lisaks on mehhanism, mis klapi pöörleb. See on vajalik klapi ühtlaseks kulumiseks ja klapi puhastamiseks süsiniku ladestustest. Väljalaskeklapp töötab äärmiselt rasketes tingimustes. Heitgaasid põhjustavad väljalaskeklappide tugevat korrosiooni. Kui kütus ei põle kambris täielikult, võib see põhjustada klapi läbipõlemist. Klapimehhanismi reguleerimine on sisepõlemismootori töötamise ajal oluline protseduur. Väljalaskeklapi varajane sulgemine võib põhjustada selle kiire läbipõlemise.

Iga sisepõlemismootori töötamise ajal on klapiketas ja pesa kaetud tahmaga. Süsiniku ladestumist klappidele on peaaegu võimatu vältida. Tahma olemasolu põhjustab väljalaskeklapi pidevat ülekuumenemist. Varem või hiljem hakkab klapi laagripind läbi põlema, mis viib põlemiskambri tiheduse kadumiseni. Tulemuseks on ICE võimsuse järkjärguline kaotus, raske käivitamine jne.

Ülekuumenemisest tekkinud mikropraod ventiilikettal suurenevad järk-järgult, kuna rõhu all olevad kuumad gaasid hakkavad põlemiskambrist välja murdma. Klapipea sellistes tingimustes deformeerub ja hävib veelgi. Klapi rike tähendab tegelikult täielikku funktsionaalsuse kadumist mootori silindri poolt. Pärast vahetamist tuleb klapp kõige täpsema sobivuse tagamiseks pesa külge kinnitada. Protseduuri eiramine või ventiilide ebakvaliteetne lappimine põhjustab uue klapi kiire rikke.

On üsna ilmne, et ülekuumenemine on tõsine väljalaskeklapi probleem. Väljalaskeklapp on valmistatud spetsiaalsest kroom-nikkel-molübdeenterasest. Aluseks on nikkel, mis suurendab väljalaskeklapi vastupidavust mehaanilisele hävitamisele. Klapiterasel on kõrge kuumakindlus.

Järgmine samm väljalaskeklapi termilise koormuse vähendamisel on selle disain, mis erineb sisselaskeklappide konstruktsioonist. 

Väljalaskeklapi vars on õõnes, õõnsus on täidetud metallilise naatriumiga. Naatrium sulab ja voolab klapivarre sees, et parandada soojusülekannet ja jaotada soojust ühtlaselt.

Väljalaskeklapile saab anda ka lisakaitse, mis võib elemendi eluiga oluliselt pikendada. Ainsaks puuduseks võib pidada detaili tootmiskulude lõplikku tõusu.

Kõige tavalisemad kaitsemeetodid on järgmised:

• laserdoping;
• plasma-pulbrilise pinnakatte meetod;
• pinnakate kõrgsagedusvooludega;

Plasmapulberpindamist peetakse üheks majanduslikult ja praktilisemalt õigustatumaks lahenduseks. Selliseks katmiseks kasutatakse erinevaid metallipulbreid, mis põhinevad koobaltil või niklil. Kattetehnoloogiad on erinevad, kuid kõigi nende meetodite peamine ülesanne on sulatada klapi pinnale õhuke kaitsekiht, et suurendada kulumiskindlust, vastupidavust korrosiooniprotsessidele ja mehaanilist hävitamist.