Газораспределительный механизм устройство: Как устроен газораспределительный механизм | Новости автомира

Содержание

Газораспределительный механизм | Устройство автомобиля

Газораспределительный механизм, управляя открытием и закрытием клапанов, обеспечивает своевременный впуск в цилиндры свежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов. Этот механизм может быть с нижним (на старых моделях) и верхним расположением клапанов (на двигателях современных конструкций). Рассмотрим схему работы газораспределительного механизма современного двигателя (рис.1).

Рис.1. Схема газораспределительного механизма:
1 – кулачок, 2 – толкатель, 3 – штанга, 4 – коромысло, 5 – пружина, 6 – стержень, 7 – головка клапана.

При вращении распределительного вала (вал приводится во вращение коленчатым валом через пару шестерен или цепной передачей) его кулачок 1 своей выступающей частью набегает на толкатель 2, который, перемещаясь вверх, поднимает штангу 3. Штанга, в свою очередь, действуя на один конец коромысла 4, поворачивает ее вокруг своей оси, при этом второй конец коромысла нажимает на стержень клапана 6 и, преодолевая сопротивление пружины 5, открывает его.

При открытом клапане внутренняя полость цилиндра сообщается с впускным или выпускным трубопроводом (в зависимости от того, какой клапан открыт). Как только кулачок своей выступающей частью минует толкатель, клапан в силу упругости своей пружины возвратится в первоначальное положение, закрыв полость цилиндра.

Чтобы за время полного рабочего цикла (два оборота коленчатого вала) распределительный вал открыл по одному разу каждый клапан двигателя за один его оборот, диаметр шестерни привода (звездочки) распределительного вала должен быть в два раза больше коленчатого вала.

При установке шестерен или звездочки распределения их совмещают по установочным меткам на их зубьях.

Когда мы рассматривали рабочий цикл двигателя, для простоты изложения условно приняли, что клапаны открываются и закрываются тогда, когда поршни находятся в мертвых точках. В действительности же они открываются с некоторым опережением, а закрываются с запаздыванием. Эти отклонения в открытии и закрытии клапанов от положения поршней в мертвых точках называются фазами газораспределения.

Необходимы они для лучшего заполнения цилиндров горючей смесью и очистки от отработавших газов.

На рисунке 2 представлены детали газораспределительного механизм а двигателя АЗЛ К-412.

Рис.2. Детали газораспределительного механизма двигателя АЗЛК-412:
1 – болт, 2 – планка, 3 – звездочка, 4 – штифт, 5 – распределительный вал, 6 – винт, 7 – установочный фланец, 8 – шайба, 9 – втулка, 10 – коромысло, 11 – колпачок, 12 – сухарики, 13 – наконечник клапана, 14, 15, 18 – упорные шайбы, 16 – внутренняя пружина, 17 – наружная пружина, 19 – направляющая втулка, 20 – седло клапана, 21 – клапан.

Распределительный вал

открывает клапаны согласно порядку работы цилиндров двигателя. Его штампуют из стали или отливают из легированного чугуна. Он имеет опорные шейки, эксцентрик для привода топливного насоса, шестерню для привода масляного насоса, кулачки. Число кулачков на распределительном вале соответствует числу клапанов двигателя. Распределительный вал вращается в стальных втулках, залитых баббитом.

Толкатели служат промежуточным звеном между штангами и кулачками распределительного вала.

Штанги передают усилия от толкателей к коромыслам. Их изготовляют в основном из дюралюминиевых трубок и в обоих концах впрессовывают стальные наконечники.

Коромысла – последнее звено для открытия клапана. Их штампуют из стали.

Клапаны обеспечивают необходимую герметичность цилиндров. На каждый цилиндр приходится по два клапана – впускной и выпускной. Так как клапаны работают в условиях высокой температуры (в особенности выпускной), изготовляют их из легированных сталей. Клапан состоит из головки с конической фаской, плотно прилетающей к седлу клапана, и стержня. Клапаны перемешаются в направляющих втулках, запрессованных в головку цилиндров.

Пружина обеспечивает плотное прилегание клапана к седлу. Чтобы обеспечить плотную посадку клапана в седле при нагреве двигателя, между клапаном и коромыслом оставляют тепловой зазор. Величина зазоров указана в технической характеристике двигателя.

Порядок работы цилиндров двигателя – это последовательность чередования одноименных тактов через равные промежутки времени. Зависит он от расположения шатунных шеек коленчатого вала и кулачков распределительного вала. О порядке работы цилиндров двигателя сказано в технической характеристике автомобиля и им должен руководствоваться водитель для того, чтобы правильно присоединять провода высокого напряжения при установке зажигания.

газораспределительный механизм

Смотрите также:

Газораспределительный механизм

Следующий механизм в устройстве автомобиля, который мы будем рассматривать — газораспределительный механизм. При помощи него происходит своевременный впуск горючей смеси и выпуск отработанных газов. Составляющие механизма:

распределительный вал,
рычаги,
впускные и выпускные клапаны с пружинами,
впускные и выпускные каналы.

Распределительный вал находится наверху головки блока цилиндров. Составляющими механизмами распределительного вала являются кулачки, расположенные над клапанами (впускным и выпускным). Для каждого клапана свой кулачок.

Во время вращения вала, кулачки служат средством согласованного движения поршней, открытия и закрытия клапанов. Посредством цепной передачи (зубчатого ремня) от коленчатого вала начинает вращаться распределительный вал. Регулировка натяжения цепи привода происходит посредством специального натяжителя, зубчатого ремня – посредством натяжного ролика (рисунок 3.1).

а) на примере двигателя автомобиля ВАЗ 2106 1 — звездочка привода распределительного вала; 2 — цепь; 3 — успокоитель цепи; 4 — звездочка привода маслянного насоса; 5 — звездочка коленчатого вала; 6 — башмак натяжителя цепи; 7 — натяжитель цепи б) на примере двигателя автомобиля ВАЗ 2108 1 — зубчатый шкив распределительного вала; 2 — зубчатый ремень; 3 — зубчатый шкив коленчатого вала; 4 — зубчатый шкив водяного насоса; 5 — натяжной ролик Рис. 3.1 Звездочка привода распределительного вала. Зубчатый шкив распределительного вала

Схема работы газораспределительного механизма представлена на рисунке 3.2. Если упрощенно описать работу механизма, то это будет выглядеть так: распределительный вал вращается, на рычаг набегает кулачок, рычаг жмет на стержень впускного (выпускного) клапана, открывая его. А далее происходит выполнение всех тактов работы двигателя.

Рис. 3.2 Схема взаимодействия деталей газораспределительного механизмаа) кулачок «набежал» б) кулачок «сбежал»

Приведем примеры неисправностей газораспределительного механизма:

Стук в механизме. Причина: износ подшипников и (или) кулачков, увеличен зазор в клапанном механизме. Устранение: замена изношенныхдеталей, регулировка теплового зазора.
Цепь привода распределительного вала шумит громче обычного. Причина: износ шарнирных соединений звеньев цепи и ее удлинения. Устранение неисправности: регулировка натяжения цепи, а при износе цепи – замена.
Снижение мощности двигателя и повышенная задымленность от выхлопных газов. Причина: слабое закрытие клапанов, износ маслоотражательных колпачков, нарушение теплового зазора. Устранение неисправности: регулировка зазора, замена изношенных деталей, приладить клапаны к седлам.

При эксплуатации автомобиля необходимо следить за размером теплового зазора, натяжением цепи и зубчатого ремня. При необходимости их нужно регулировать. В этом может помочь инструкции по эксплуатации. Если же вы не хотите вникать в устройство автомобиля, регулярно посещайте станции технического обслуживания, и при первом подозрении в неисправности, обратитесь в автомастерскую.

Газораспределительный механизм — презентация онлайн

1. Газораспределительный механизм

Газораспределительный
механизм
предназначен для своевременного
впуска в цилиндры воздуха и выпуска
из них отработавших газов.

2. Устройство ГРМ

Механизм газораспределения включает в
себя
1 – шестерня распределительного вала;
2 – упорное кольцо;
3 – упорный фланец;
4 – толкатели;
5 – впускной клапан;
6 – разжимная пружина;
7 – направляющая втулка клапана;
8 – наружная пружина;
9 – сухарик;
10 – тарелка;
11 – регулировочный винт
декомпрессионного механизма;
12 – коромысло клапана;
13 – регулировочный винт;
14 – рукоятка управления декомпрессором;
15 – валик декомпрессора;
16 – ось коромысел; 17 – стойка;
18 – выпускной клапан; 19 – штанги;
20 – внутренняя пружина;
21 – распределительный вал; 22 – втулка.

3. Принцип действия ГРМ

При работе двигателя вращение от коленчатого вала через шестерни коленчатого вала и
распределительного вала передается распределительному валу, на котором в
определенном порядке установлены кулачки. Когда кулачек займет верхнее положение, он
поднимает толкатель.
Толкатель при этом поднимет штангу, которая, упираясь в головку регулировочного
болта, повернет коромысло вокруг его оси, и левая, более длинная часть коромысла,

нажмет на стержень клапана. Клапан опустится и откроет отверстие соответствующего
трубопровода, а пружина сожмется.
Как только кулачек, вращаясь, сойдет с толкателя, клапан под действием
распрямляющейся сжатой пружины поднимется и плотно прижмется к гнезду с большой
силой и герметически закроет отверстие трубопровода.

4. Детали ГРМ Распределительный вал

Распределительный вал стальной. На
нем находятся опорные шейки и кулачки.
Два крайних и два средних кулачка
служат для открытия выпускных, а
остальные – для открытия впускных
клапанов.

Определенное расположение кулачков
соответствует порядку работы двигателя.
Для удобства установки вала диаметры
опорных шеек, начиная с передней,
должны последовательно уменьшаться.

5. Впускные и выпускные клапана и пружины

Очистка цилиндров от отработавших
газов и заполнение его воздухом
осуществляется через два отверстия
(выпускное и впускное), закрываемое
клапанами.
Клапан состоит из стержня и тарелки.
Диаметр тарелки впускного клапана
больше тарелки клапана выпускного.
Для большей износостойкости клапаны
изготавливают из легированной стали:
впускной – из хромистой, а выпускной –
из сильхромовой (жаростойкой).
Края тарелок выполнены под углом
наклона 45 градусов.
Пружины изготавливают из стальной
проволоки. Направление их витков
различное. Наличие двух пружин
уменьшает их размеры и облегчает
условия работы.

6. Клапан

1 – клапан;
2 – тарелка клапана;
3 – сухарики;
4 – втулка сухариков;
5 – пружины;
6 – опорная шайба пружин;
7 – направляющая втулка клапана.

7. Передаточные детали

1- штанга;
2 – грибовидный толкатель;
3 – втулка толкателя;
4 – толкатель с выпуклым днищем;
5 – кулачки распределительного вала;
6 – толкатель ввиде стаканчика с плоским
дном;
7 – грибовидный толкатель с кольцевой
выемкой;
8 – ось ролика;
9 – ролик.

8. Штанга, толкатели

Штанга предназначена для передачи усилия от толкателя к коромыслу.
У дизеля Д-240 штанга изготовлена из стального прутика, концам которого придана
сферическая форма.
У дизеля А-41 штанга представляет собой стальную трубку, в торцах которой
запрессованы наконечники с отверстиями для прохода масла от толкателя к коромыслу.
Толкатели предназначены для передачи усилия от кулачка распределительного вала
к штангам.
Штанги могут быть грибовидными, цилиндрическими или в виде качающегося ролика.
У дизеля Д-240 толкатель стальной, грибовидный, со сферической нижней опорной
поверхностью.
У дизеля А-41 толкатель представляет собой ролик, сидящий на игольчатом подшипнике,
ось которого закреплена в качающемся рычаге.

Для обеспечения равномерного изнашивания толкатели совершают поступательное и
вращательное движение одновременно.

9. Передаточные детали

А – с углублением в наконечнике штанги.
Б – со сферическим наконечником штанги.
1 – штанга;
2 – регулировочный винт;
3 — заглушка;
4 – контргайки;
5 – коромысло;
6 – пружина;
7 – ось коромысла;
8 – стойка;
9 – болт штуцера;
10 – отверстие для масла.

10. Коромысло

Коромысло, предназначено для
воздействия на клапан с целью его
открытия.
Коромысло – это стальной двуплечий
рычаг. Конец коромысла, нажимающий на
клапан, называется бойком.
В резьбовом отверстии короткого плеча
установлен регулировочный винт с
контргайкой, при помощи которого
изменяют зазор между бойком коромысла
и торцом стержня клапана. Продольное
перемещение коромысел по валику
предотвращают распорные пружины.
Оси коромысел выполнены пустотелыми
для подвода масла к трущимся деталям
втулок коромысел, регулировочных
винтов и штанг.

С торцов оси коромысла
закрыты заглушками.
11, 12 – коромысла.

11. Распределительные шестерни

Распределительные шестерни,
стальные.
Они размещены в картере шестерен и
предназначены для передачи вращения
от коленчатого вала на
распределительный вал и валы
топливного, гидравлического и масляного
насосов. Вращение на эти шестерни
передается через промежуточную
шестерню.
1- шестерня привода гидронасоса;
2- шестерня распределительного вала;
3- промежуточная шестерня;
4- шестерня привода ТНВД;
5- ведущая шестерня масляного насоса;
6- шестерня коленчатого вала.

12. Диаграмма фаз газораспределения

Фазами газораспределения
называют продолжительность
открытия клапанов. Их выражают
в градусах поворота коленчатого
вала относительно мертвых
точек. На диаграмме видно, что
клапаны открываются с
опережением, а закрываются с
запаздыванием. Это необходимо
для наиболее полной очистки
цилиндров от отработавших газов
и лучшего наполнения цилиндров
воздухом, что ведет к повышению
мощности двигателя.

Углы, показанные на диаграмме,
зависят от взаимного
расположения кулачков, их
профиля и значения зазора
между клапанами и коромыслами.

13. Неисправности ГРМ

Неисправность
Причина
Двигатель не пускается
Недостаточная герметичность клапанов
Двигатель работает с перебоями и не
развивает номинальной мощности
Зависает клапан
Дымный выпуск отработанных газов:
Черный дым
Неполное сгорание топлива ввиду неправильной
установки распределительных шестерен
Стуки в двигателе (легкий металлический
стук)
Большой зазор между торцом клапана и бойком
коромысла

14. Контрольные вопросы

1. Для чего предназначен ГРМ?
Предназначен для своевременного впуска в цилиндры воздуха и выпуска отработавших
газов.
2. Что включает в себя ГРМ?
Распределительный вал, толкатель, штанга, регулировочный винт, коромысло, ось
коромысла, тарелки, сухарики, клапана впускной и выпускной, пружины, втулки.

3. Что называют фазами газораспределения?
Фазами газораспределения называют продолжительность открытия клапанов.
4. Почему диаметр тарелок впускных клапанов больше, чем у выпускных?
Для лучшего наполнения цилиндров.
5. Почему на клапане устанавливают две пружины?
Наличие двух пружин уменьшает их размеры и облегчает условия работы.
6. Какие детали и в какой последовательности передают движение от коленчатого
вала к клапанам?
Шестерня коленчатого вала- шестерня распределительного вала- кулачок
распределительного вала – толкатель – штанга – регулировочный винт – коромысло
нажимает на стержень клапана и, преодолевая сопротивление пружин, открывает клапан.

15. Контрольные вопросы

7. Из какого материала изготавливают впускные и выпускные клапана?
Клапаны изготавливают из легированной стали: впускной – из хромистой, а выпускной – из
сильхромовой (жаростойкой).
8. Для чего предназначено коромысло?
Коромысло, предназначено для воздействия на клапан с целью его открытия.

9. Для чего предназначены толкатели?
Толкатели предназначены для передачи усилия от кулачка распределительного вала к
штангам.
10. Какой тип толкателя установлен на дизеле Д-240?
У дизеля Д-240 толкатель стальной, грибовидный, со сферической нижней опорной
поверхностью.
11. Для чего предназначены штанги?
Штанги предназначена для передачи усилия от толкателя к коромыслу.
12. Какой тип штанги установлен на дизеле А-41?
У дизеля А-41 штанга представляет собой стальную трубку, в торцах которой запрессованы
наконечники с отверстиями для прохода масла от толкателя к коромыслу.
13. Почему диаметр шестерни коленчатого вала в два раза меньше диаметра
шестерни распределительного вала?
В 4-хтактных двигателях за один рабочий цикл впускной и выпускной клапаны открываются
один раз.
За два оборота коленчатого вала распределительный вал должен сделать только один
оборот.

16. Изготовление распределительного вала

17.

Используемая литература 1. Пучин, Е.А. Техническое обслуживание и ремонт тракторов: учебное пособие для нач.
проф. образования/ Е.А. Пучин. – 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр
«Академия», 2010 . – 208 с.
2. Родичев, В.А. Тракторы: учебное пособие для нач. проф. образования/ В.А.Родичев. – 5е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2009 . – 228 с.

Тема 13:»Газораспределительный механизм» — Автомеханик. Персональный сайт преподавателя Добровольского Е.И.

Подробности: Автор: Добровольский Е.И.; Опубликовано: 27 Октябрь 2013

Основные типы механизмов газораспределения

Газораспределительный механизм служит для своевременного впуска в цилиндр горючей смеси (у карбюраторных двигателей) или воздуха (у дизелей) и для выпуска отработавших газов. При тактах сжатия и рабочего хода газораспределительный механизм надежно изолирует камеры сгорания от окружающей среды.

Все четырехтактные карбюраторные двигатели и дизели имеют клапанные газораспределительные механизмы. У этих двигателей впуск горючей смеси или воздуха происходит через впускные клапаны, а выпуск отработавших газов — через выпускные клапаны.

У двухтактных двигателей роль клапанов выполняют три окна: выпускное, впускное и продувочное. Процесс газораспределения у двухтактных двигателей реализуется с помощью кривошипно-шатунного механизма, который при возвратно-поступательном движении поочередно открывает и закрывает окна, осуществляя впуск в цилиндр горючей смеси или выпуск отработавших газов, а также сжатие рабочей смеси и рабочий ход.

Газораспределительные механизмы могут иметь нижнее или верхнее расположение клапанов.

Газораспределительные механизмы с нижним расположением клапанов и распределительного вала (рис. 1). В настоящее время они встречаются редко (двигатели автомобилей ЗИЛ-157КД и ГАЗ-52-04). Распределительный вал в этом случае расположен в блоке цилиндров и на его кулачки 10 непосредственно опираются толкатели 9, в которые ввернуты регулировочные болты 7 с контргайками 8. Гнездо 1 клапана 2 запрессовано в блок цилиндров, а сам клапан помещен в направляющей втулке 3. Закрывается клапан пружиной 4, одним концом упирающейся в блок цилиндров, а другим — в тарелку пружины 6. Тарелка пружины удерживается на нижнем конце стержня клапана при помощи сухарей 5, вставленных в кольцевую проточку. Преимуществом такого механизма является простота устройства, небольшое количество деталей и низкая стоимость.

К недостаткам относят сложность регулировки тепловых зазоров между стержнем клапана и регулировочным болтом толкателя. Наполнение цилиндров при нижнем расположении клапанов недостаточное, так как горючей смеси для поступления в цилиндр нужно проделать сложный путь, проходя горизонтальные участки и подъемы.

Рис.1. Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов и распределительного вала

Современные двигатели обычно имеют газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов, так как в этом случае камера сгорания получается компактной, улучшается наполнение цилиндров, упрощается регулировка клапанов и значительно уменьшаются потери теплоты с охлаждающей жидкостью (двигатели автомобилей ЗИЛ-431410, КамАЗ-5320, ГАЗ-3110 «Волга». ВАЗ-2108 «Спутник»).

Газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала (рис. 2). Такие механизмы имеют более сложное устройство и применяются на двигателях автомобилей ЗИЛ-433100, -5301, «ГАЗель», «Волга», ГАЗ-3307. У этих двигателей распределительный вал 10 расположен в блоке цилиндров 19. На кулачки вала опираются толкатели 9, которые при помощи штанг 18 через регулировочные винты 16 передают усилие на коромысло 15, а с него на стержень клапана 2. Седло клапана 1 запрессовано в головку блока цилиндров. Механизм более сложный и дорогой по сравнению с механизмом с нижним расположением клапанов, но процесс регулировки тепловых зазоров намного проще, так как подготовительная работа заключается в снятии крышки головки блока 14. При таком механизме улучшается наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом, а также очистка цилиндров от отработавших газов.

Рис. 2. Газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала

При верхнем расположении распределительного вала отсутствуют толкатели и штанги, вследствие чего уменьшаются масса и инерционные силы клапанного механизма, что дает возможность увеличить частоту вращения коленчатого вала и уменьшить уровень шума при работе двигателя.

Механизм газораспределения с верхним расположением клапанов и распределительного вала (рис. 3). Он проще по устройству, так как у него отсутствуют толкатели и штанги. Коромысла 10 устанавливаются на осях коромысел 9 и одним концом опираются на кулачки распределительного вала 11. В другой конец ввернут регулировочный винт 6, который и передает усилия на стержень клапана 2.

Рис.3. Механизм газораспределения с верхним расположением клапанов и распределительного вала

Недостатком этого механизма является более сложное устройство привода распределительного вала.

Верхнее расположение распределительного вала применяют в быстроходных двигателях, так как в этом случае движение передается от кулачка распределительного вала через коромысло на клапан и можно отказаться от промежуточных деталей механизма газораспределения (толкателей и штанг), имеющих возвратно-поступательное движение и большую инерцию.

В двигателях заднеприводных автомобилей ВАЗ (рис.4) распределительный вал расположен в отдельном картере на головке 1 блока цилиндров и вращается в подшипниках скольжения. Привод к клапанам 2, размещенным в один ряд, осуществляется непосредственно от кулачков 6 распределительного вала через одноплечие рычаги (рокеры) 4. Одним концом одноплечий рычаг опирается на стержень клапана, другим — на сферическую головку болта 7 и удерживается на ней при помощи шпилечной пружины.

Рис. 4. Газораспределительный механизм двигателей с верхним расположением распределительных валов автомобилей ВАЗ-2105, -2107 «Жигули»: 1 – головка цилиндров; 2 – клапан; 3 – маслоотражательный колпачок; 4 – рычаг клапана; 5 – корпус подшипников распределительного вала; 6 – распределительный вал; 7 – регулировочный болт; 8 – контргайка болта; А – зазор между рычагом и кулачком распределительного вала

В двигателях автомобилей «Москвич» (рис. 5) клапаны 1 расположены в два ряда и приводятся в действие коромыслами 3 от кулачков 2 распределительного вала. Для регулировки теплового зазора в клапанах служит регулировочный болт 5 с контргайкой 6, который связан со сферическим наконечником 4.

В двигателях переднеприводных автомобилей ВАЗ-2108 «Спутник», ВАЗ-2109 верхний распределительный вал установлен в отдельном корпусе 4 (рис. 6), расположенном на головке блока цилиндров 1, в которую запрессованы чугунные седла клапанов и направляющие втулки клапанов 2. Верхняя часть втулок уплотняется металлорезиновыми маслоотражательными колпачками 7.

Рис.5. Газораспределительный механизм двигателя с верхним расположением распределительного вала автомобиля «Москвич-21412»: 1 — клапаны; 2 — кулачки; 3— коромысла; 4 — сферический наконечник; 5 — болт; 6 — контргайка; h — тепловой зазор

Клапаны 2 приводятся в действие непосредственно кулачками 5 через цилиндрические толкатели 3 без промежуточных рычагов. В гнездах толкателей находятся шайбы 6 для регулировки зазора 8 в клапанном механизме.

Рис. 6. Газораспределительный механизм двигателей с верхним расположением распределительных валов автомобилей ВАЗ-2108 «Спутник», ВАЗ-2109: 1 — головка цилиндров; 2 — клапан; 3 — толкатель; 4 — корпус распределительного вала; 5 — кулачок; 6 — регулировочная шайба; 7 — маслоотражательный колпачок; 8 — тепловой зазор

Рис. 7. Газораспределительный механизм двигателя с верхним расположением распределительных валов автомобиля ГАЗ-3110 «Волга»

Во время сжатия и рабочего хода клапаны неподвижны и пружинами плотно прижаты к гнездам, закрывая впускные и выпускные каналы. При вращении коленчатого вала вращение через шестерни передается на распределительный вал, который, вращаясь, кулачками набегает на толкатели и поднимает их вместе со штангами. Штанга поворачивает на оси коромысло, которое бойком нажимает на стержень клапана и опускает его, открывая впускной или выпускной трубопроводы. При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок выходит из-под толкателя, освобождая толкатель и коромысло, и клапанный механизм под действием пружин возвращается в первоначальное положение. Затем весь процесс повторяется.

Механизм газораспределения V-образного двигателя

На V-образных восьмицилиндровых двигателях применяют верхнее расположение клапанов (рис. 8). Нижний распределительный вал таких двигателей, установленный в развале блока, является общим для клапанов правого и левого рядов цилиндров.

Открытие клапанов впускного 6 и выпускного 2, перемещающихся в направляющих втулках, происходит под действием усилия, передаваемого от кулачков и через толкатели 8 штанги 7 и коромысла 4, установленные на осях 5 коромысел. Закрытие клапанов осуществляется под действием пружин, нижние концы которых упираются в шайбы. При наличии у выпускных клапанов механизма вращения их пружины опираются на опорные шайбы этих механизмов. Верхними концами пружины обоих клапанов упираются в тарелки. За два оборота коленчатого вала впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра открываются один раз, а распределительный вал за этот период делает один оборот. Следовательно, распределительный вал вращается в два раза медленнее коленчатого вала. Поэтому зубчатое колесо распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня коленчатого вала.

Рис. 8. Газораспределительный механизм V-образного двигателя: 1 — выпускной трубопровод;

2 — выпускной клапан; 3 — впускной трубопровод; 4 — коромысло; 5 — ось коромысла; 6 — впускной клапан; 7 — штанга; 8 — толкатель; 9 — распределительный вал

Распределительный вал. Распределительный вал изготавливают из стали или специального чугуна и подвергают термической обработке. Профиль его кулачков, как впускных, так и выпускных, у большинства двигателей делают одинаковым.

Рис.9. Распределительный вал

Одноименные (впускные и выпускные) кулачки располагаются в четырехцилиндровом двигателе под углом 90°, в шестицилиндровом — под углом 60°, а в восьмицилиндровом — под углом 45°. При шлифовании кулачкам придают небольшую конусность. Взаимодействие сферической поверхности торца толкателей 19 с конической поверхностью кулачков обеспечивает их поворот в процессе работы.

Начиная с передней опорной шейки, диаметр шеек уменьшается, что облегчает установку распределительного вала в картере двигателя. Число опорных шеек обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала. Втулки опорных шеек изготавливают из стали, а внутреннюю поверхность их покрывают антифрикционным сплавом.

Привод распределительного вала. Распределительный вал приводится от коленчатого вала зубчатой, цепной передачей или посредством зубчатого ремня. На двигателях ЗИЛ-508 автомобилей семейства ЗИЛ ведущая шестерня 1 (рис. 10) установлена на переднем конце коленчатого вала, а ведомое колесо 8 — на переднем конце распределительного вала и закреплено гайкой.

Зубчатые колеса привода должны входить в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов, что обеспечивает правильность заданных фаз газораспределения и порядка работы двигателя. Поэтому при сборке двигателя зубчатые колеса вводятся в зацепление по меткам (метка «а» на рис. 10) на их зубьях (на впадине между зубьями колеса и на зубе шестерни).

Рис. 10. Установочные метки на распределительных шестернях:

1- ведущая шестерня; 2 – ведомая шестерня; а – метки

Чтобы уменьшить уровень шума зубчатых колес, их изготавливают с косыми зубьями и из различных материалов. На коленчатом валу устанавливают стальную шестерню, а на распределительном — чугунное (двигатели автомобилей ЗИЛ-431410, МАЗ-5335) или текстолитовое колесо (двигатели автомобилей ГАЗ-3307, -3302. -2705 «ГАЗель»).

В двигателях автомобилей ВАЗ (с приводом на задние колеса) газораспределительный механизм приводится в действие от коленчатого вала двухрядной втулочно-роликовой цепью 4 (рис. 11), которая соединяет ведущую звездочку 1 коленчатого вала со звездочкой 5 распределительного вала и звездочкой 2 валика привода масляного насоса и распределителя зажигания. При резком изменении частоты вращения коленчатого вала появляются колебания ветви цепи, для гашения которых служит пластмассовая колодка 3 (успокоитель). С противоположной стороны колодки 3 размещается башмак 7 натяжного устройства. Один конец башмака закреплен на оси, а другой соединяется с регулировочным механизмом 6, прижимающим башмак к цепи. Цепь натягивают при помощи гайки регулировочного механизма.

Рис.11.Цепной привод распределительного вала

В двигателях переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ-2108 «Спутник», ВАЗ-2109 и других привод газораспределительного механизма (рис.12) состоит из двух зубчатых шкивов 1 и 4, установленных на коленчатом и распределительном валах 5, натяжного ролика 3 и зубчатого ремня 2. Этим же ремнем приводится во вращение и шкив насоса охлаждающей жидкости.

Рис.12.Ременной привод распределительного вала

Основной особенностью такого привода является зубчатый эластичный ремень с зубьями полукруглой формы. Его изготавливают из маслостойкой резины, армированной кордом из стекловолокна. Зубья для повышения износостойкости покрыты эластичной тканью.

Детали клапанного привода

В газораспределительном механизме с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала клапаны имеют привод через передаточные детали (толкатели, штанги и коромысла).

Толкатели. Они предназначены для передачи усилия от распределительного вала через штанги к коромыслам. Изготавливают их из стали или чугуна. Толкатели (рис.13) бывают цилиндрические и рычажно-роликовые. В дизелях ЯМЗ-236М2 и -238М2 применяют рычажно-роликовые толкатели качающегося типа (рис. 13, а), установленные на оси 1 над распределительным валом. Ролик 2 толкателя 3 опирается на кулачок распределительного вала. Ось ролика вращается на игольчатых подшипниках, поэтому при перекатывании ролика по кулачку трение скольжения заменяется трением качения, что повышает срок службы толкателя. Сверху на толкатель опирается штанга 4.

В двигателях ЗИЛ-508, ЗМЗ-511 и КамАЗ-740, Д-245.12 применяют цилиндрические толкатели 7(рис. 13, б), установленные в специальных отверстиях — направляющих. В дизеле КамАЗ-740 применяют съемные направляющие. Внутренняя полость толкателя имеет сферическую поверхность 8 под штангу и отверстие 9 для слива масла. Для повышения работоспособности торцовую поверхность 10 стальных толкателей в месте соприкосновения с кулачком наплавляют специальным износостойким чугуном.

Штанги. Для передачи усилия от толкателей к коромыслам служат штанги, которые изготавливают из стального прутка с закаленными концами (двигатели ЗИЛ-508) или стержня из алюминиевого сплава (двигатели ЗМЗ-511 и -4022) со стальными сферическими наконечниками.

В дизелях ЯМЗ и КамАЗ, Д-245.12 штанги 4 (рис. 13, б) делают обычно из стальной трубки. На концах штанг напрессовывают стальные сферические наконечники 11, которыми они с одной стороны упираются в сферические поверхности регулировочных винтов 5 (рис. 13, а), ввернутых в коромысла 6, а с другой — в толкатели.

Коромысла. Для передачи усилия от штанги к клапану служит коромысло, представляющее собой неравноплечий рычаг, изготовленный из стали или чугуна. Плечо а коромысла примерно в 1,5 раза больше плеча b. Наличие длинного плеча коромысла не только уменьшает ход толкателя и штанги, но и снижает силы инерции, возникающие при их движении, что способствует повышению долговечности деталей привода клапанов.

Коромысла карбюраторных двигателей расположены на общей полой оси 5 (рис. 8), в конце которой запрессованы заглушки, что позволяет подводить масло к бронзовым втулкам коромысел и сферическим наконечникам регулировочных болтов 15. Оси 13 в сборе с коромыслами устанавливают на каждой головке цилиндра с помощью стоек 16. На дизелях оси коромысел выполнены как одно целое со стойками и каждое коромысло качается на своей оси.

Рис. 13. Детали привода клапанов дизелей: а — ЯМЗ; б — КамАЗ; 1 — ось; 2 — ролик; 3, 7 — толкатели; 4 — штанги; 5 — регулировочный винт; 6 — коромысло; 8 — сферическая поверхность под штангу; 9 — отверстие для слива масла; 10 — наплавленная поверхность толкателей; 11 — наконечник; а и b — плечи коромысла

Клапаны. Открытие и закрытие впускных и выпускных каналов, соединяющих цилиндры с газопроводами системы питания, происходят при помощи клапанов. Клапан (рис. 14, а) состоит из плоской головки 16 и стержня 1, соединенных между собой плавным переходом. Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают значительно больше, чем диаметр выпускного.

Так как клапаны работают в условиях высоких температур, их изготавливают из высококачественных сталей. Впускные клапаны делают из хромистой стали, выпускные — из жаростойкой, так как последние соприкасаются с горячими отработавшими газами и нагреваются до температуры 600…800°С. Высокая температура нагрева клапанов вызывает необходимость установки в головке цилиндров специальных вставок 15 из жаропрочного чугуна, которые называются седлами. Применение вставных седел повышает срок службы головки цилиндров и клапанов.

Для плотного прилегания к седлам рабочие поверхности головок клапанов делают коническими, в виде тщательно обработанных фасок (под углами 45 или 30°).

Стержни 1 клапанов имеют цилиндрическую форму. Они перемешаются в чугунных или металлокерамических направляющих втулках 2, запрессованных в головку блока. На конце стержня проточены цилиндрические канавки под выступы конических сухариков 10, которые прижимаются к конической поверхности тарелки 9 под действием пружины 8.

В дизелях ЯМЗ, КамАЗ и двигателях автомобилей ГАЗ, «Москвич», ВАЗ для улучшения резонансной характеристики и повышения работоспособности газораспределительного механизма клапаны прижимаются к седлам не одной, а двумя пружинами. В этом случае направление витков пружин делается различным, чтобы при поломке одной из пружин ее витки не попали между витками другой и не нарушилась безотказная работа клапанного механизма.

На впускных клапанах под опорные шайбы или в верхней части направляющих втулок (у двигателей ЗИЛ, КамАЗ, ЗМЗ) устанавливают резиновые манжеты или колпачки, которые при открытии клапанов плотно прижимаются к его стержню и направляющей втулке, вследствие чего устраняется возможная утечка (подсос) масла в цилиндры через зазор между втулкой и стержнем клапана (при такте впуска).

Рис. 14. Выпускной клапан двигателя автомобиля ЗИЛ-431410 с механизмом вращения:

а — выпускной клапан, установленный на головке цилиндров; б, в — соответственно начальное и конечное рабочие положения механизма вращения клапана; 1 — стержень клапана; 2 — направляющая втулка; 3 — замочное кольцо; 4 — корпус механизма вращения; 5 — шарики; 6 — опорная шайба; 7 — замочное кольцо; 8 — пружина; 9 — тарелка; 10 — сухарики; 11 — дисковая пружина; 12 — возвратная пружина; 13 — металлический натрий; 14— головка цилиндров; 15 — седло; 16 — головка клапана

В двигателях ЗИЛ-508 и -511 для лучшего отвода теплоты от выпускных клапанов введено натриевое охлаждение. С этой целью клапан делают полым и его полость заполняют на 3/4 объема металлическим натрием 13 (рис. 14, а). Натрий имеет высокую теплопроводность и плавится при температуре 98 °С. Во время работы двигателя расплавленный натрий омывает внутреннюю полость клапана, при этом теплота от его головки передается к стержню и через направляющую втулку и головку цилиндров отводится к охлаждающей жидкости.

Выпускные клапаны V-образных карбюраторных двигателей ЗИЛ имеют механизм принудительного вращения. Он состоит из корпуса 4 (рис. 14, а), который расположен в углублении головки цилиндра 14 на направляющей втулке 2, закрепленной замочным кольцом 3; пяти шариков 5, установленных вместе с возвратными пружинами 12 в наклонных пазах корпуса; опорной шайбы 6 и конической дисковой пружины 11. Пружина 11 и шайба 6 свободно надеты на выступ корпуса и закреплены на нем замочным кольцом 7.

При закрытом клапане, когда усилие пружины 8 невелико (рис. 14, б), дисковая пружина 11 выгнута наружным краем вверх, а внутренним упирается в заплечики корпуса 4 механизма вращения. При этом шарики 5 в конических пазах корпуса отжаты возвратными пружинами 12 в крайнее положение.

Когда клапан начинает открываться, усилие пружины 8 возрастает, в результате чего дисковая пружина 11 (рис. 14, в) выпрямляется и передает усилие пружины 8 на шарики 5, которые, перекатываясь по наклонным пазам корпуса, поворачивают дисковую пружину 11, опорную шайбу 6, клапанную пружину 8 и сам клапан относительно его первоначального положения.

Во время закрытия клапана усилие клапанной пружины 8 уменьшается. При этом дисковая пружина 11 прогибается до своего исходного положения и освобождает шарики 5, которые под действием возвратных пружин 12 возвращаются в первоначальное положение, подготавливая механизм вращения к новому циклу поворота клапана.

При частоте вращения коленчатого вала около 3000 об/мин частота вращения выпускного клапана достигает 30 об/мин.

Чтобы обеспечить плотное прилегание головки клапана к седлу, необходим определенный тепловой зазор между стержнем клапана и носком (винтом) коромысла. Тепловые зазоры в клапанах изменяются вследствие их нагрева, изнашивания и нарушений регулировок. Когда зазор в клапанах увеличен, они открываются не полностью, в результате чего ухудшается наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгорания, а также повышаются ударные нагрузки на детали клапанного механизма.

При недостаточном зазоре клапаны неплотно садятся на седла, вследствие чего происходят утечки газов, образование нагара с обгоранием рабочих поверхностей седла и клапана. Из-за неплотной посадки клапанов при такте сжатия рабочая смесь может попадать в выпускной газопровод, а в процессе такта расширения газы, имеющие высокую температуру, могут прорываться в впускной газопровод, вследствие чего в этих газопроводах возможны хлопки или вспышки, что является признаком неплотной посадки клапанов.

Фазы газораспределения

Под фазами газораспределения понимают моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала. Фазы газораспределения изображаются круговыми диаграммами, их подбирают экспериментальным путем при доводке опытных образцов двигателей.

При рассмотрении рабочих процессов ДВС в первом приближении было принято, что открытие и закрытие клапанов происходят в мертвых точках. Однако в действительности открытие и закрытие клапанов не совпадают с положением поршней в мёртвых точках. Это связано с тем, что время, приходящееся на такты впуска и выпуска, очень мало, и при максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя оно составляет тысячные доли секунды. Поэтому если открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов будут происходить точно в мертвых точках, то наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгорания будут недостаточными. В связи с этим моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях происходят с определенным опережением или запаздыванием относительно положения поршней в ВМТ и НМТ.

Рис. 15. Диаграмма фаз газораспределения двигателя ЗИЛ-508:

1 — впускной клапан; 2 — выпускной клапан

Из диаграммы фаз газораспределения двигателя ЗИЛ-508 (рис. 15) видно, что впускной клапан открывается за 31° до прихода поршня в ВМТ, а выпускной клапан закрывается при угле 47° поворота коленчатого вала после прохождения ВМТ, следовательно, угол перекрытия клапанов составляет 78°. Открытие выпускного клапана происходит с опережением на 67° до прихода поршня в НМТ, а закрытие выпускного клапана — с запаздыванием на 83° после прохождения поршнем НМТ. Таким образом, общая продолжительность открытия каждого клапана составляет 294° по углу поворота коленчатого вала двигателя.

Моменты, когда оба клапана одновременно открыты, называют перекрытием клапанов. В это время происходит продувка цилиндров от отработавших газов свежей горючей смесью.

Рассмотренные фазы газораспределения двигателя ЗИЛ-508 получены при зазоре в обоих клапанах 0,3 мм (между носком коромысла и торцом стержня клапана). При уменьшении зазора продолжительность открытия впускного и выпускного клапанов возрастает, а при увеличении зазора — уменьшается.

Для закрепления полученных знаний просмотрите видеоролик » Газораспределительный механизм «

Просмотр доступен только для авторизованных пользователей сайта.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. Пузанков А.Г. Автомобили: устройство и техническое обслуживание: учебник для студ. Учреждений сред.проф. образования/ — М.: Издательский центр «Академия», 2007. — 640 с.

2. Морозов Н.Д. и др. Устройство и ремонт автомобилей. Учебник, Изд.2-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1972. -304с.

3.Иллюстрации, находящиеся в сети Интернет в свободном доступе.

4. Материалы, размещенные на сайтах:

www.youtube.com/

tezcar.ru

www.autoprospect.ru

autoustroistvo.ru/

ru.wikipedia.org/

Подробности: Просмотров: 2044

Системы газораспределения — Регуляторы

Газораспределительные системы: надежные регуляторы

Хассан Эль Гул, инженер по решениям в области механики
30 ноября 2020 г.

Краткое введение в газораспределительные системы

Газораспределительные системы являются частью различных приложений, таких как химические установки, медицинские и экспериментальные лаборатории и производственные предприятия в целом. Эти системы состоят из линий, транспортирующих газы от их источников к месту использования, в дополнение к компонентам, которые регулируют поток или давление этих газов.

В этой серии мы рассмотрим различные готовые газораспределительные системы Swagelok, вопросы применения газа, передовой опыт и способы оптимизации безопасности и производительности системы.

предложить темы для будущих сообщений в блоге

Вопросы контроля давления

Требования к давлению и ограничения в жидкостной системе часто являются краеугольным камнем эффективной конструкции. Ограничения по давлению важны для обеспечения целостности материала компонентов и предотвращения избыточного давления, которое может произойти в анализаторах.Разница в давлении, оказываемом жидкостью на стенки между компонентами системы, заставляет эту жидкость двигаться. Насколько это давление важно, настолько же важно его регулирование.

Мы начнем с представления важнейших аспектов надежного регулятора и подробно рассмотрим его различные компоненты. В будущих блогах мы рассмотрим ключевые факторы эффективности регулирующих органов и углубимся в отраслевые приложения.

Исторически сложилось так, что компоненты гидравлической системы разрабатывались для снижения, поддержания и сброса давления.На протяжении многих лет конструкция компонентов совершенствовалась для повышения эффективности и надежности системы.

Работа таких компонентов, как предохранительные клапаны, регуляторы давления и обратные клапаны, зависит от давления. Неправильный выбор компонентов по размеру или совместимости материалов может поставить под угрозу работоспособность вашей системы.

свяжитесь с нашей технической командой, чтобы помочь с выбором безопасного компонента

Перетягивание каната: достижение равновесия

Регуляторы давления являются относительно автономными компонентами, которые, в зависимости от их типа, обеспечивают различные результаты регулирования давления — снижение давления ниже по потоку или контроль давления на входе.Они постоянно ищут равновесие внутренних сил, действующих со стороны жидкости (т. е. давления на входе и выходе), и сил, действующих на пружины регулятора или купола, заполненные жидкостью. Эти силы действуют в противоположных направлениях, как перетягивание каната .

Конструкция регулятора давления играет важную роль в достижении равновесия сил, что обеспечивает надежный результат — точное и относительно стабильное выходное давление. Отказ проявляется по-разному, чаще всего из-за избыточного давления из-за внутреннего повреждения диафрагм, седел или других частей компонентов.

Обзор регулятора давления

Давайте подробнее рассмотрим редукционный регулятор, чтобы лучше понять его различные компоненты и определить ключевые факторы надежной конструкции регулятора.

1- Седло
Геометрия седла является ключевым фактором, позволяющим регулировать тарельчатый клапан при изменении расхода. Любая, даже самая маленькая, деформация седла повлияет на поведение потока и, в свою очередь, на результат регулирования давления.

Таким образом, материал седла имеет решающее значение, так как присутствие неожиданных посторонних частиц в потоке является обычным явлением, а также возможен шанс попадания частиц через фильтр на седло. В дополнение к разнообразным материалам седла, PCTFE является одним из наиболее распространенных материалов, используемых в седлах регуляторов. Он обеспечивает оптимальное сопротивление пластической деформации, термостойкость и достаточную эластичность, чтобы при необходимости тарелка могла прилегать к седлу; хотя регулятор не должен использоваться в качестве запорного устройства.

Одним из неблагоприятных последствий повреждения седла является ползучесть, нежелательное увеличение давления на выходе со временем и в заданной точке давления. Это вызвано повреждением седла из-за наличия частиц технологического абразива, контактирующих с седлом при высоких расходах.Это позволяет потоку просачиваться и вызывать равновесие сил, тем самым побуждая регулятор повышать давление. Мы будем говорить о крипе более подробно в следующих статьях блога.

2- Конструкция чувствительного элемента: конструкция и материал ).

2.1- Мембрана
Диафрагма имеет гофрированную форму для увеличения площади поверхности и повышения чувствительности. Извилины увеличивают срок службы регулятора за счет уменьшения его перемещения, тем самым уменьшая напряжения, вызывающие усталость.

Толстая диафрагма будет менее чувствительна к изменениям давления и потребует дополнительных материальных затрат, а тонкая диафрагма подвержена разрыву при более высоких или внезапных изменениях давления.

В дополнение к эластомерам и ПТФЭ в диафрагмах обычно используется сплав X-750 (инконель) из-за его химической стойкости к воздействию различных жидкостей.

2.2- Поршень
Для применений с высоким давлением требуются чувствительные элементы, менее чувствительные к повреждениям. Поршни в значительной степени зависят от геометрии, а не от толщины, чтобы реагировать на изменения давления. Они менее чувствительны к градиентам давления с высоким разрешением, но могут выдерживать относительно высокие давления (более 500 фунтов на кв. дюйм).

Нержавеющая сталь обычно используется для изготовления поршней, учитывая ее прочность и относительно хорошую химическую совместимость с широким спектром жидкостей.

Поршни регулируются путем скольжения вверх и вниз, поэтому требуются уплотнительные кольца и смазка. Несмотря на потребность в дополнительных компонентах, предпочтительно использовать поршни в водородных приложениях, поскольку они не подвержены охрупчиванию, которое может произойти в металлических диафрагмах.

3- Конструкция нагружающего элемента: конструкция и материал
Пружины являются обычными нагружающими элементами, используемыми как в редукционных, так и в редукционных регуляторах давления. Они находятся в динамическом состоянии, приспосабливаясь к изменениям давления, воспринимаемым диафрагмой или поршнем.

Когда поток увеличивается, перепад давления на отверстии увеличивается, что приводит к уменьшению силы, действующей на регулирующий элемент (баланс сил). Чтобы обеспечить больший поток, отверстие должно открываться, что вызывает ослабление пружины и, следовательно, снижение выходного давления.

Пружины характеризуются жесткостью, представленной жесткостью пружины (k), и длиной хода. Эти параметры влияют на поведение регулятора при изменении требуемого расхода.

Падение происходит, когда выходное давление уменьшается с увеличением расхода. Все это связано с балансом сил, как объяснялось ранее. Падение является нежелательным эффектом, и ему можно противостоять путем улучшения конструкции пружины. Выбор пружины с низкой константой жесткости и более длинным ходом уменьшает провисание регуляторов, что обычно достигается за счет использования гораздо более длинной пружины. Еще лучше убрать пружину и заменить ее заполненным купольным регулятором, который оказывает усилие на управляющий элемент за счет давления газа в куполе.Доказано, что этот тип регулятора более эффективен в борьбе с эффектами дропа.

Этот блог был введением в важнейшие аспекты надежного регулятора. В последующих блогах этой серии эти аспекты будут рассмотрены более подробно, с акцентом на производительность регулятора, а также затронуты другие регуляторы давления для конкретных приложений, такие как регуляторы покрытия бака и регуляторы переключения.

Есть еще вопросы о регуляторах?

Swagelok Центральный Онтарио | Atlantic Canada проводит веб-семинар по основам регулирования.

Технический разговор по основам регулирования

Цели сеанса:
Объясните разницу между клапаном и регулятором
Понимание терминологии регулятора
Различие компонентов внутри регулятора
Распознавание рабочих характеристик регулятора
Наши профильные эксперты предоставляют 45-минутный технический обзор с 15-минутными вопросами и ответами на протяжении всей сессии.
запишитесь на технический доклад регулятора
Посмотреть запись предыдущего технического выступления по основам регулирования:

узнать о нашей программе технических бесед и посмотреть дополнительные вебинары по запросу
Нужна помощь по конкретному приложению?
Swagelok Центральный Онтарио | Виртуальный круглый стол Atlantic Canada связывает вас с нашими местными экспертами в данной области.

записаться на виртуальный круглый стол
Мы с нетерпением ждем возможности поделиться с вами новыми знаниями.Чтобы быть в курсе наших последних сообщений в блоге, пожалуйста, подпишитесь по ссылке ниже.
подписаться на блог swage talks
Защита от избыточного давления для систем распределения природного газа
Автор: Джон Дево, Бейкер Хьюз
Природный газ — распространенное топливо, которое используется как в промышленности, так и в жилых домах, и является одним из немногих источников энергии, которые доставляются прямо в наши дома.Поскольку это также легковоспламеняющаяся и потенциально взрывоопасная жидкость, коммунальные и распределительные компании должны уделять первостепенное внимание безопасности и уделять внимание своим системам защиты для предотвращения несчастных случаев.
Как мы видели в недавних событиях, даже при наличии этих знаний и мер предосторожности все еще существует вероятность того, что что-то может пойти не так.
Каждая газовая система рассчитана и одобрена для максимально допустимого рабочего давления (MAOP). Устройства регулирования или контроля давления используются для поддержания давления в системе ниже этого максимального значения.В системах бытового водоснабжения MAOP может быть чрезвычайно низким; часто всего несколько дюймов водяного столба (<1 PSI).
Такие системы низкого давления могут быть уязвимы даже к незначительным колебаниям давления и могут привести к серьезным последствиям. Вот почему критически важно использовать оборудование или системы защиты от избыточного давления, чтобы гарантировать, что единственная точка отказа не может привести к превышению MAOP системы.
Системы подачи природного газа различаются по конструкции и давлению, и коммунальное предприятие или оператор должны выбрать подходящие устройства безопасности для своей системы в соответствии с федеральными нормами, кодексами и стандартами проектирования компании.Ниже приводится общий обзор распространенных на сегодняшний день методов обеспечения защиты от избыточного давления.
Клапан сброса давления
В прошлые годы предохранительные клапаны (ПРД) были наиболее распространенным средством защиты газопроводов от избыточного давления. Когда предохранительные клапаны обнаруживали, что давление ниже по потоку превышает заданное значение, они автоматически открывались, чтобы сбросить избыточное давление. Хотя этот метод проверен, он также имеет некоторые недостатки.
Может потребоваться более одного предохранительного клапана, чтобы обеспечить достаточную пропускную способность для всех условий, при этом каждый клапан настроен на немного отличающееся заданное давление, чтобы они срабатывали последовательно в зависимости от уровня избыточного давления в системе.Это повышение давления в данной конструкции необходимо учитывать при определении безопасного рабочего давления и давления сброса.
При сбросе эти клапаны не только шумят, но и выпускают легковоспламеняющиеся вредные парниковые газы (90-95% метана) прямо в нашу атмосферу.
Предохранительные клапаны, используемые в этих системах, могут представлять собой предохранительные регуляторы (регуляторы обратного давления), подпружиненные или пилотные, регулирующие клапаны, как правило, для систем большей производительности.
Наиболее распространенная система, используемая сегодня для станций регулирования природного газа, представляет собой два регулятора с пилотным управлением или регулирующие клапаны, последовательно соединенные, один из которых работает как «рабочий», а другой настроен на несколько более высокое установочное давление как «контрольный». Это приводит к тому, что Worker становится основным контролирующим устройством, функционирующим в нормальных условиях. Монитор будет оставаться открытым до тех пор, пока он не обнаружит, что давление ниже по потоку превысило его более высокое установленное давление, после чего он начнет закрываться и контролировать давление на более высоком уровне.Это создает избыточную систему, которая статистически снижает риск полного отказа на 400%.
Эта система может быть сконструирована с использованием регулирующих клапанов или регуляторов с пилотным управлением. Пилотные регуляторы обычно имеют более простую конструкцию и не имеют внешних выпускных отверстий (отсутствие вентиляции в окружающую среду) во время работы, и их часто предпочитают, когда позволяют требования к мощности. Конструкции с пилотным управлением предпочтительнее пружинных версий, поскольку они более чувствительны и имеют более высокую точность — обычно в пределах 1%, а не 15% для конструкций с пружинным возвратом.
Другим преимуществом является то, что пилот может полностью открыть регулятор, если давление ниже заданного значения. Это позволяет использовать его в широко открытой настройке монитора. пока рабочий выполняет свою работу правильно, монитор остается широко открытым, сводя к минимуму ограничение потока. Подпружиненный регулятор в аналогичной установке останется частично закрытым. (рис. 1)
Система рабочего/монитора
Регулирующие клапаны предпочтительны для использования в качестве рабочих/контроллеров и становятся необходимыми в системах с большим объемом или высоким перепадом давления. Используемый регулирующий клапан часто представляет собой поворотный шаровой клапан из-за его высокой собственной пропускной способности и низкого сопротивления при полном открытии.
Поскольку регулирующие клапаны не являются самодействующими, требуется датчик давления для обеспечения обратной связи по регулируемому давлению, а также необходим контроллер для изменения положения клапана в ответ на это давление. В промышленных применениях, где доступны приборный воздух или источники питания, эти устройства обычно имеют пневматический или электрический привод. Но эти ресурсы не всегда доступны в удаленных местах, где может потребоваться регулирование газа, поэтому следует рассмотреть другой, более простой вариант.
Используя природный газ более высокого давления с входной стороны системы, управляющие клапаны могут питать регулирующий клапан напрямую без какого-либо внешнего источника питания, по существу объединяя датчик/преобразователь давления и контроллер в одном устройстве. Существуют версии с чрезвычайно низким уровнем утечек, а также конструкции с вентиляцией обратно в трубопровод, исключающие вентиляцию в атмосферу. Эти устройства могут превратить регулирующий клапан в самодействующий регулятор, сохраняя при этом высокую пропускную способность и способность перепада давления клапана для тяжелых условий эксплуатации. (рис. 2 и 3)
Преимущества широко открытого монитора
(пассивный/резервный):
Минимальное значение ΔP на мониторе снижает износ монитора.
Рабочий вверх по течению может поймать мусор перед монитором.
Работник ниже по течению стал более точным и отзывчивым.
Уменьшите расход газа через контрольную пилотную систему.
Недорогая сборка.
Монитор всегда готов взять на себя управление.

Преимущества системы «рабочий/монитор» по сравнению с предохранительным клапаном:
Без выхода в атмосферу.
Газ постоянно подается в систему на безопасном уровне.
Простота обслуживания и экономичность.
Точный контроль.
Уменьшенный шум с монитором.
Еще один вариант — рабочий монитор. Эта система очень похожа на широко открытую систему мониторинга, за исключением того, что в этом случае оба компонента постоянно активно дросселируют.В рабочей конфигурации монитора каждый регулятор принимает участие в снижении давления, чтобы поэтапно уменьшать давление. Первый регулятор устанавливается на несколько более высокое давление по сравнению со вторым и становится редуктором первой ступени.
Давление на выходе вышестоящего регулятора становится давлением на входе второго регулятора, который завершает снижение давления до желаемого давления на выходе. Второй пилот/регулятор используется для определения давления в системе ниже по потоку и запускает монитор первой ступени, который вступает в действие в случае избыточного давления и поддерживает это давление ниже по потоку. (рис. 4)
Преимущества рабочего монитора
Двухступенчатая отсечка давления снижает нагрузку на регуляторы за счет распределения рабочей нагрузки.
Распределенная рабочая нагрузка снижает частоту обслуживания системы.
Снижение шума системы при том же массовом расходе.
Состояние монитора-регулятора можно определить до возникновения аварийного состояния.
Экономичный и долгосрочный.
Запорный клапан также может быть оснащен защитой от пониженного давления и обеспечивает дополнительный уровень защиты от избыточного давления в случае потери регулирования давления.Отличие заключается в том, что газ продолжает поступать, а дополнительные устройства работают для его регулирования. Но если что-то пойдет не так с этими вторичными устройствами, что тогда? Хотя это нежелательно в качестве первого метода защиты, в случае выхода из строя регулирующих устройств, как первичного, так и вторичного, ПЗК изолирует поток газа.
Отсечные клапаны
могут быть автономными устройствами или составной частью регулятора с пилотным управлением, каждый вариант оснащен собственными датчиками и механизмами управления.
Его функция проста: при обнаружении давления, превышающего заданное значение для защиты от избыточного давления, или ниже заданного значения для пониженного давления, внутренний механизм разблокируется, и изолирующая заслонка закрывается. Заслонка остается в этом положении, останавливая весь поток газа, до тех пор, пока она не будет сброшена вручную. Это обеспечивает защиту системы и удерживает систему в выключенном состоянии до тех пор, пока не будет выявлена и устранена причина сбоя. (рис. 5)
Во время нормальной работы защелка удерживает заслонку в открытом положении.Давление на выходе контролируется мембранами регулятора избыточного и пониженного давления. Сила, создаваемая чувствительным давлением, уравновешивается пружиной регулировки уставки, расположенной в корпусе пружины. Регулировочный винт можно использовать для изменения усилия пружины и контроля уставки избыточного давления или дополнительной уставки пониженного давления.
Дополнительным преимуществом запорной системы является двойная безопасность в случае защиты от пониженного давления. Газовые приборы рассчитаны на работу при определенном давлении подачи газа.Что произойдет, если давление меньше этого? Мы видим контрольные лампы в старых домашних печах, водонагревателях, печах, каминах и т. д.
Если давление газа падает слишком низко для поддержания этой запальной лампы, газ может не воспламениться при подаче. Если это произойдет, газ может скопиться в местной атмосфере, и в худшем случае это скопление газа может воспламениться, что приведет к взрыву. По этой причине защита от пониженного давления, которая перекрывает весь поток газа, если давление падает ниже безопасного уровня, также является важным фактором при проектировании системы.
Заключение
Общая безопасность системы природного газа является приоритетом для всех участников. Газовые системы могут быть очень сложными, и каждая система должна быть оценена, чтобы определить наиболее подходящую систему регулирования и безопасности для использования. Цель этой статьи — предоставить обзор нескольких методов и оборудования, которые можно использовать для обеспечения безопасной регулировки и подачи газа. P&GJ
Автор: Джон Дево.Он имеет 35-летний опыт работы в отрасли регулирующих клапанов и регуляторов.

Связанные статьи
Обзор модели данных газораспределения
Система газораспределения состоит из подключенных элементов, которые подают природный газ от источника, такого как регулятор или городская пограничная станция, к потребителю. Основными компонентами газовой системы являются трубы (магистральные и сервисные), устройства, контролирующие и регулирующие поток в этих трубах, фитинги, соединяющие трубы, и измерительное оборудование, измеряющее расход газа в трубах.
Магистрали — это трубы, по которым газ поступает от источника, например, регулятора или городской пограничной станции, к точке, примыкающей к помещению потребителя. Сервисные трубы транспортируют газ от сети к местам учета. На городской пограничной станции (также называемой городскими воротами) газотранспортная система преобразуется в распределительную. Эти функции могут иметь связанные регуляторы, регулирующие счетчики, устройства избыточного давления и одоризаторы. Регулирующие станции определяют расположение одного или нескольких регуляторов давления.
Несколько типов устройств контролируют поток газа через набор труб, а также давление, при котором подается газ.Регулятор – это механическое устройство, используемое для контролируемого снижения давления в системе газораспределения. Монитор и резервные регуляторы включены в этот тип функции. Клапан работает в трубе, пропуская поток только в одном направлении или регулируя поток с помощью плоской крышки, заглушки или другого механизма для открытия или блокировки трубы. Клапаны, обозначенные как ключевые, имеют решающее значение для моделирования и анализа. К устройствам регулирования расхода относятся любые фитинги, не являющиеся регуляторами или клапанами, которые могут управлять потоком газа и приводятся в действие машиной.
Стальные трубы, закопанные в коррозионно-активные грунты, будут подвергаться коррозии. Покрытия из эпоксидной смолы, полиэтилена или других материалов являются распространенными методами подавления коррозии. Катодная защита — еще один метод защиты подземных металлических конструкций, таких как стальные трубы, фитинги и арматура, от коррозии.
Металлические конструкции изнашиваются по мере того, как блуждающий электрический ток, обычно присутствующий в земле, течет из относительно анодной конструкции в относительно катодную почву. Наводя небольшой электрический ток на металлические конструкции, чтобы сделать их катодными, блуждающий ток течет от почвы к конструкции, и в результате конструкция защищается.
Защищенные части распределительной системы должны быть электрически отделены от незащищенных частей. Это часто достигается с помощью изолированных фитингов, таких как изолированные фланцы или изолированные компрессионные муфты.
Компоненты газораспределительной системы сгруппированы в три общие логические категории:
Эти категории содержат классы объектов, которые имеют общие свойства и/или поведение. Например, устройства можно сгруппировать, поскольку они обнаруживают и/или контролируют поток газа по трубам.Некоторые устройства измеряют расход (например, счетчики), а некоторые регулируют расход газа (например, регуляторы). Установив базовую группировку объектов, вы можете определить более конкретное сходство между объектами. В процессе этого группирования вы можете определять новые классы (называемые подклассами) и объединять некоторые классы (подтипы). Конечным результатом является набор корневых абстрактных классов, промежуточных абстрактных классов, конечных классов и отношений.
Когда вы начинаете определять свойства каждого конечного класса, появляются общие свойства. Например, и счетчики, и регуляторы имеют производителей и номера моделей. Вместо того чтобы дублировать каждое свойство в обоих объектах, вы создаете класс более высокого порядка (газовое устройство), который является абстрактным классом и содержит эти свойства. Этот класс содержит свойства, общие для всех объектов, являющихся его подклассами, и никогда не будет отдельным объектом. Этот процесс обобщения свойств приводит к набору промежуточных классов, которые представляют или моделируют систему газоснабжения.
Модели данных, включая физические и логические модели газораспределения , можно загрузить с веб-сайта Telvent-GIS.Они предоставляются в формате Visio.
%PDF-1.7 % 8911 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 8911 95 0000000016 00000 н 0000007292 00000 н 0000007618 00000 н 0000007672 00000 н 0000007805 00000 н 0000008153 00000 н 0000008582 00000 н 0000008621 00000 н 0000009967 00000 н 0000010082 00000 н 0000010565 00000 н 0000010953 00000 н 0000011204 00000 н 0000011784 00000 н 0000012035 00000 н 0000012432 00000 н 0000012881 00000 н 0000013138 00000 н 0000013637 00000 н 0000044593 00000 н 0000081912 00000 н 0000103428 00000 н 0000106079 00000 н 0000128522 00000 н 0000128779 00000 н 0000129235 00000 н 0000181833 00000 н 0000181908 00000 н 0000182012 00000 н 0000182316 00000 н 0000182373 00000 н 0000182481 00000 н 0000182538 00000 н 0000182680 00000 н 0000182737 00000 н 0000182904 00000 н 0000182961 00000 н 0000183101 00000 н 0000183329 00000 н 0000183468 00000 н 0000183525 00000 н 0000183673 00000 н 0000183885 00000 н 0000184098 00000 н 0000184155 00000 н 0000184305 00000 н 0000184453 00000 н 0000184590 00000 н 0000184647 00000 н 0000184775 00000 н 0000184985 00000 н 0000185123 00000 н 0000185180 00000 н 0000185399 00000 н 0000185455 00000 н 0000185631 00000 н 0000185795 00000 н 0000185960 00000 н 0000186016 00000 н 0000186212 00000 н 0000186372 00000 н 0000186484 00000 н 0000186540 00000 н 0000186658 00000 н 0000186714 00000 н 0000186818 00000 н 0000186874 00000 н 0000186996 00000 н 0000187052 00000 н 0000187162 00000 н 0000187218 00000 н 0000187274 00000 н 0000187330 00000 н 0000187386 00000 н 0000187532 00000 н 0000187588 00000 н 0000187644 00000 н 0000187701 00000 н 0000187887 00000 н 0000187944 00000 н 0000188001 00000 н 0000188058 00000 н 0000188115 00000 н 0000188172 00000 н 0000188360 00000 н 0000188417 00000 н 0000188609 00000 н 0000188666 00000 н 0000188723 00000 н 0000188780 00000 н 0000188986 00000 н 0000189043 00000 н 0000189100 00000 н 0000006971 00000 н 0000002246 00000 н трейлер ]/Предыдущая 4213189/XRefStm 6971>> startxref 0 %%EOF 9005 0 объект >поток hY{TSW’@I5*!0(«vԂ HPTvW;W{jj8ZێcgٮwrԹk͟E}
CDM: CDM-Home
Описание ошибки
Ошибка сайта
При публикации этого ресурса произошла ошибка.
Ресурс не найден
К сожалению, запрошенный ресурс не существует.
Проверьте URL-адрес и повторите попытку.
Источник: https://cdm.unfccc.int/projects
Предложения по устранению неполадок
<ул>
URL может быть неправильным.
Параметры, переданные этому ресурсу, могут быть неверными.
Ресурс, от которого зависит этот ресурс, может быть столкнулся с ошибкой.
Для получения более подробной информации об ошибке, пожалуйста, обратитесь к журналу ошибок.
Если ошибка повторяется, обратитесь к специалисту по обслуживанию сайта. Спасибо за терпеливость.
NotFound(‘
Ошибка сайта
\n
Произошла ошибка при публикации этого ресурса.\n
\n
Ресурс не найден
\n\n Извините, запрошенный ресурс не существует.
Проверьте URL-адрес и повторите попытку.
Источник: https://cdm.unfccc.int/projects
\n
\n\n
Устранение неполадок Предложения
\n\n
\n
URL-адрес может быть неверным.
\n
Параметры, переданные этому ресурсу, могут быть неверными.
\n
Ресурс, от которого зависит этот ресурс, может\n столкнуться с ошибкой.
\n
\n\n
Для получения более подробной информации об ошибке см.\n журнал ошибок.\n
\n\n
Если ошибка повторится, обратитесь к администратору сайта.\n Спасибо за терпение.\n
‘,)
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка браузера на прием файлов cookie
Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:
В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.
Valley Energy — Компания по распределению природного газа
— Новый веб-сайт появится в начале 2022 года
— ПЕРЕПУСКНОЙ КЛАПАН УВЕДОМЛЕНИЕ . .. Перепускной клапан (EFV) представляет собой механическое устройство, устанавливаемое внутри линии распределения природного газа между улицей и счетчиком.EFV предназначены для автоматического отключения подачи природного газа в случае обрыва линии обслуживания. EFV сконструированы таким образом, что обычное использование, такое как включение приборов, не приводит к срабатыванию клапана.
EFV не устанавливаются на линиях обслуживания, которые работают при давлении менее 10 фунтов на кв. Некоторые другие условия могут также запрещать установку EFV
Если существующая линия обслуживания еще не оборудована EFV, клиент может потребовать, чтобы компания Valley Energy установила EFV на существующей подходящей линии подачи газа по взаимно согласованной цене. Дата.Стоимость установки устройства оплачивает заказчик. Однако затраты будут различаться; минимальная ориентировочная стоимость составляет 1500 долларов США.