Zawory i gniazda zaworowe to para kluczowych elementów mechanizmu rozrządu zaworowego silnika (układu kontrolującego „oddychanie” silnika). Współpracują ze sobą, aby precyzyjnie otwierać i zamykać kanały dolotowe i wylotowe we właściwym czasie. Pomyśl o nich jak o „zaworach i framugach drzwi” silnika.
Konkretnie:
-
Zawór – składa się z główki w kształcie dysku (powszechnie zwanej „głowicą zaworu” lub „głowicą grzybkową”) i smukłego trzonka. Głowica uszczelnia lub otwiera przepływ gazu, natomiast trzpień zapewnia prowadzenie i przenosi siłę napędową.
-
Gniazdo zaworu – jest to metalowy element w kształcie pierścienia osadzony bezpośrednio w głowicy cylindra (lub bloku cylindrów), który ściśle przylega do stożkowej powierzchni głowicy zaworu. Pełni funkcję „ościeżnicy” zapewniając precyzyjną i trwałą powierzchnię uszczelniającą zawór.
Jak one działają?
Kiedy wałek rozrządu naciska na wahacz lub popychacz, zawór zostaje przesunięty w dół, podnosząc gniazdo zaworu i otwierając kanał dolotowy/wydechowy. Kiedy wałek rozrządu obraca się i uwalnia ciśnienie, zawór szybko cofa się pod wpływem dużej siły sprężyny, mocno dociskając swoją stożkową główkę do gniazda zaworu, aby uszczelnić kanał. Jakość uszczelnienia tej powierzchni współpracującej bezpośrednio determinuje ciśnienie w cylindrze silnika i moc wyjściową.
Ich trudne środowisko pracy
Ta para pracuje w niezwykle trudnych warunkach:
-
Intensywne ciepło – Zawór wydechowy jest bezpośrednio wystawiony na działanie gazów spalinowych o temperaturach przekraczających 1000°C.
-
Uderzenia o wysokiej częstotliwości – przy tysiącach obrotów silnika na minutę zawory otwierają się i zamykają dziesiątki razy na sekundę, stale uderzając w gniazda zaworów.
-
Poważne zużycie – Ciągłe uderzenia i przepływ gazu o wysokiej temperaturze powodują szybkie zużycie powierzchni stykowych.
Materiały i wskazówki dotyczące konserwacji
Ze względu na te trudne warunki użyte materiały są starannie dobierane:
-
Zawory – zawory dolotowe są zwykle wykonane ze stali żaroodpornej (np. 40Cr), podczas gdy w zaworach wydechowych należy zastosować bardziej zaawansowane stopy żaroodporne (takie jak stal krzemowo-chromowa lub nawet stopy na bazie niklu), aby były odporne na korozję i spalanie w wysokiej temperaturze.
-
Gniazda zaworów – zwykle wykonane z żeliwa stopowego, metalurgii proszków lub węglika spiekanego, zapewniające dobrą odporność na zużycie i przewodność cieplną.
Podczas rutynowej konserwacji istotne jest okresowe sprawdzanie stożka uszczelniającego między zaworem a gniazdem zaworu. Jeśli wystąpią przepalenia, wżery lub odkształcenia powodujące wycieki, silnik będzie cierpiał z powodu utraty mocy, trudności z uruchomieniem, a nawet zapłonu („trzaskanie”). W takich przypadkach gniazdo zaworu zazwyczaj wymaga renowacji za pomocą specjalnego rozwiertaka, a zawór należy docisnąć (zeszlifować) do gniazda, aby przywrócić szczelność.
