Что вызывает провисание выпускных клапанов в двигателе? - Общие новости авиации

Jan 30, 2024

Бен Виссер · 23 ноября 2022 г. · 8 комментариев

Этот вопрос я получаю часто, и это очень хороший вопрос.

Но, как и во многих других вопросах в авиации и жизни, однозначного ответа нет.

Было несколько теорий о причине, в том числе одна, согласно которой свинец в топливе действует как смазка, защищая седло клапана от износа.

Это может быть отчасти правдой, но это не дает ответа на вопрос, почему, когда вы обкатываете двигатель на этилированном топливе, а затем переключаетесь на неэтилированное топливо, сиденья обычно в порядке.

Другая теория заключается в том, что добавка свинца в бензин каким-то образом вплавляется в седло или каким-то образом упрочняет материал седла.

Опять же, это возможно, но мои ограниченные познания в металлургии этого не вполне оправдывают.

Железные выхлопные сиденья обычно настолько тверды, насколько это возможно при изготовлении. Мне сказали, что если их сделать еще тверже, они станут хрупкими и склонными к растрескиванию. Немного мягкого свинца, вероятно, не поможет.

Так каков же ответ?

Теория, которая мне кажется наиболее разумной, заключается в том, что свинец способствует герметизации и улучшает теплопередачу.

После установки седла и клапана на сопрягаемых поверхностях остаются небольшие дефекты, возникшие в процессе шлифовки. Это позволяет небольшому количеству газов просачиваться мимо клапана, что повышает температуру клапана и седла.

Это очень небольшое количество, но, как и кольцо уплотнения стенки цилиндра, оно требует некоторого износа, чтобы «обкатать» седло.

Свинцовые побочные продукты сгорания заполняют эти недостатки и обеспечивают лучшее уплотнение клапана.

Вторая часть этого процесса — тепловая передача тепла к седлу клапана.

Когда выпускной клапан открывается в конце цикла сгорания, на него попадает сверхгорячий фронт пламени процесса сгорания. Это повышает температуру выпускного клапана, особенно его кромок и области седла.

Для охлаждения клапана большая часть тепла передается вверх по штоку в область направляющей клапана и даже к маслу в области клапанной пружины.

Вот почему некоторые двигатели имеют клапаны, заполненные натрием, чтобы улучшить скорость теплопередачи клапана.

Но край клапана или область седла получает большую часть тепла от выхлопных газов. Для охлаждения этой области большая часть тепла передается седлу клапана во время циклов впуска, сжатия и мощности.

Когда во время обкатки используется этилированное топливо, побочные продукты сгорания, содержащие свинец, заполняют крошечные впадины, оставленные в процессе измельчения. Это улучшает скорость теплопередачи, что, в свою очередь, помогает контролировать температуру кромок выпускного клапана.

В отсутствие свинца на седло ударяется гораздо более горячая поверхность клапана, что со временем может вызвать эрозию.

На процесс рецессии влияет множество факторов. Один из них — нагрузка.

Вот почему многие автомобили не пострадали, когда в 1970-х годах их заставили использовать неэтилированное топливо. Они работают с гораздо меньшим коэффициентом нагрузки, чем авиационный двигатель в крейсерском режиме.

Кроме того, большинство из них начали свою деятельность на этилированном топливе, а этилированное топливо все еще производилось до 1980-х годов.

Еще один фактор — количество оборотов в минуту. Чем ниже рабочий диапазон оборотов, тем лучше скорость передачи тепла седлу.

Вот почему такие транспортные средства, как сельскохозяйственные тракторы, работающие со скоростью от 1000 до 1200 об/мин, не имели серьезных проблем с переходом на неэтилированное топливо. Все они также имеют жидкостное охлаждение, поэтому можно лучше контролировать температуру в области седла клапана.

Самая серьезная проблема возникла у грузовиков с бензиновым двигателем. Несмотря на то, что они имели жидкостное охлаждение, они работали при более высоких оборотах и ​​при более высоких нагрузках.

Будет ли рецессия клапана проблемой для самолетов, работающих на неэтилированном топливе?

Я думаю, что такая возможность существует, особенно в старых самолетах после капитального ремонта с использованием новых старых запасных частей.