Как изменяется тепловой зазор клапанов?

[mvvm]

Уважаемые, всем доброго времени суток!
На одном форуме было "жАркое" обсуждение изменения тепловых зазоров клапанов ДВС. Участники разделились на два лагеря: первый утверждал, что зазор после начального прогрева ДВС уменьшался, а по достижении рабочей температуры всего двигателя вновь увеличевался. Первые нагревались клапаны и увеличивались в длинне, выбирая этим тепловой зазор. Потом постепенно нагревался корпус и тоже увеличевался в размерах. Таким образом тепловой зазор вновь увеличивалсся. Второй лагерь утверждал, что тепловой зазор при нагреве ДВС уменьшался до минимума и таковым оставался на протяжении всего времени работы ДВС, до его выключения с последующим охлаждением. Выключить двигатель и быстро разобрать и измерить зазоры не получится. Кто прав - первый или второй лагерь? Интересно знать - что происходит на самом деле?
С уважением, mvvm.

[GraNiNi]

mvvm в сообщении #1002311 писал(а):

Первые нагревались клапаны и увеличивались в длинне, выбирая этим тепловой зазор. Потом постепенно нагревался корпус и тоже увеличевался в размерах. Таким образом тепловой зазор вновь увеличивалсся. Второй лагерь утверждал, что тепловой зазор при нагреве ДВС уменьшался до минимума и таковым оставался на протяжении всего времени работы ДВС, до его выключения с последующим охлаждением.

Более логичной представляется первая версия, здесь по крайней мере есть техническое объяснение.

Я бы даже расширил первый вариант.
Так как коэффициент линейного расширения зависит от вида металла, а у клапанов и корпуса он различный (у клапана - меньше), то после прогрева двигателя, итоговый зазор может даже возрасти.

[mvvm]

GraNiNi в сообщении #1004212 писал(а):

Более логичной представляется первая версия, здесь по крайней мере есть техническое объяснение.

Я бы даже расширил первый вариант.
Так как коэффициент линейного расширения зависит от вида металла, а у клапанов и корпуса он различный (у клапана - меньше), то после прогрева двигателя, итоговый зазор может даже возрасти.

Я тоже сторонник этой версии. У ДВС с воздушным охлаждением, когда он работает и хорошо прогрелся, звук под крышкой головки цилиндра становится громче, чем сразу после запуска. Это подтверждает Вашу версию.

[Konstantin!]

Для того, что бы измерить зазор прогретого ДВС, не надо его разбирать, для простого двигателя достаточно снять клапанную крышку. Около десятка болтов. Определять на слух бренчание холодных и разогретых деталей дв-ля несеръёзно. Вы же не знаете, что там грохочет.
mvvm, а как Вы сами думаете, для чего был установлен обязательный зазор? Для того, что бы исключить неполное закрытие клапана работающего двигателя и его последующее прогорание.
Разумеется, из этого вытекает, что в процессе прогрева дв-ля тепловой зазор уменьшается.

[GraNiNi]

Konstantin! в сообщении #1004591 писал(а):

Разумеется, из этого вытекает, что в процессе прогрева дв-ля тепловой зазор уменьшается.

Нет, из этого ничего не вытекает, это просто слова.
Нет причины для уменьшения зазора (после полного прогрева), а для увеличения - есть (см. выше).

Вот и здесь тоже:
"Для каждого двигателя величина теплового зазора индивидуальна. В технических характеристиках двигателей приведены тепловые зазоры и для холодного, и для горячего двигателя. Тепловой зазор у горячего двигателя всегда больше."
http://activeauto.ru/214

Не знал, что этот спор о зазорах имеет столь давнюю историю и столь интенсивно обсуждается на всяких форумах.
Такое впечатление, что автомобиль существует сам по себе, отдельно от законов физики и от автомобилестроения, как инженерной дисциплины.

[mvvm]

Konstantin!, я регулирую тепловой зазор клапанов на мотоцикле. Компановка этих ТС такая, что нужно время для разборки (пластик, бак, проводка, шланг, сама крышка). На моей модели еще нужно руки сложить от локтевого сгиба до кистей максимально близко и тогда щупами в специальном приспособлении можно измерить. Чистого опыта не получится. На слух можно определить некоторые звуки работающего двигателя и выделить их из "оркестра". Треск клапанов - характерный звук и его ни с чем не перепутать. Иногда механики пользуются стетоскопом, для предположения вероятной поломки/износа детали. Но это уже интуиция и опыт.
GraNiNi, спасибо, интересная статья. Логично, что быстрое увеличение длинны клапана происходит интенсивней. Причина - непосредственная близость к камере сгорания, а корпус, охлаждаемый воздухом/антифризом медленней, но будет.

[Konstantin!]

Не имеет значения коэффициент теплового расширения материалов деталей ДВС, важно то, что при росте температуры их размеры увеличиваются. Весь дв-ль со всеми входящими в него частями становится больше, и утверждение, что где то внутри пертурбации расширения деталей приводят к увеличению зазора- чепуха.
GraNiNi, выше смотреть нечего, тоже просто слова, а в статье допущена очевиднейшая ошибка.
mvvm, я тоже без труда услышу стрекотание клапанов, но не возьмусь утверждать по уровню звука, что зазоры в клапанном механизме выросли. В норме работу клапанов не должно быть слышно вообще, только на холодном двигателе.

-- 17.04.2015, 08:12 --

Добавлю, что говорю о 4-х тактном ДВС, но положения эти применимы к любому двигателю.

[GraNiNi]

Konstantin! в сообщении #1004703 писал(а):

Весь дв-ль со всеми входящими в него частями становится больше,

Тут спорить не о чем, все элементарно считается.
Берем длину клапана, умножаем ее на коэффициент линейного расширения металла (сталь), из которого он изготовлен, и на разность температур на которую он нагрелся.
Тоже самое проделываем с металлом из которого изготовлен блок двигателя (алюминиевый сплав) такой же длины.
Сравниваем полученные величины.
Если удлинение корпуса больше, значит зазор возрастает.

[Konstantin!]

Обсуждаемая часть ГРМ смонтирована на головке блока цилиндров (т.к. автор темы изначально не уточнил, что речь идёт о двухтактнике, рассматриваю самый распространенный вариант- верхнеклапанную головку из Al-Mg сплава), соответственно и сидящий в седле головки клапан, и прикрепленный к ней в пастеле распредвал находятся на одном уровне, с не существенной для выяснения истины темы разницей.
Важно определиться с главным- необходимостью введения зазора, и сразу все проясняется. А необходимость, как упоминалось, известна: предотвращение неполного закрытия клапана из за его теплового удлинения при недостаточном зазоре холодного дв-ля.

[Konstantin!]

Можно ещё чуть развернуть. Дело в том, что выпускной клапан подвергается значительно более сильному нагреву, чем впускной и тем более прочие детали, непосредственно не контактирующие с отработанными газами. Теплообмен с охлаждаемой головкой блока у выпускного клапана происходит лишь через седло да масло, омывающее верхнюю часть клапана. Ну и за счёт расплава натрия, переносящего тепло к его верхней части. То есть выпускной клапан нагрет до кратно более высоких температур, чем несущие детали ДВС, температура которых менее ста градусов.

[GraNiNi]

Konstantin! в сообщении #1004765 писал(а):

То есть выпускной клапан нагрет до кратно более высоких температур, чем несущие детали ДВС, температура которых менее ста градусов.

Вот это уже аргумент.
Тем более его нужно подтвердить расчетами, для этого нужно знать, более точно, температуры клапанов и стенок (сёдел), после достижения теплового равновесия, с которыми он контактирует.

[mvvm]

Впускной клапан охлаждается из инжектора топливовоздушной смесью и тепловой зазор (у отдельно взятой модели) 0,1 - 0,14. Выпускной имеет ТЗ 0,2 - 0,24 и омывается маслом на ~ 30 мм длинны. Вода 85 - 95*С, масло 55 - 65*С. Пастель с распредвалом только маслом охлаждается, какая-то часть контактирует с частью охлаждаемой антифризом. Распредвал находится вверху под крышкой.

[Konstantin!]

GraNiNi в сообщении #1004776 писал(а):

Konstantin! в сообщении #1004765 писал(а):

То есть выпускной клапан нагрет до кратно более высоких температур, чем несущие детали ДВС, температура которых менее ста градусов.

Вот это уже аргумент.
Тем более его нужно подтвердить расчетами, для этого нужно знать, более точно, температуры клапанов и стенок (сёдел), после достижения теплового равновесия, с которыми он контактирует.

А зачем? Вам недостаточно того, что на заре автомобилестроения заинтересованные лица уже проделали эту работу и внесли необходимые конструктивные изменения, одним из которых и стал тепловой зазор? mvvm привёл оценочные числа, надеюсь, вопрос для него обрёл ясность. Но ради спортивного интереса с удовольствием ознакомился бы с грубыми прикидками.

[GraNiNi]

Konstantin! в сообщении #1004811 писал(а):

Вам недостаточно того, что на заре автомобилестроения заинтересованные лица уже проделали эту работу

Вот я и удивляюсь, отчего по этому поводу до сих пор нет единого мнения, а только споры.

Сходу не нашел, какова же истинная, средняя, по всей длине, температура клапанов.
Может знаете, где есть эти сведения?

[Konstantin!]

В специализированной литературе конечно, коей не обладаю, ибо им, специалистом, не являюсь. А спор этот если и живет, то за счёт желтых форумов, месте встречи вероятно одиноких и голодных до любого общения, не виноватых в этом людей, периодически желающих 'всё знать'. Что есть хорошо, если бы не было так плохо. Но это уже суровый off.