Détails de la pièce : Qu'est-ce que l'assemblage de cylindre de valve automobile ?

De quels composants principaux sont composés les cylindres de soupapes automobiles et quelles sont les fonctions de chaque composant ?​

Le assemblage de cylindre de valve automobile est un élément clé du moteur. Il est composé de plusieurs pièces telles que le bloc-cylindres, le groupe de soupapes, le groupe de transmission de soupapes, le composant du système de refroidissement et le composant du système de lubrification. La division du travail est claire et étroitement coordonnée.​

Tout d'abord, le bloc-cylindres, qui constitue le cadre de base de l'assemblage, est généralement moulé à partir d'un matériau en fonte à haute résistance ou en alliage d'aluminium, avec des structures clés telles que des alésages de cylindre, des chemises d'eau et des canaux d'huile à l'intérieur. L'alésage du cylindre est une « piste » pour le mouvement alternatif du piston et doit être soigneusement affûté pour garantir la douceur et la rondeur de la paroi intérieure et réduire la perte de friction entre le piston et la paroi du cylindre ; la chemise d'eau entoure l'alésage du cylindre et communique avec le système de refroidissement du moteur, et évacue une grande quantité de chaleur générée lorsque le cylindre fonctionne grâce à la circulation du liquide de refroidissement pour empêcher le cylindre de surchauffer ; le canal d'huile est chargé de transporter l'huile lubrifiante, assurant la lubrification des pièces mobiles du cylindre à l'intérieur et réduisant l'usure.​

Le second is the valve group, including intake valve, exhaust valve, valve seat, valve conduit, valve spring and valve oil seal, etc. The intake valve is responsible for opening the intake stroke to allow the combustible mixture (gasoline engine) or air (diesel engine) to enter the cylinder; the exhaust valve opens the exhaust stroke to discharge the combustion exhaust gas out of the cylinder. The valve seat is embedded on the cylinder block or cylinder head and cooperates with the valve seal to prevent gas leakage in the cylinder; the valve conduit provides guidance for valve movement to ensure the coaxiality of the valve opening and closing; the valve spring makes the valve tightly fit with the valve race through elastic force, achieving sealing, and at the same time offsetting the inertial force of the valve transmission group; the valve oil seal is placed on the valve stem to prevent engine oil from entering the combustion chamber and prevent mixture or exhaust gas from penetrateing into the oil passage.​

Vient ensuite le groupe de transmission par soupapes, qui est principalement composé d'un arbre à cames, d'une tige de poussée, d'un culbuteur et d'autres composants (les différentes structures du moteur peuvent varier légèrement). L'arbre à cames est conçu avec un profil de came conforme aux règles du cycle de fonctionnement du moteur. Il entraîne la rotation à travers le vilebrequin et utilise la saillie de la came pour pousser la colonne de levage et la tige de poussée, ce qui entraîne à son tour le culbuteur à osciller autour de l'axe du culbuteur, réalisant finalement l'ouverture et la fermeture de la soupape, contrôlant avec précision le temps d'ouverture, la durée d'ouverture et la levée de la soupape.

De plus, l'ensemble intègre également l'interface de la pompe à eau du système de refroidissement, la base de montage du thermostat, la surface de montage de la pompe à huile, l'interface du filtre à huile et d'autres composants du système de lubrification pour garantir que le système de refroidissement et de lubrification puisse servir efficacement l'ensemble cylindre de soupape et le moteur dans son ensemble.​

Comment réaliser les fonctions essentielles de l'ensemble cylindre de soupape automobile pendant le fonctionnement du moteur ?​

Lorsque le moteur tourne, le assemblage de cylindre de valve automobile s'articule autour du cycle à quatre temps « admission-compression-travail-échappement » et fonctionne de manière coordonnée grâce au fonctionnement coordonné de divers composants pour réaliser des fonctions essentielles telles que l'admission d'air, l'étanchéité, la dissipation thermique et la lubrification, garantissant le fonctionnement efficace et stable du moteur.​

Pendant la course d'admission, le vilebrequin entraîne l'arbre à cames en rotation via un système de distribution (tel que des courroies de distribution, des chaînes de distribution). Lorsque la saillie de la came de l'arbre à cames pousse la colonne de levage et la tige de poussée, une extrémité du culbuteur est poussée vers le haut et l'autre extrémité appuie sur la soupape d'admission, de sorte que la soupape d'admission s'ouvre contre la force élastique du ressort de soupape. À ce moment-là, le piston descend dans le cylindre, le volume du cylindre augmente, une pression négative est générée et le mélange combustible extérieur ou l'air pénètre dans le cylindre par le passage d'admission et la soupape d'admission ouverte, complétant ainsi le processus d'admission.​

Après être entré dans la course de compression, l'arbre à cames continue de tourner, la saillie de la came se détache de la colonne de poussée, le ressort de soupape revient à la déformation et la soupape d'admission est tirée et fermée. Dans le même temps, la soupape d'échappement est toujours fermée, le piston se déplace vers le haut, comprimant le mélange dans le cylindre, augmentant la pression et la température du mélange et préparant les travaux de combustion ultérieurs. Au cours de ce processus, une étanchéité étanche entre le siège de vanne et la vanne est cruciale. Si l'étanchéité est mauvaise, cela entraînera une fuite du mélange, réduira la pression de compression et affectera la puissance du moteur et l'économie de carburant.​

Pendant la course de travail, la bougie d'allumage (moteur à essence) enflamme le mélange comprimé, ou le moteur diesel injecte du diesel dans le cylindre à haute température et haute pression via l'injecteur de carburant, se brûle, générant une énorme force explosive pour pousser le piston vers le bas, entraînant le vilebrequin à tourner et à produire de la puissance. À ce stade, le bloc-cylindres du cylindre de soupape doit résister à une pression de combustion énorme, et son matériau à haute résistance et sa structure stable garantissent que le bloc-cylindres ne se déformera pas ou ne sera pas endommagé ; le liquide de refroidissement dans la chemise d'eau continuera à circuler, évacuant rapidement la chaleur générée par la combustion et empêchant le bloc-cylindres et les soupapes de tomber en panne en raison d'une température élevée.​

Pendant la phase d'échappement, l'arbre à cames entraîne la soupape d'échappement à s'ouvrir à nouveau et le piston se déplace vers le haut, évacuant les gaz d'échappement de combustion hors du cylindre à travers la soupape d'échappement et le passage d'échappement. Le moment de l'ouverture et de la fermeture de la soupape d'échappement doit être contrôlé avec précision, ce qui garantit non seulement que les gaz d'échappement sont entièrement évacués, mais évite également les interférences superposées avec le processus d'admission. Pendant tout le cycle de travail, le système de lubrification transporte l'huile lubrifiante vers les pièces mobiles telles que les arbres à cames, les tiges de poussée et les culbuteurs à travers le chemin d'huile, formant un film d'huile pour réduire la friction et l'usure entre les pièces. Dans le même temps, l'huile lubrifiante peut également contribuer à la dissipation de la chaleur et prolonger la durée de vie des pièces.​

Quelles sont les différences entre les assemblages de cylindres de soupapes dans différents types de moteurs (tels que l'essence/diesel, l'aspiration naturelle/turbo) ?​

Différents types de moteurs présentent des différences évidentes dans la conception structurelle, la sélection des matériaux et les paramètres des composants en raison des différents principes de fonctionnement, méthodes de combustion et exigences de performance, afin de s'adapter aux caractéristiques du moteur.​

Dans la comparaison entre les moteurs à essence et les moteurs diesel, la première chose est la différence dans la conception de la résistance des cylindres. Les moteurs diesel adoptent une combustion à allumage par compression et la pression de combustion maximale dans le cylindre peut atteindre 12 à 20 MPa, ce qui est bien supérieur aux 6 à 12 MPa des moteurs à essence. Par conséquent, le bloc-cylindres à soupapes des moteurs diesel adopte généralement une conception d'épaisseur de paroi plus épaisse ou est fabriqué en fonte crème à haute résistance pour améliorer la résistance à la pression et à la déformation du cylindre ; tandis que le bloc-cylindres du moteur à essence peut être fabriqué en alliage d'aluminium léger, ce qui réduit le poids total du moteur tout en garantissant sa solidité. La seconde est la différence dans les paramètres du groupe de vannes. La soupape d'admission des moteurs diesel est généralement plus grande que celle des moteurs à essence pour répondre à la demande d'un grand volume d'admission (le rapport air-carburant des moteurs diesel est plus élevé) ; les soupapes d'échappement doivent avoir une plus grande résistance aux hautes températures, car la température de combustion du diesel est plus élevée, la température d'échappement peut atteindre 600-800 ℃. Certaines soupapes d'échappement de moteurs diesel seront fabriquées en matériau composite bimétallique (comme la tête est en alliage résistant à la chaleur) pour améliorer la résistance à la chaleur.​

En ce qui concerne la différence entre un moteur atmosphérique et un moteur turbocompressé, l'essentiel réside dans la conception de l'étanchéité des cylindres et de la dissipation thermique. Le moteur turbocompressé augmente la pression d'admission à 0,15-0,3 MPa (ou même plus) grâce à un turbocompresseur, et la pression et la température de combustion dans le cylindre augmentent également en conséquence. Par conséquent, les exigences d'étanchéité de son ensemble cylindre de vanne sont plus strictes : le siège de vanne et la vanne sont plus précis en termes de précision de correspondance, et le revêtement laser et d'autres processus sont généralement utilisés pour améliorer la résistance à l'usure de la surface d'étanchéité ; le joint d'huile de soupape doit être fabriqué dans un matériau fluoroélastique résistant aux hautes pressions et aux températures élevées pour éviter les fuites d'huile. Dans le même temps, la conception de la chemise d'eau du cylindre du moteur turbocompressé est plus compliquée, ce qui augmentera le nombre de canaux d'eau de refroidissement ou élargira la section transversale des canaux d'eau. Certains adopteront également une structure d'étanchéité multicouche sur la surface de joint de la culasse pour améliorer l'effet de dissipation thermique et éviter la déformation du cylindre ou l'ablation des soupapes en raison de la température élevée. De plus, la conception du profil de came de l'arbre à cames du groupe de transmission des soupapes du moteur turbocompressé est plus radicale, et la levée des soupapes et la durée d'ouverture sont plus longues pour correspondre au grand volume d'admission apporté par le compresseur et améliorer la puissance du moteur.​

Au quotidien, comment déterminer si l'ensemble cylindre de valve de la voiture est défectueux et comment l'entretenir ?​

Lors d'une utilisation quotidienne, l'état de fonctionnement du moteur, les invites des instruments et les inspections physiques peuvent être utilisés pour déterminer si l'ensemble cylindre de valve du véhicule est défectueux. Parallèlement, il est nécessaire d'effectuer régulièrement une maintenance ciblée pour prolonger sa durée de vie.​

En termes de jugement des défauts, faites d'abord attention au bruit de fonctionnement du moteur : s'il y a un bruit anormal de « da da da da da », il se peut que l'écartement des soupapes soit trop grand (le groupe de transmission de soupape est usé) ou que le ressort de soupape soit cassé, entraînant un bruit de collision lorsque la soupape bouge ; s'il y a une "fuite d'air" (semblable au bruit d'un sifflet), il se peut que la soupape et le siège de soupape soient mal étanches et que le mélange ou les gaz d'échappement fuient. Deuxièmement, observez les changements dans les performances du moteur : si la puissance chute de manière significative et l'accélération est faible, cela peut être dû à une ouverture insuffisante de la soupape d'admission (usure de l'arbre à cames), ou à une soupape d'échappement mal fermée, ce qui entraîne un reflux des gaz d'échappement ; si la consommation de carburant augmente de manière significative, cela peut être dû à une mauvaise étanchéité des soupapes et à une pression de compression réduite, et le moteur doit consommer plus de carburant pour maintenir la puissance. De plus, cela peut également être jugé en vérifiant l'huile moteur et le liquide de refroidissement : si du liquide de refroidissement est mélangé à l'huile moteur (l'huile est blanc laiteux), il se peut que la chemise d'eau du cylindre soit cassée et que le liquide de refroidissement pénètre dans le canal d'huile ; Si de l'huile moteur (la tache d'huile à la surface du liquide de refroidissement) apparaît dans le liquide de refroidissement, il se peut que le joint d'huile du conduit de soupape soit endommagé et que l'huile moteur pénètre dans la chemise d'eau. Ces situations indiquent qu'il y a une défaillance grave de l'ensemble de cylindre de vanne et qu'elle doit être réparée immédiatement.​

Côté entretien, la première chose à faire est de changer régulièrement l’huile moteur et le filtre à huile. La qualité et la propreté de l'huile moteur affectent directement l'effet de lubrification des pièces de l'ensemble de transmission par soupape. Il est recommandé de remplacer l'huile portant le repère d'adaptation tous les 5 000 à 10 000 kilomètres conformément aux exigences du manuel du véhicule pour éviter une aggravation de l'usure des composants due à la détérioration de l'huile moteur. Deuxièmement, le jeu des soupapes doit être vérifié régulièrement. Après que le moteur ait fonctionné pendant un certain temps, les composants de l'ensemble de transmission par soupape s'usent, ce qui entraîne une augmentation du jeu aux soupapes. Il doit être détecté et réglé à l'aide d'une jauge d'épaisseur (certains moteurs utilisent des colonnes de poussée hydrauliques, qui peuvent compenser automatiquement le jeu sans réglage manuel). Habituellement, il est vérifié tous les 30 000 à 60 000 kilomètres. De plus, faites attention à l'entretien du système de refroidissement du moteur, remplacez régulièrement le liquide de refroidissement (tous les 2-3 ans ou tous les 40 000 à 60 000 kilomètres), nettoyez le tartre dans le réservoir d'eau et la chemise d'eau, assurez la circulation libre du liquide de refroidissement et évitez la surchauffe du cylindre ; en même temps, vérifiez l'étanchéité du système de refroidissement pour éviter les fuites de liquide de refroidissement et provoquer une température anormale du cylindre. Pour les véhicules ayant une durée de vie plus longue, il est également nécessaire de vérifier régulièrement si le joint d'étanchéité de la soupape est vieillissant. Si l'huile moteur est consommée trop rapidement (communément appelée « huile moteur en combustion ») et que de la fumée bleue s'échappe du tuyau d'échappement, le joint d'huile de soupape doit être remplacé à temps pour empêcher l'huile moteur de pénétrer dans la chambre de combustion et d'affecter les performances du moteur.