Схема грм с верхним расположением распределительного вала: Газорапределительный механизм

Газорапределительный механизм



Газорапределительный механизм

2. ГРМ с верхним расположением клапанов

При нижнем расположении клапаны устанавливают в блоке ци­линдров, а при верхнем — в головке цилиндров.

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»).

 

Рисунок 3 — Схема газораспределитель­ного механизма с верхним

расположением клапанов:

1 — седло; 2 — стержень клапана; 3 — направляющая втулка; 4 — стопорное кольцо; 5 — головка цилиндров; 6 — пружина; 7 — уплотнительный колпа­чок;      8 — тарелка; 9 — втулка; 10 — сухарики; 11 — коромысло; 12 — ось;                    13 — контргайка; 14 — регулировочный винт; 15 — штанга; 16 — толкатель;         17 — кулачок.

 

Распределительные валы при верхнем расположении клапанов могут быть установлены в блоке цилиндров — нижнее расположение (двигатели автомобилей ЗИЛ-431410, -4331, КамАЗ-5320) или на головке блока — верхнее расположение (однорядные двигатели автомобилей ВАЗ, «Москвич» и др.).

При верхнем расположении распределительного вала (рис. 4) 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.

 

Рисунок 4 — Газораспределительные механизмы двигателей с верхним расположением распределительных валов автомобилей:

а — ВАЗ-2105, -2107 «Жигули»; б — «Москвич-21412»; в — ВАЗ-2108 «Спут­ник», ВАЗ-2109; г — ГАЗ-3110 «Волга»; 1 — клапан; 2 — головка цилиндров;                  3 — рычаги; 4 — кулачки; 5 — болт; 6 — контргайка; 7 — шпилечная пружина; 8, — сферический наконечник; 9 — коромысла; 10 — корпус распределительного вала; 11 — регулировочные шайбы; 12 — маслоотражательный колпачок;             13 — направляющая втулка; 14 — седло клапана; 15 — толкатель;                      16— гидротолкатель; 17 — распределительный вал; 18 — выпускной клапан с гидротолкателем; 19 — двойная пружина; h — тепловой зазор.

К конструктивным особенностям ГРМ форсированных двигателей можно отнеси: верхнее расположение клапанов и распределительного вала; ременный привод распределительного вала; отсутствие толкателей, штанг и коромысел; наличие гидрокомпенсаторов и четырех клапанов на один цилиндр.

     

 

Газораспределительный механизм (ГРМ) — назначение, конструкция и устройство, принцип работы, типы газораспределительных механизмов

Назначение и характеристика

Газораспределительным называется механизм, осуществляющий открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя.

Газораспределительный механизм (ГРМ) служит для своевременного впуска горючей смеси или воздуха в цилиндры двигателя и выпуска из цилиндров отработавших газов. В двигателях автомобилей применяются газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов. Верхнее расположение клапанов позволяет увеличить степень сжатия двигателя, улучшить наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом и упростить техническое обслуживание двигателя в эксплуатации. Двигатели автомобилей могут иметь газораспределительные механизмы различных типов (рисунок 1), что зависит от компоновки двигателя и, главным образом, от взаимного расположения коленчатого вала, распределительного вала и впускных и выпускных клапанов. Число распределительных валов зависит от типа двигателя.

Рисунок 1 – Типы газораспределительных механизмов, классифицированных по различным признакам

При верхнем расположении распределительный вал устанавливается в головке цилиндров, где размещены клапаны. Открытие и закрытие клапанов производится непосредственно от распределительного вала через толкатели или рычаги привода клапанов. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала с помощью роликовой цепи или зубчатого ремня.

Верхнее расположение распределительного вала упрощает конструкцию двигателя, уменьшает массу и инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей механизма и обеспечивает высокую надежность и бесшумность его работы про большой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Цепной и ременный приводы распределительного вала также обеспечивают бесшумную работу газораспределительного механизма.

При нижнем расположении распределительный вал устанавливается в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Открытие и закрытие клапанов производится от распределительного вала через толкатели штанги и коромысла. Привод распределительного вала осуществляется с помощью шестерен от коленчатого вала. При нижнем расположении распределительного вала усложняется конструкция газораспределительного механизма и двигателя. При этом возрастают инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей газораспределительного механизма. Число распределительных валов в газораспределительном механизме и число клапанов на один цилиндр зависят от типа двигателя. Так, при большем числе впускных и выпускных клапанов обеспечивается лучшие наполнение цилиндров горючей смесью и их очистка от отработавших газов. В результате двигатель может развивать большие мощность и крутящий момент. При нечетном числе клапанов на цилиндр число впускных клапанов на один клапан больше, чем выпускных.

Конструкция и работа газораспределительного механизма

Газораспределительные механизмы независимо от расположения распределительных валов в двигателе включают в себя клапанную группу, передаточные детали и распределительные валы с приводом

.

В клапанную группу входят впускные и выпускные клапаны, направляющие втулки клапанов и пружины клапанов с деталями крепления.

Передаточными деталями являются толкатели, направляющие втулки толкателей, штанги толкателей, коромысла, ось коромысел, рычаги привода клапанов, регулировочные шайбы и регулировочные болты. Однако при верхнем расположении распределительного вала толкатели, направляющие втулки и штанги толкателей, коромысла и ось коромысел обычно отсутствуют.

На рисунке 2 представлен газораспределительный механизм двигателя с верхним расположением клапанов, с верхним расположением распределительного вала с цепным приводом и с двумя клапанами на цилиндр. Он состоит из распределительного вала 14 с корпусом 13 подшипников, привода распределительного вала, рычагов 11 привода клапанов, опорных регулировочных болтов 18 клапанов 1 и 22, направляющих втулок 4, пружин 7 и 8 клапанов с деталями крепления.

Рисунок 2 – Газораспределительный механизм легкового автомобиля с цепным приводом

1, 22 – клапаны; 2 – головка; 3 – стержень; 4, 20 – втулки; 5 – колпачок; 6 – шайбы; 7, 8, 17 – пружины; 9 – тарелка; 10 – сухарь; 11 – рычаг; 12 – фланец; 13 – корпус; 14 – распределительный вал; 15 – шейка; 16 – кулачок; 18 – болт; 19 – гайка; 21 – пластина; 23 – кольцо; 24, 27, 28 – звездочки; 25 – цепь; 26 – успокоитель; 29 – палец; 30 – башмак; 31 – натяжное устройство

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Распределительный вал – пятиопорный, отлит из чугуна. Он имеет опорные шейки 15 и кулачки 16 (впускные и выпускные). Внутри вала проходит канал, через который подводится масло от средней опорной шейки к другим шейкам и кулачкам. К переднему торцу вала крепится ведомая звездочка 24 цепного привода. Вал устанавливается в специальном корпусе 13 подшипников, отлитом из алюминиевого сплава, который закреплен на верхней плоскости головки блока цилиндров. От осевых перемещений распределительный вал фиксируется упорным фланцем 12, который входит в канавку передней опорной шейки вала и прикрепляется к торцу корпуса подшипников.

Привод распределительного вала осуществляется через установленную на нем ведомую звездочку 24 двухрядной роликовой цепью 25 от ведущей звездочки 28 коленчатого вала. Этой цепью также вращается звездочка 27 вала привода масляного насоса. Привод распределительного вала имеет полуавтоматический натяжной механизм, состоящий из башмака и натяжного устройства. Цепь натягивается башмаком 30, на который воздействуют пружины натяжного устройства 31. Для гашения колебаний ведущей ветви цепи служит успокоитель 26. Башмак и успокоитель имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины. Ограничительный палец 29 предотвращает спадание цепи при снятии на автомобиле ведомой звездочки распределительного вала.

Клапаны открывают и закрывают впускные и выпускные каналы. Клапаны установлены в головке блока цилиндров в один ряд под углом к вертикальной оси цилиндров двигателя. Впускной клапан 1 для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью имеет головку большего диаметра, чем выпускной клапан. Он изготовлен из специальной хромистой стали, обладающей высокой износостойкостью и теплопроводностью. Выпускной клапан 22 работает в более тяжелых температурных условиях, чем впускной. Он выполнен составным. Его головку делают из жаропрочной хромистой стали, а стержень – из специальной хромистой стали.

Каждый клапан состоит из головки 2 и стержня 3. Головка имеет конусную поверхность (фаску), которой клапан при закрытии плотно прилегает к седлу из специального чугуна, установленному в головке блока цилиндров и имеющему также конусную поверхность.

Стержень клапана перемещается в чугунной направляющей втулке 4, запрессованной и фиксируемой стопорным кольцом 23 в головке блока цилиндров, обеспечивающей точную посадку клапана. На втулку надевается маслоотражательный колпачок 5 из маслостойкой резины. Клапан имеет две цилиндрические пружины: наружную 8 и внутреннюю 7. Пружины крепятся на стержне клапана с помощью шайб 6, тарелки 9 и разрезного сухаря 10. Клапан приводится в действие от кулачка распределительного вала стальным кованным рычагом 11, который опирается одним концом на регулировочный болт 18, а другим – на стержень клапана. Регулировочный болт имеет сферическую головку. Он ввертывается в резьбовую втулку 20, закрепленную в головке блока цилиндров и застопоренную пластиной 21, и фиксируется гайкой 19. Регулировочным болтом устанавливается необходимый зазор между кулачком распределительного вала и рычагом привода клапана, равный 0,15 мм на холодном двигателе и 0,2 мм на горячем двигателе (прогретом до 75…85 °C). Пружина 17 создает постоянный контакт между концом рычага привода и стержнем клапана.

Принцип работы

Газораспределительный механизм (ГРМ) работает следующим образом. При вращении распределительного вала его кулачки в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя поочередно набегают на рычаги 11. Рычаги, поворачиваясь одним концом на сферических головках регулировочных болтов 18, другим концом воздействуют на стержни клапанов, преодолевают сопротивление пружин 7, 8 и открывают клапаны. При дальнейшем повороте распределительного вала кулачки сходят с рычагов, которые возвращаются в исходное положение под действием пружин 17, а клапаны закрываются под действием пружин 7 и 8.

При работе двигателя распределительный вал вращается в два раза медленнее, чем коленчатый вал. Это связано с тем, что за период рабочего цикла двигателя, протекающего за два оборота коленчатого вала, впускной и выпускной клапаны каждого цилиндра должны открываться по одному разу.

Нормальная работа газораспределительного механизма (ГРМ) во многом зависит от теплового зазора между кулачками распределительного вала и рычагами привода клапанов. Этот зазор обеспечивает плотное закрытие клапанов при их удлинении в результате нагрева во время работы. При недостаточном тепловом зазоре или его отсутствии происходит неполное закрытие клапанов, что приводит к утечке газов, быстрому обгоранию фасок головок клапанов и снижению мощности двигателя.

Привод распределительного вала

Особенностью привода распределительного вала (рисунок 3) является применение ременной передачи. Привод распределительного вала осуществляется через установленный на нем зубчатый шкив 4 ремнем 5 от зубчатого шкива 1 коленчатого вала. С помощью этого ремня также вращается зубчатый шкив 8 вала привода масляного насоса.

Рисунок 3 – Ременный привод распределительного вала

1, 4, 8 – шкивы; 2 – болты; 3 – ролик; 5 – ремень; 6 – кронштейн; 7 – пружина

Ремень – зубчатый, изготовлен из резины, армированной стекловолокном. Зубья ремня имеют трапециевидную форму. Ремень натягивается с помощью натяжного ролика 3, закрепленного на кронштейне 6. Натяжение ремня регулируют пружиной 7 на неработающем двигателе при ослабленных болтах 2 крепления кронштейна натяжного ролика. Привод распределительного вала работает без смазки и снаружи закрыт тремя пластмассовыми крышками.

Газораспределительный механизм двигателя, представленный на рисунке 4, состоит из распределительного вала 2 с двумя корпусами 1 подшипников, привода распределительного вала, толкателей 4, регулировочных шайб 3, направляющих втулок 6, клапанов 7, пружин 5 клапанов с деталями крепления.

Рисунок 4 – Газораспределительный механизм (а) с верхним расположением распределительного вала и его привод (б):

1 – корпус; 2 – распределительный вал; 3 – шайба; 4 – толкатель; 5 – пружина; 6 – втулка; 7 – клапан; 8, 9, 11 – шкивы; 10 – ролик; 12 – ремень; 13 – ось

Распределительный вал чугунный, литой, пятиопорный. В задней части вала 2 находится эксцентрик для привода топливного насоса. Корпуса 1 подшипников распределительного вала отлиты из алюминиевого сплава. В них находятся верхние половины опор под шейки распределительного вала: две в переднем корпусе и три в заднем. Толкатели 4 клапанов – стальные, цилиндрические, передают усилия от кулачков распределительного вала на клапаны. В верхней части толкателей имеется гнездо для установки регулировочной шайбы. Регулировочные шайбы 3 – плоские, стальные, толщиной 3,00…4,25 мм с интервалом через каждые 0,05 мм. Подбором толщины этих шайб регулируется тепловой зазор между шайбой и кулачком распределительного вала. Клапаны 7 (впускной, выпускной) отличаются по конструкции и изготовлены из разных сталей. Впускной клапан имеет головку большего диаметра, чем выпускной. Он выполнен из хромоникельмолибденовой стали. Выпускной клапан – составной, сварен из двух частей. Головка клапана изготавливается из жаропрочной хромоникельмарганцовистой стали, а стержень – из хромоникельмолибденовой стали. Направляющие втулки 6 клапанов – чугунные, запрессовываются и фиксируются стопорными кольцами в головке блока цилиндров.

Пружины 5 (наружная, внутренняя) прижимают клапан к седлу и не дают ему отрываться от толкателя. Они также исключают возникновение резонансных колебаний деталей.

Привод распределительного вала производится через установленный на нем зубчатый шкив 11 ремнем 12 от зубчатого шкива 8 коленчатого вала. Этим же ремнем вращается зубчатый шкив 9 насоса охлаждающей жидкости. Ремень – зубчатый, резиновый, армирован стекловолокном. Зубья ремня имеют полукруглую форму. Ремень натягивается роликом 10, который вращается на эксцентриковой оси 13, установленной на шпильке, закрепленной в головке блока цилиндров. При повороте эксцентриковой оси относительно шпильки изменяется натяжение ремня. Привод распределительного вала работает без смазочного материала. Он закрыт двумя крышками – передней пластмассовой и задней стальной.

При вращении распределительного вала его кулачок набегает на шайбу 3 и толкатель 4. Толкатель действует на стержень клапана 7, преодолевает сопротивление пружин 5 и открывает клапан. При дальнейшем повороте кулачок сходит с толкателя, который возвращается в исходное положение под действием пружин 5, закрывающих клапан.

Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

На рисунке 5 показан газораспределительный механизм двигателя с нижним расположением распределительного вала. Газораспределительный механизм верхнеклапанный, с шестеренным приводом и двумя клапанами на цилиндр.

Рисунок 5 – Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

1 – распределительный вал; 2 – клапан; 3, 20 – втулки; 4 – пружина; 5 – коромысло; 6 – ось; 7 – винт; 8 – штанга; 9 – толкатель; 10, 11, 12 – шестерни; 13 – шейка; 14 – эксцентрик; 15 – кулачок; 16 – сухарь; 17, 19 – шайбы; 18 – колпачок

Механизм включает в себя распределительный вал 1, привод распределительного вала, толкатели 9, штанги 8 толкателей, регулировочные винты 7, ось 6 коромысел, коромысла 5, клапаны 2, направляющие втулки 3 клапанов и пружины 4 с деталями крепления.

Распределительный вал – стальной, кованый, имеет пять опорных шеек 13, кулачки 15 (впускные и выпускные), шестерню 12 привода масляного насоса и распределители зажигания, а также эксцентрик 14 привода топливного насоса. Вал установлен в блоке цилиндров двигателя на запрессованных биметаллических втулках, изготовленных из стали и покрытых изнутри слоем свинцовистого баббита.

Привод распределительного вала осуществляется через прикрепленную к его переднему концу ведомую шестерню 10, изготовленную из текстолита. Она находится в зацеплении с ведущей стальной шестерней 11, установленной на коленчатом валу. Обе шестерни выполнены косозубыми для уменьшения шума и обеспечения плавной работы. Передаточное отношение шестеренного привода – отношение числа зубьев ведущей шестерни к числу зубьев ведомой шестерни – равно 1:2, т.е. ведомая шестерня 10 имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня 11. Это необходимо для того, чтобы за два оборота коленчатого вала распределительный вал совершал один оборот, обеспечивая за полный цикл двигателя открытие впускного и выпускного клапанов каждого цилиндра по одному разу.

Толкатели 9 служат для передачи усилия от кулачков распределительного вала к штангам 8. Они изготовлены из стали, и их торцы, соприкасающиеся с кулачками, выполнены сферическими и наплавлены отбеленным чугуном для уменьшения изнашивания. Внутри толкатели имеют сферические углубления для установки штанг. Толкатели перемещаются в направляющих отверстиях блока цилиндров.

Штанги 8 передают усилие от толкателей к коромыслам 5. Они изготовлены из алюминиевого сплава, и на их концы напрессованы стальные наконечники.

Коромысла 5 предназначены для передачи усилия от штанг к клапанам. Коромысла стальные, имеют неравные плечи для уменьшения высоты подъема толкателей и штанг, в их короткие плечи ввернуты винты 7 для регулирования теплового зазора. Коромысла установлены на втулках на полой оси 6, закрепленной в головке цилиндров.

Клапаны 2 изготовлены из легированных жаропрочных сталей. Для лучшего наполнения цилиндров двигателя горючей смесью диаметр головки у впускного клапана больше, чем у выпускного.

Пружины 4 изготовлены из рессорно-пружинной стали. Деталями их крепления являются шайбы 17 и 19, сухари 16 и втулки 20. Резиновые маслоотражательные колпачки 18, установленные на впускных клапанах, исключают проникновение масла через зазоры между направляющими втулками и стержнями впускных клапанов.

Работа механизма

Газораспределительный механизм (ГРМ) работает следующим образом. При вращении распределительного вала его кулачки поочередно набегают на толкатели 9 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Усилие от толкателей 9 через штанги 8 передается к коромыслам 5, которые, поворачиваясь на оси 6, воздействуют на стержни клапанов 2, преодолевают сопротивление пружин 4 и открывают клапаны. При дальнейшем повороте распределительного вала кулачки сходят с толкателей, которые вместе со штангами и коромыслами возвращаются в исходное положение под действием пружин, закрывающих также клапаны.

Другие статьи по двигателю

Типы и устройство газораспределительных механизмов

 

Какое назначение газораспределительного механизма в двигателе?

Газораспределительный механизм служит для своевременного впуска в цилиндры карбюраторного двигателя горючей смеси или воздуха (в дизельном двигателе) и выпуска отработавших газов из цилиндров в соответствии с протеканием рабочего цикла двигателя.

Какого типа газораспределительный механизм применяется на двигателях современных автомобилей отечественного производства?

На автомобильных двигателях отечественного производства применяется клапанный газораспределительный механизм с нижним или верхним расположением клапанов и установкой распределительного вала в блоке или в головке блока цилиндров. На большинстве двигателей в цилиндре устанавливают по два клапана: впускной, открывающий доступ горючей смеси или воздуха в цилиндр, и выпускной, открывающий выход отработавших газов из цилиндра.

На некоторых двигателях (спортивных, гоночных) автомобилей устанавливают два впускных и один выпускной клапаны, а иногда два впускных и два выпускных клапана. на каждый цилиндр. Управление клапанами осуществляется кулачками распределительного вала, который приводится во вращение от коленчатого вала с помощью шестерен или звездочек с цепным или ременным приводом.

Так как в течение рабочего цикла четырехтактного двигателя каждый из клапанов должен открыться по одному разу, то распределительный вал за два оборота коленчатого вала должен повернуться один раз. Следовательно, передаточное отношение между ними 2 : 1.

Как устроен и работает газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов?

Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов (двигатели автомобилей ГАЗ-51, Г АЗ-52-04 и другие) состоит (рис.16) из распределительного вала 4 с кулачками 3 и шестерней 2, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней 1, закрепленной на коленчатом валу; толкателей 5 с регулировочным болтом 7 и контргайкой 6; клапана 12 с пружиной 10, сухариками 9 и опорной конической шайбой 8; направляющей клапана 11 и седла клапана 13.

Рис.16. Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов.

Работает такой механизм так. При вращении коленчатого вала крутящий момент от шестерни 1 передается шестерне 2, которая жестко закреплена на распределительном валу и вращает его. Распределительный вал, поворачиваясь, своим кулачком 3 воздействует на толкатель 5 и поднимает его, а он через регулировочный болт 7 воздействует на клапан 12 и открывает его. Пружина 10 при этом сжимается. При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок, поворачиваясь, прекращает воздействовать на толкатель и клапан, а пружина, распрямляясь, закрывает клапан.

Для плотного закрытия клапана необходимо, чтобы между стержнем клапана и толкателем был тепловой зазор, величина которого устанавливается заводом-изготовителем. Обычно он находится в пределах 0,15-0,30 мм для впускного клапана и 0,20-0,40 мм для выпускного.

В процессе эксплуатации двигателя тепловой зазор может изменяться. Поэтому для его регулировки в торец толкателя ввернут, регулировочный болт 7 с контргайкой 6, а на самом толкателе выполнены лыски для удерживания толкателя, от проворачивания при регулировке зазора.

Как устроен газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов?

На большинстве современных автомобильных двигателей применяется газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов. Это позволяет улучшить форму камеры сгорания, лучше наполнить цилиндры горючей смесью или воздухом, повысить степень сжатия и экономичность работы двигателя. Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов при нижнем расположении распределительного вала (рис.17) состоит из распределительного вала 1 с кулачками 2 и опорными шейками 3; толкателя 4; штанги 5; коромысла 6 с регулировочным винтом 7 и контргайкой 8, установленных на оси 9; деталей 10 крепления пружины на стержне клапана, к которым относятся сухарики 11 с внешней конической поверхностью и внутренним буртиком, коническая втулка 12, опорная шайба 13 и маслоотражательный колпачок 14, изготовленный из маслостойкой резины; пружины 15, стремящейся удерживать клапан в закрытом положении; направляющей втулки 16; клапана 17; гнезда клапана 18.

Рис.17. Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов.

При сборке пружину сжимают и устанавливают маслоотражательный колпачок 14 (только для впускного клапана), опорную шайбу 13, коническую втулку 12 и сухарики 11 так, чтобы их буртик вошел в кольцевую выточку на стержне клапана. При отпускании пружины она, распрямляясь, давит на коническую поверхность втулки и сухариков, удерживаясь на стержне клапана. Вторым концом пружина упирается в головку блока через опорную шайбу.

Как работает, газораспределительный, механизм с верхним расположением клапанов?

При вращении распределительного вала 1 кулачок 2 воздействует на толкатель 4 и поднимает его, а он через штангу 5 передает усилие на коромысло 6, которое, поворачиваясь на оси 9, вторым своим концом давит на стержень клапана 17 и открывает его. Пружина 15 при этом сжимается.

При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок прекращает воздействовать на толкатель, и пружина, распрямляясь, плотно закрывает клапан в гнезде 18. Для регулировки теплового зазора между стержнем клапана и коромыслом предусмотрен регулировочный винт 7 с контргайкой 8.

В чем особенность расположения деталей газораспределительного механизма V-образных двигателей?

На V-образных двигателях автомобилей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, КамАЗ-5320 и других устанавливают один распределительный вал. Толкатели и штанги располагаются наклонно.

Может ли располагаться распределительный вал в головке блока цилиндров?

На двигателях автомобилей ВАЗ, «Москвич-2140» и других распределительный вал распложен непосредственно в головке блока цилиндров и приводится во вращение от коленчатого вала с помощью звездочек и цепи или специального зубчатого ремня. При этом толкатели и штанги отсутствуют, что позволяет увеличить частоту вращения коленчатого вала до 5000 об/мин и более при хорошем наполнении цилиндров горючей смесью.

На рисунке 18 показан газораспределительный механизм двигателя автомобиля «Москвич-2140», в котором клапаны располагаются в два ряда, что способствует лучшей очистке цилиндров от отработавших. газов и более полному их наполнению горючей смесью. Распределительный вал 4 установлен в головке блока на подшипниках и приводится во вращение от коленчатого вала 15 с помощью ведущей 10 и ведомой 13 звездочек, соединенных между собой втулочно-роликовой цепью 14 с натяжным устройством 11 и 12.

Рис.18. Газораспределительный механизм с цепным приводом.

Кулачки распределительного вала при вращении воздействуют непосредственно на коромысло 5 впускного клапана 9 или коромысло 3 выпускного клапана 1, открывая их. Закрываются клапаны с помощью пружин 8. В коромысла ввернуты регулировочные болты с контргайками 7. В нижней части коромысла установлены наконечники 2 из специальной стали для уменьшения износа.

Какие формы камер сгорания применяются на автомобильных двигателях и какое их влияние на рабочий цикл двигателя?

Форма камеры сгорания оказывает существенное влияние на рабочий процесс двигателя, а следовательно, на его мощность и экономичность. На двигателях с нижним расположением клапанов (автомобили ГАЗ-52-04, ЗИЛ-157К и другие) применяется Г-образная камера сгорания (рис. 19, а). В такой камере при сжатии создается интенсивное завихрение горючей смеси, повышающее скорость горения, что снижает появление детонации. Наличие узкой щели (1,5-2,0 мм) между сводом камеры и поршнем 1, когда он находится в ВМТ, способствует охлаждению горючей смеси, наиболее удаленной от свечи 2, что также снижает возможность появления детонации. Однако эта камера сгорания имеет и существенные недостатки: низкую степень сжатия (не более 6,5) и большую поверхность охлаждения, что ведет к усиленной теплоотдаче через стенки, а следовательно, к уменьшению мощности и экономичности двигателя. На последних моделях рядных двигателей с верхним расположением клапанов (автомобили ГАЗ-24 «Волга», ВАЗ, «Москвич-2140» и другие) применяется полусферическая (шатровая) камера сгорания (рис.19, б), а на V-образных двигателях (автомобили ЗИЛ-130, ГАЗ-53А и других) – клиновая (рис. 19, в). Такие камеры имеют минимальную поверхность охлаждения и минимальные тепловые потери, что исключает появление детонации и позволяет повысить степень сжатия. Следовательно, повышается мощность и экономичность таких двигателей.

Рис.19. Формы камер сгорания:
а – Г-образная; б – полусферическая; в – клиновая; г – неразделенная.

На автомобильных дизельных двигателях обычно применяется неразделенная камера сгорания (рис.19, г). При этом головка блока цилиндров плоская, а углубление для камеры сгорания выполнено в днище поршня.

Такая форма камеры сгорания обеспечивает равномерное распыление впрыскиваемого форсункой 3 жидкого топлива, его испарение, смешивание с нагретым воздухом, образование горючей смеси и ее самовоспламенение с минимальными тепловыми потерями, что позволяет получить большую мощность двигателя.

***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Газораспределительный механизм»

вал, газораспределительный, газораспределительный механизм, двигатель, камера, клапан, механизм, толкатель, цилиндр

Смотрите также:

ГРМ двигателя автомобиля

Механизм газораспределения служит для осуществления своевременного впуска в цилиндр горючей смеси (например, бензина и воздуха) и выпуска отработавших газов. В головке блока цилиндров помещаются минимум два клапана – впускной и выпускной. Клапаны приводятся в движение деталями механизма газораспределения. Через впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь или воздух; через выпускной клапан выходят отработавшие газы в атмосферный воздух через систему выпуска.

Устройство и принцип действия механизма газораспределения

В бензиновых и дизельных двигателях применяется механизм газораспределения клапанного типа, сейчас уже, в основном, с верхним расположением клапанов. Это значит, что клапаны находятся сверху, в головке блока цилиндров, как показано на рисунке 4.8.

Так, при верхнем расположении клапаны с пружинами и деталями их крепления установлены в направляющих втулках в головке блока цилиндров, в которой также отлиты впускные и выпускные каналы.

Рисунок 4.8 Головка блока цилиндров с газораспределительным механизмом.

Усилие от кулачков распределительного вала, расположенного здесь же – в головке блока, к клапанам передается с помощью толкателей и/или коромысел. Коромысла установлены шарнирно на оси, закрепленной на головке блока. Клапаны на головке закрыты крышкой.

 О тепловом зазоре

Между стержнем клапана, толкателем или концом коромысла газораспределительного механизма должен быть зазор (так называемый тепловой зазор), который необходим для компенсации удлинения стержня клапана при его нагревании без нарушения плотности посадки клапана в гнезде. Другими словами, если бы не было зазора, грубо говоря, между кулачком распредвала и клапаном, то от нагрева до высокой температуры, клапан увеличился бы в длину и перестал бы плотно прилегать к седлу в головке блока цилиндров.

Величина зазора для двигателей разных марок устанавливается для впускных клапанов в холодном состоянии в пределах 0,15—0,30 мм, а для выпускных клапанов, подвергающихся большему нагреву, — в пределах 0,20—0,40 мм. Однако же, у некоторых производителей зазор может быть таков, что не попадет в указанные диапазоны.

Для регулировки величины этого зазора в механизме предусмотрены регулировочные устройства. Хотя слово «устройство» слишком громкое для регулировочного болта и стопорной гайки (Рисунок 4.9) или шайб различной толщины (Рисунок 4.10).

Рисунок 4.9 Регулировка теплового зазора с помощью болта.

Рисунок 4.10 Регулировка теплового зазора с помощью шайб
(А – головка блока цилиндров без распределительного вала;
Б – головка блока цилиндров с распределительным валом).

Сейчас очень распространена конструкция с гидравлическими компенсаторами, которые под давлением масла подводят коромысло или толкатель к кулачку распределительного вала, убирая тем самым негативное последствие теплового зазора, а именно — удар кулачка о толкатель во время работы. Но стоит упомянуть, что установка гидрокомпенсаторов удорожает конструкцию головки блока цилиндров и повышает свои требования к качеству используемого моторного масла и к частоте его замены, поскольку масляные каналы компенсатора могут забиваться продуктами износа.

Примечание
Более подробно о гидрокомпенсаторах приведено ниже.

 Предварительно о распределительном вале

Примечание
Почему предварительно? Потому что для целостности восприятия данного раздела о распределительном вале необходимо сказать несколько слов, а более подробное описание данной детали будет дано ниже.

Правильность чередования различных тактов в цилиндрах двигателя достигается соответствующим расположением кулачков на распределительном валу, а также правильностью установки зацепления распределительных шестерен/шкивов с приводной шестерней/шкивом коленчатого вала.

В четырехтактном двигателе рабочий цикл во всех цилиндрах завершается за два оборота коленчатого вала. За это время в каждом цилиндре должны по одному разу открыться и закрыться впускной и выпускной клапаны, что происходит за каждый оборот распределительного вала. Таким образом, распределительный вал должен вращаться в два раза медленнее коленчатого вала. Для этого шестерня распределительного вала имеет вдвое большее число зубьев, чем шестерня коленчатого вала, либо же шкив по диаметру должен быть в два раза больше шкива коленчатого вала.

Фазы газораспределения четырехтактного двигателя

Для лучшего наполнения цилиндров свежим зарядом и наиболее полной очистки их от отработавших газов моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях не совпадают с положениями поршней в ВМТ и НМТ, а происходят с определенным опережением или запаздыванием. Иначе говоря, впускной клапан может закрываться после того, как поршень пройдет НМТ, а выпускной — закрываться после ВМТ.

Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах, соответствующих величинам углов поворотов кривошипа коленчатого вала относительно мертвых точек, называются фазами газораспределения. Фазы газораспределения могут быть нанесены на круговую диаграмму, называемую диаграммой газораспределения, как показано на рисунке 4.11.

Пожалуй, будет проще показать это на примере. Так, если говорят, что клапан открывается за 5 градусов до ВМТ, значит клапан начал открываться в то время, когда кривошип коленчатого вала, к которому присоединен шатун поршня, находился за 5 градусов до верхней мертвой точки.

Рисунок 4.11 Диаграмма газораспределения четырехтактного двигателя.

Впускной клапан начинает открываться немного раньше, чем поршень придет в ВМТ. При этом к началу хода поршня вниз при такте впуска клапан уже немного откроется. Опережение открытия впускного клапана для двигателей разных моделей колеблется в разных диапазонах. Зачастую закрытие впускного клапана происходит с определенным запаздыванием, когда поршень перейдет НМТ и начнет двигаться вверх. При этом некоторое время после перехода НМТ, несмотря на начавшееся незначительное движение поршня вверх, заполнение цилиндра зарядом будет продолжаться вследствие некоторого разрежения, еще имеющегося в цилиндре, а также вследствие инерции заряда, движущегося во впускном трубопроводе.

Примечание
Однако стоит отметить, что существует как минимум два цикла, именуемых циклами Миллера и Аткинсона, при которых впускной клапан закрывается не так, как на обычных ДВС.

Таким образом, время открытия впускного клапана больше времени, в течение которого происходит полуоборот вала; продолжительность впуска при этом увеличивается, и цилиндр более полно заполняется свежим зарядом.

Выпускной клапан открывается раньше прихода поршня в НМТ.

При этом газы, находясь в цилиндре под большим давлением, быстро начинают выходить наружу, несмотря на то, что поршень еще движется вниз. Затем поршень, пройдя НМТ и двигаясь к ВМТ, будет выталкивать оставшиеся в цилиндре газы. Выпускной клапан закрывается тогда, когда поршень перейдет ВМТ. Несмотря на то, что поршень начнет уже немного опускаться вниз, газы будут продолжать выходить из цилиндра по инерции и вследствие отсасывающего действия потока газов, движущихся в выпускном трубопроводе. Таким образом, время открытия выпускного клапана больше времени, в течение которого происходит полуоборот вала, и цилиндр лучше очищается от отработавших газов.

Примечание
Угол поворота кривошипа, соответствующий положению, при котором впускной и выпускной клапаны одновременно открыты, называется углом перекрытия клапанов. Вследствие незначительности этого угла и ничтожной величины зазора между клапанами и гнездами, возможность утечки горючей смеси исключена. Перекрытие клапанов необходимо для дополнительной продувки цилиндра с целью лучшей наполняемости свежим зарядом.

Некоторое уменьшение давления газов на поршень, происходящее при рабочем ходе вследствие раннего открытия выпускного клапана, и потеря части работы газов при этом восполняются тем, что поршень, движущийся при такте выпуска вверх, не испытывает большого сопротивления от газов, оставшихся в небольшом количестве в цилиндре.

Изменение фаз газораспределения

С развитием технологий перед конструкторами и инженерами открылись серьезные перспективы в повышении эффективности работы двигателя – увеличение мощности с одновременным снижением расхода топлива стало новым трендом в автомобильной промышленности. Для того, чтобы оптимизировать работу двигателя внутреннего сгорания, необходимо подстраивать фазы газораспределения под все режимы нагрузки – от холостого хода до полной нагрузки.

Примечание
Обороты холостого хода — это минимальные обороты, при которых двигатель может работать устойчиво без нагрузки. Вы запустили двигатель, при этом никакого движения и воздействия на педаль газа не происходит.

А как изменять фазы газораспределения? — Проворачивать распределительный вал относительно коленчатого вала, изменяя тем самым моменты открытия клапанов. Прибавим к этому управление опережением зажигания* и это даст возможность управлять началом и концом тактов двигателя и позволило настолько оптимизировать работу ДВС, что показатели мощности и расхода топлива улучшились многократно.

Примечание
* Опережение зажигания. Для того чтобы топливовоздушная смесь успела сгореть, пока поршень движется от верхней мертвой точки к нижней, ее необходимо поджигать немного раньше. Основным показателем является угол опережения зажигания, который говорит нам о том, за сколько градусов до ВМТ на такте сжатия возникнет пробой между электродами свечи. В зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель угол опережения зажигания должен изменяться, что реализуется с помощью распределителя зажигания или электронного блока управления двигателя (подробнее об этом рассмотрено в главе 10 «Электрооборудование и электросистемы», раздел 10.4 «Система зажигания»).

Суть системы проста. На распределительный вал (или валы) устанавливается специальный механизм, на внешней части которого есть звездочка для приводной цепи от коленчатого вала. Механизм этот устанавливается так, что может проворачивать распределительный вал в сторону опережения или запаздывания, в зависимости от режима работы двигателя.

Если говорить более подробно, то работа механизма изменения фаз газораспределения (фазовращателя) происходит, как описано ниже.

Коленчатый вал через приводную цепь вращает фазовращатель, который установлен на распределительном валу. В момент, когда необходимо сместить время открытия клапанов в сторону запаздывания или опережения, фазовращатель проворачивает распредвал в соответствующую сторону.

Рисунок 4.12 Внешний вид фазовращателя.

Фазовращатели, в основном, устанавливают на впускной распределительный вал (вал, который открывает только впускные клапаны), но сейчас все чаще данные механизмы монтируют на оба распредвала – впускной и выпускной.

Изменяемая высота клапана

В современных бензиновых двигателях количество топливной смеси регулируется с помощью дроссельной заслонки – заслонка открывается, поступает больше воздуха, в соответствии с этим впрыскивается больше топлива. Воздух, необходимый для приготовления топливовоздушной смеси, пока доберется до цилиндра, преодолеет несколько весьма неприятных препятствий: воздушный фильтр, дроссельную заслонку, клапаны, а это все потери, которые напрямую влияют на мощность ДВС. Попробуйте сами подышать в противогазе не с угольным а с бумажным фильтром… Вот так и двигателю «тяжело дышать». Одно из препятствий на пути воздуха, от которого мечтали избавиться конструкторы, это дроссельная заслонка. Однако как регулировать количество впускаемого воздуха? Решение снова было связано с клапанами. Пришли к тому, что необходимо регулировать высоту клапана. Были системы со ступенчатым регулированием высоты клапана, а именно: клапан открывался только на три разные высоты. Затем придумали систему бесступенчатого открытия клапанов с диапазоном открытия от 1 мм до 10 мм. Это позволило избавиться от дроссельной заслонки – двигателю стало легче «дышать». Однако избавление от дроссельной заслонки изменением высоты открытия клапанов не является самоцелью. Контроль над работой клапанов позволяет еще больше отточить работу четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Детали клапанной группы

К клапанной группе относятся клапан, направляющая втулка клапана, клапанная пружина с опорной шайбой и деталями крепления (они же — «сухари»). Все описанное приведено на рисунке 4.13.

Клапан служит для закрытия и открытия впускных или выпускных каналов в головке блока цилиндров. Основными элементами клапана являются тарелка и стержень.

Тарелка клапана имеет шлифованную конусную рабочую поверхность — фаску (обычно под углом 45°), которой клапан плотно притерт к седлу.

Стержень клапана отшлифован и проходит через направляющую втулку. На конце стержня клапана имеется канавка или отверстие для крепления опорной шайбы пружины. Разноименные клапаны имеют тарелки различных диаметров (зачастую, больший — у впускного клапана) или отличаются специальными метками.

Рисунок 4.13 Клапанный механизм.

Седло клапана (на рисунке 4.13) представляет собой металлическое кольцо цилиндрической формы с обработанной под углом 45 градусов рабочей поверхностью (той самой, к которой прилегает тарелка клапана). Седла клапанов запрессованы в головку блока цилиндров. Существуют конструкции с заменяемыми седлами и с седлами, запрессованными наглухо.

Направляющая втулка, в которой клапан устанавливается стержнем, обеспечивает точную посадку клапана в седло. Втулки запрессовывают в головку цилиндров.

Рисунок 4.14 Клапан.

Клапанная пружина удерживает клапан в закрытом положении, обеспечивая плотную его посадку в гнезде, а также создает постоянное прижатие толкателя к поверхности кулачка распределительного вала. Пружину надевают на выходящий из втулки конец стержня клапана и закрепляют на нем в сжатом состоянии с помощью опорной шайбы с коническими разрезными сухарями, которые входят в выточку на стержне клапана. Иногда на клапан устанавливают две пружины: пружину меньшего диаметра — внутрь пружины большего диаметра. Это делается для того, чтобы избежать резонанса пружины на определенных частотах работы двигателя, а также для подстраховки на случай поломки пружины. Часто применяются пружины с переменным шагом витков. Это исключает вероятность возникновения вибрации пружины и ее поломки при большом числе оборотов коленчатого вала двигателя. При установке двух пружин их подбирают таким образом, чтобы направление навивки их витков было выполнено в разные стороны, что также устраняет опасность возникновения резонансных колебаний пружин.

Для ограничения количества масла, поступающего в направляющую втулку, и устранения подсоса масла в цилиндр через зазоры во втулке на верхних впускных клапанах под опорной шайбой ставят маслосъемные колпачки.

Толкатель служит для передачи осевого усилия от кулачка распределительного вала на стержень клапана или на штангу. Дело в том, что передавать усилие от кулачка распредвала лучше именное через промежуточное звено – толкатель. Поскольку при длительной работе элементы клапанного механизма изнашиваются и, когда приходит время замены чрезмерно износившихся деталей, проще заменять небольшой толкатель, нежели целый распредвал или клапаны.

Рисунок 4.15 Головка блока цилиндров с элементами газораспределительного механизма.

Как было отмечено выше, сейчас получили широкое распространение так называемые гидрокомпенсаторы. «Гидро», потому что работают за счет давления моторного масла, а «компенсаторы», так как компенсируют или, проще говоря, сводят на нет зазор между кулачком распределительного вала и толкателем во время работы.

Толкатели в большинстве двигателей устанавливают без втулок непосредственно в отверстия приливов головки блока цилиндров. В некоторых двигателях для толкателей имеются направляющие втулки, отлитые секцией на несколько цилиндров.

Коромысло. Изменяет направление передаваемого движения. Устанавливают зачастую, когда распределительный вал один, а клапанов на цилиндр два или четыре, но расположены они особым образом (смотрите рисунок 4.16). Коромысла устанавливают на бронзовых втулках или без втулок на осях, которые при помощи стоек закреплены на головке блока. Одно плечо коромысла располагается над стержнем клапана, а другое — под или над кулачком распределительного вала. Для регулировки зазора между стержнем клапана и коромыслом в конец коромысла вкручен регулировочный винт с контргайкой.

Рисунок 4.16 Привод клапанов через коромысло.

Распределительный вал и его привод

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Вал имеет впускные и выпускные кулачки (смотрите рисунок 4.17) и опорные шейки*.

Рисунок 4.17 Газораспределительный механизм в сборе.

Примечание
* На рисунке 4.17 опорные шейки не показаны, так как изображение схематическое и приведено для предварительного ознакомления. Получить представление о внешнем виде распределительных валов можно из рисунка 4.18.

Кулачки изготавливают как одно целое с валом. Однако существуют сборные конструкции, когда кулачки напрессовывают на вал.

Для каждого цилиндра у четырехтактных двигателей в зависимости от количества клапанов имеются два и более кулачков: впускных и выпускных. Форма кулачка обеспечивает плавный подъем и опускание клапана и соответствующую продолжительность его открытия. Одноименные кулачки для каждого цилиндра (например, впускные) располагают в четырехцилиндровых двигателях под углом 90°, в шестицилиндровых — под углом 60° и в восьмицилиндровых — под углом 45°. Разноименные кулачки (впускные и выпускные) устанавливают под углом, величина которого зависит от фаз газораспределения. Вершины кулачков располагаются в принятом для двигателя порядке работы с учетом направления вращения вала.

Рисунок 4.18 Головка блока цилиндров с распределительными валами.

 Как распредвал приводится во вращение?

Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала разными способами. Самыми распространенными являются: цепной и ременной привод, реже используется шестеренный.

Цепной привод. На конце коленчатого и распределительного валов устанавливают звездочки (как на велосипеде) и надевают приводную цепь. Для того чтобы исключить биение цепи, дополнительно устанавливают успокоитель, который представляет собой длинную планку, по которой перемещается цепь. Обычно с другой стороны устанавливают направляющую натяжителя цепи. Цепной привод можно изучить так же на рисунках 4.19 и 4.20.

Рисунок 4.19 Схема цепного привода газораспределительного механизма.

Рисунок 4.20 Пример цепного привода газораспределительного механизма.

Ременной привод. На коленчатый и распределительный валы устанавливаются зубчатые шкивы, чем-то напоминающие звездочки, однако намного шире их. На эти зубчатые шкивы надевается зубчатый ремень. Для удобства снятия и установки приводного ремня устанавливают натяжитель ремня (часто автоматический). Пример привода распределительного вала (или валов) с помощью зубчатого ремня приведен на рисунках 4.21 и 4.22.

Рисунок 4.21 Схема ременного привода газораспределительного механизма.

Рисунок 4.22 Пример ременного привода газораспределительного механизма.

Шестеренный привод. Привод распределительного вала осуществляется от шестерни на коленчатом валу через ряд промежуточных шестерен или напрямую, как показано на рисунке 4.23.

Рисунок 4.23 Шестеренный привод газораспределительного механизма.

Отключаемые клапаны

В погоне за экономичностью конструкторы решали одну из беспокоящих их проблем: что делать, когда двигатель, работая, использует всего 15–20 % своей мощности. Такое бывает, когда мы стоим, например, в пробке или едем по трассе на крейсерской скорости.

Примечание
Крейсерская скорость – скорость, при которой достигаются оптимальные показатели топливной экономичности. Термин, конечно, более подходящий для авиационной промышленности, однако, если мы едем по магистрали на пятой, а то и шестой передаче, то он вполне применим и в этой отрасли.

А если мощность используется не вся, то зачем работать всем цилиндрам двигателя? Что, если взять и отключить, например, на стоящем в пробке автомобиле, два из четырех цилиндров.

Ведь пары цилиндров вполне хватит для того, чтобы двигатель работал на холостых оборотах. В оставшиеся два цилиндра перестают подавать топливо и, чтобы они попросту не перекачивали воздух по впускному и выпускному коллектору, закрывают впускные и выпускные клапаны. Для выполнения такой незамысловатой операции придумали относительно простое решение: на распределительном вале рядом с обычными кулачками расположили кулачки с «нулевой высотой», то есть они никак не воздействуют на толкатель клапана.

Так при нормальной работе распределительный вал вращается и все клапаны выполняют свое назначение, а когда возникает необходимость в отключении клапанов, открывается специальный клапан, через который моторное масло под давлением, воздействуя на распределительный вал, смещает его в направлении продольной оси; кулачки с обычным профилем как открывали, так и открывают клапаны, а там где кулачки имеют «нулевую высоту», они просто-напросто не достают до клапанов, и те, в свою очередь, стоят неподвижно.

Примечание
Различные фирмы в разные времена предложили несколько схем реализации описанной выше операции по отключению части клапанов. Выше приведен лишь один из способов.

Устройство, Принцип Работы и Назначении, Основные Неисправности, Способы Диагностики и Ремонта

Классификация ГРМ

Современные автомобильные двигатели получили различные типы газораспределительных механизмов, разработка которых была основана на опыте эксплуатации более ранних моделей.

2. По количеству распределительных валов :

3. По числу клапанов – 2, 3, 4, 5;

4. По приводу распределительного вала :

— цепной привод от коленчатого вала;

— шестеренчатый привод от коленчатого вала;

— ременной привод коленчатого вала.

Чаще всего встречается верхнее расположение распределительного вала в головке двигателя – это объясняется простотой конструкции и эффективностью работы, уменьшением массы механизма. Открытие и закрытие клапанов в газораспределительном механизме такого типа осуществляется с помощью толкателей.

Классификация или типы ГРМ

Двигатели могут иметь различную компоновку газораспределительного механизма. Рассмотрим следующую классификацию.

По расположению распределительного вала

Существуют два типа положения распредвала:

При нижнем расположении распредвал находится в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Усилие от кулачков передается через толкатели на коромысла, при этом применяются специальные штанги. Они представляют собой длинные стержни и связывают толкатели внизу с коромыслами наверху. Нижнее расположение считается не самым удачным, но имеет и свои плюсы. В частности, более надежное соединение распредвала с коленвалом. Данный тип расположения на современных моторах не применяется.

Нижнее расположение распредвала и устройство ГРМ

При верхнем положении распредвал находится в головке блока цилиндров (ГБЦ) непосредственно над клапанами. При таком положении могут быть реализованы различные варианты воздействия на клапаны: через толкатели, коромысла или рычаги. Такая конструкция более простая, надежная и компактная. Верхнее положение распредвала получило более широкое распространение.

По количеству распределительных валов

На рядных двигателях могут быть установлены один или два распределительных вала. Моторы с одним распредвалом имеют аббревиатуру SOHC (Single Overhead Camshaft), а с двумя — DOHC (Double Overhead Camshaft). Один вал отвечает за открытие впускных, а другой за открытие выпускных клапанов. В двигателях c V-образной компоновкой используются четыре распредвала, по два на каждый ряд цилиндров.

По количеству клапанов

От количества клапанов на один цилиндр будет зависеть форма распредвала и количество кулачков на нем. Клапанов может быть два, три, четыре или пять.

Самый простой вариант с двумя клапанами: один работает на впуск, другой на выпуск. В трехклапаном двигателе два работают на впуск и один на выпуск. При четырех клапанах: два на впуск и два на выпуск. Пять клапанов: три на впуск и два на выпуск. Чем больше клапанов на впуске, тем больше объем поступающей топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Повышается мощность и динамика двигателя. Сделать больше пяти не позволят размер камеры сгорания и форма распредвала. Наиболее часто встречается схема с четырьмя клапанами на цилиндр.

Устройство газораспределительного механизма

1. Распределительный вал. Вращение распределительного вала приводит к своевременному открытию и закрытию клапанов газораспределительного механизма в зависимости от последовательности работы цилиндров двигателя, учитывая фазы газораспределения газов в механизме. Изготавливают распределительный вал из высокопрочной закаленной стали или чугуна. На валу ГРМ имеются опорные шейки и кулачки. Форма кулачков влияет на рабочие процессы распределения горючей смеси и газов, частоту и время открытия, закрытия клапанов. В торце распределительного вала ГРМ крепится звездочка (на которую устанавливается цепь) или шкив привода вала (на которую одевается ремень). Вал устанавливается в корпусе на подшипниках. В целях предотвращения осевых смещений распределительный вал имеет упорный фланец.

2. Толкатели. Толкатели – это детали газораспределительного механизма, которые служат для передачи усилий от кулачков распределительного вала к штангам коромысел. Толкатели изготавливают из высокопрочной стали или чугуна.

Виды толкателей: роликовые, цилиндрические, грибовидные.

Движение толкателей происходит в корпусах, закрепленных на блоке цилиндров или по направляющим.

3. Клапаны. Клапаны служат для подачи горючей смеси в цилиндры двигателя и вывода отработанных газов. Различают впускные и выпускные клапаны. Впускные служат для впуска горючей смеси, а выпускные клапаны служат для выпуска отработавших газов.

Конструкция клапана. Клапан состоит из стержня и головки. НА клапанной головке имеется кромка под 45 градусов для лучшего прилегания клапана. Впускной клапан отличается от выпускного диаметром. Выпускной клапан значительно больше по диаметру, чем впускной, так как объем отработавших газов превышает объем подающейся горючей смеси. Клапаны ГРМ установлены в головке блока цилиндров. Место их соединения называется седлом и имеет конусную форму. Для герметизации цилиндра предназначен клапанный механизм. Для улучшения герметизации цилиндра проводят процесс под названием притирка клапанов.

Впускные клапаны изготавливают из стали с хромистым покрытием, а выпускные клапаны из жаропрочной стали. Седла клапанов изготавливают из жаропрочного чугуна.

Движение стержней клапанов осуществляется по направляющим втулкам, которые изготавливаются из чугуна или стали. Направляющие соединены с головкой блока цилиндров . Клапаны оснащены внутренней и наружной пружинами. Пружины же крепятся с помощью тарелок, сухарей и шайб.

Открытие клапанов осуществляется через усилие, которое передается от распределительного вала на клапан.

Газораспределительный механизм современных двигателей устроен таким образом, что на каждый цилиндр двигателя имеется по два клапана впуска и два клапана выпуска. Для снятия клапанов используют рассухариватели клапанов.

4. Штанги

Штанги служат для передачи усилия от толкателей к коромыслам. Штанги толкателей могут иметь форму полых цилиндрических стержней со стальными наконечниками.

Штанги изготавливают из износостойкого алюминиевого сплава, крепятся с одной стороны к коромыслу, а с другой – к толкателю.

5. Коромысло

Коромысло служит для передачи усилия от штанги к клапанам. Коромысло выполнено в виде рычага с двумя плечами, который крепится на оси. При этом одно плечо длиннее, чем другое (возле штанги).

Коромысла изготавливают из прочной стали. Устанавливают коромысло на оси, которая крепится к головке цилиндров, на специальных втулках. Втулки предназначены для уменьшения трения между осью и коромыслом.

6. Привод распределительного вала

Распределительный вал приводится в движение от коленчатого вала при помощи привода, который может быть, как мы говорили цепной, шестеренчатый, ременной.

Скорость вращения распределительного вала в 2 раза меньше, чем скорость вращения коленчатого вала, что обеспечивается передаточным числом звездочки, либо размером шкива.

Таким образом, за два вращения коленчатого вала, распределительный вал совершит только одно вращение, что необходимо для осуществления одного рабочего цикла.

Часто встречается в обиходе автомобилистов такой термин, как тепловой зазор.

Источник

Что такое газораспределительный механизм (ГРМ)?

Газораспределительный механизм (ГРМ) — это механизм предназначенный для впуска в цилиндры двигателя свежего заряда (горючей смеси в классических бензиновых двигателях или воздуха в дизелях) и выпуска отработавших газов в соответствии с рабочим циклом, а также для обеспечения надежной изоляции камеры сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода.

В зависимости от вида устройств, осуществляющих впуск заряда и выпуск отработавших газов, различают два типа механизмов газораспределения:

Автомобили с цепным приводом ГРМ

Список современных автомобилей некоторых марок с цепной передачей газораспределительного механизма:

1. Мазда 6.
2. Шкода Рапид.
3. Тойота Авенсис.
4. Ниссан. Например, двигатель SR20det имеет цепь, но, если цепь вовремя не заменить, то клапана погнутся о поршни или клапан сломается, перевернется в цилиндре и пробьет поршень.
5. Хонда.
6. Мерседес-Бенц.
7. Ауди.
8. БМВ.
9. Волга, Москвич, классические модели Ваз.

0

Автор публикации

не в сети 4 дня

Из чего состоит газораспределительный механизм (ГРМ) двигателя?

Основными элементами газораспределительного механизма являются:

У V-образных двигателей основная деталь рассматриваемого механизма — распределительный вал — может иметь как нижнее, так и верхнее расположение. При нижнем расположении (рис. а) распределительный вал 7, размещенный в блок-картере, приводится во вращение от коленчатого вала двигателя с помощью зубчатой передачи, обычно содержащей одну пару цилиндрических или конических шестерен (возможно применение и нескольких пар шестерен).

У четырехтактного двигателя передаточное отношение привода равно двум, т.е. распределительный вал вращается вдвое медленнее коленчатого. При вращении распределительный вал с помощью кулачков перемещает толкатели 2 и штанги 3. Последние поворачивают коромысла 5 относительно оси 4. В то же время противоположные концы коромысел воздействуют на клапаны 7, перемещая их вниз и преодолевая при этом сопротивление пружин 6. Расположение кулачков на распределительном валу и их форму выбирают так, чтобы впускные и выпускные клапаны открывались и закрывались в строго определенные моменты согласно рабочему циклу двигателя.

Рис. Газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов: а — с нижним расположением распределительного вала: 1 — распределительный вал; 2 — толкатель; 3 — штанга; 4 — ось коромысел; 5 — коромысло; 6 — пружина; 7 — клапан; б — с верхним расположением распределительного вала: 1 — винт; 2 — контргайка; 3 — коромысла; 4 — распределительный вал

У рядных верхнеклапанных двигателей и V-образных двигателей с четырьмя клапанами на цилиндр распределительный вал (валы) находится в головке блока, в непосредственной близости от клапанов (рис. б). Поскольку при верхнем расположении распределительного вала расстояние между его осью и осью коленчатого вала оказывается значительным, для приведения распределительного вала во вращение обычно используют цепную передачу. У двигателей сравнительно малой мощности можно также применять зубчатый ремень.

Распределительные валы мощных V-образных дизелей приводятся во вращение с помощью зубчатой передачи, у которой число пар конических шестерен может составлять две и более. При верхнем расположении распределительного вала уменьшается число передаточных деталей. Например, в механизме, представленном на рис. б, отсутствуют толкатели и штанги. Распределительный вал 4 непосредственно воздействует на коромысла 3, которые, в свою очередь, перемещают клапаны.

При работе двигателя детали газораспределительного механизма нагреваются (наиболее сильно — клапаны) и, следовательно, расширяются и удлиняются. Чтобы обеспечить возможность удлинения стержня клапана при его нагреве без нарушения плотности посадки головки клапана в седле, между отдельными деталями газораспределительного механизма у непрогретого двигателя должен быть зазор (например, между стержнем клапана и концом коромысла). Регулировать этот зазор можно различными способами, например с помощью винта 1 (см. рис. б), самоотвинчивание которого предотвращает контргайка 2. Чтобы исключить необходимость в регулировке зазора и уменьшить шумность двигателя в газораспределительных механизмах многих современных двигателей используются гидравлические толкатели. В эти толкатели встроены гидрокомпенсаторы, изменяющие их длину под действием давления масла, которое специально подается из смазочной системы двигателя. Клапан, его направляющая втулка, пружина и опорная шайба с деталями ее крепления образуют клапанную группу газораспределительного механизма.

Клапан состоит из головки и стержня, между которыми для уменьшения сопротивления движению газов выполнен плавный переход. Головка клапана имеет шлифованную конусную рабочую поверхность — фаску, по которой клапан плотно прилегает к седлу. Для крепления опорной шайбы пружины конец стержня клапана снабжен канавкой. В некоторых случаях для улучшения отвода теплоты от головки выпускного клапана стержень со стороны головки выполняют полым и вводят в него жидкий металлический натрий.

Клапаны изготавливают высадкой из стального прутка с последующей механической и термической обработкой. Материалом для них служит износо- и жаростойкая сталь. Иногда головку и стержень выпускного клапана выполняют из разных марок стали, а затем соединяют сваркой. Торец стержня клапана дополнительно закаливают для повышения твердости и износостойкости. В некоторых случаях на фаску выпускного клапана для увеличения его долговечности наплавляют особо жаростойкий сплав.

Каждый цилиндр двигателя имеет, как минимум, два клапана — впускной и выпускной. Однако в настоящее время наметилась тенденция к увеличению числа клапанов на цилиндр. Все шире применяются двигатели с тремя (два впускных и один выпускной) и четырьмя (два впускных и два выпускных) клапанами. При наличии одного впускного и одного выпускного клапанов первый имеет большую головку. Это необходимо для лучшего наполнения цилиндра свежим зарядом.

Направляющая втулка, через которую проходит стержень клапана, обеспечивает его точную посадку в седло. Стержень имеет высокоточное сопряжение с втулкой (зазор составляет 0,05… 0,12 мм). Направляющие втулки изготавливают из чугуна или спеченного пористого материала, который может быть пропитан смазочным маслом.

Клапанная пружина удерживает клапан в закрытом положении, обеспечивая его плотную посадку в седле. Пружины изготавливают методом холодной навивки из специальной стальной, термически обработанной проволоки с последующей дробеструйной обработкой, что увеличивает их долговечность. Иногда для предотвращения появления резонансных колебаний используют пружины с переменным шагом витков.

Опорная шайба удерживает пружину в сжатом состоянии. Крепление стержня клапана к опорной шайбе осуществляется с помощью конических разрезных сухарей, входящих в выточку на стержне.

Седло клапана, в которое он садится фаской головки, у верхнеклапанного двигателя расположено в головке цилиндров. Обычно седла выпускных, а иногда и впусковых клапанов, выполняют в виде вставных колец и наглухо запрессовывают в выточки головки цилиндров. Вставные кольца изготавливают из жаростойкой стали, специального чугуна или спеченного материала.

Приводы распределительного вала их устройство. Конструкция распределительных валов, их привод и монтаж. Системы фаз газораспределения

Распределительный вал и его привод

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Вал имеет впускные Г и выпускные Б кулачки, опорные шейки Л, шестерню Д для привода масляного насоса и распределителя системы зажигания и эксцентрик В для привода топливного насоса в карбюраторных двигателях.

Рис. 1. Типы распределительных валов

Вал штампуют из стали; кулачки и шейки его подвергают термической обработке для получения повышенной износостойкости, после чего шлифуют. Кулачки изготовляют как одно целое с валом. Применяют также литые чугунные распределительные валы.

Для каждого цилиндра у четырехтактных двигателей имеются два кулачка: впускной и выпускной. Форма (профиль) кулачка обеспечивает плавный подъем и опускание клапана и соответствующую продолжительность его открытия. Одноименные кулачки располагают в рядном четырехцилиндровом двигателе под углом 90° (рис. 1, а), в шестицилиндровом — под углом 60° (рис. 1, б). Разноименные кулачки устанавливают под углом, величина которого зависит от фаз газораспределения. Вершины кулачков располагаются в принятом для двигателя порядке работы с учетом направления вращения вала. По длине вала впускные и выпускные кулачки чередуются в соответствии с расположением клапанов.

В V-образных двигателях расположение кулачков на общем для обеих секций блока распределительном валу зависит от чередования тактов в цилиндрах, угла развала и принятых фаз газораспределения. Распределительный вал У-образного восьмицилиндрового карбюраторного двигателя показан на рис. 1, в.

В двухтактных дизелях (ЯАЗ -М204 и ЯАЗ -М206) для каждого цилиндра имеется по два выпускных кулачка, обращенных вершинами в одну сторону, и по одному кулачку, управляющему работой насос-форсунки.

При нижнем расположении распределительного вала его устанавливают в картере на опорах, представляющих собой отверстия в стенках и перегородках картера, в которые запрессованы стальные тонкостенные биметаллические или триметаллические втулки. Вал устанавливают иногда также в специальных вкладышах. Число опор распределительного вала для двигателей разных типов различно.

Осевые перемещения распределительного вала у большинства двигателей ограничиваются упорным фланцем (рис. 2), закрепленным на блоке и расположенным с определенным зазором между торцом передней шейки вала и ступицы шестерни; зазор между опорным фланцем и торцом шейки вала устанавливают для двигателей разных марок в пределах 0,05- 0,2 мм; величина этого зазора определяется толщиной распорного кольца, закрепленного на валу между торцом шейки и ступицей шестерни. У двухтактных дизелей ЯМЗ осевые перемещения вала ограничиваются бронзовыми упорными шайбами, установленными по обеим сторонам переднего подшипника.

Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала с помощью зубчатой или цепной передачи. При зубчатой передаче на конце коленчатого и распределительного валов закрепляют распределительные шестерни.

Для повышения бесшумности и плавности работы шестерни изготовляют с косыми зубьями; шестерню распределительного вала обычно делают из пластмассы — текстолита, а шестерню коленчатого вала — из стали.

При цепной передаче, обеспечивающей большую бесшумность работы (автомобили ЗИЛ -111), на конце коленчатого вала и на конце распределительного вала закрепляются звездочки, соединенные стальной гибкой бесшумной цепью. Зубья цепи входят в зацепление с зубьями звездочек.

Рис. 2. Типы приводов распределительного вала: а — зубчатая передача; б — цепная передача

Распределительные шестерни или звездочки при сборке устанавливают одну относительно другой по меткам, имеющимся на их зубьях.

На новых моделях двигателей получает применение верхнее расположение распределительного вала (на головке блока). Привод вала осуществляется цепной передачей (автомобиль «Москвич-412»).

Газораспределительный механизм обеспечивает своевременное поступление в цилиндры двигателя горючей смеси (или воздуха) и выпуск отработавших газов.

Двигатели могут иметь нижнее расположение клапанов (ГАЗ -52, ЗИЛ -157К, ЗИЛ -1Э0К), при котором клапаны размещены в блоке цилиндров, и верхнее (ЗМЗ -24, 3M3-S3, ЗИЛ -130, ЯМЗ -740 и др.), когда они расположены в головке цилиндров.

При нижнем расположении клапанов усилие от кулачка распределительного вала передается клапану или через толкатель. Клапан перемещается в направляющей втулке, запрессованной в блок цилиндров. Закрытие клапана осуществляется пружиной, упирающейся в блок и шайбу, закрепленную двумя сухариками на конце стержня клапана.

При верхнем расположении клапанов усилие от кулачка распределительного вала передается толкателю, штанге, коромыслу и клапану. Преимущественно применяется верхнее расположение клапанов, так как такая конструкция позволяет получить компактную камеру сгорания, обеспечивает лучшее наполнение цилиндров, уменьшает потери тепла с охлаждающей жидкостью и упрощает регулировку клапанных зазоров.

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Изготовляют его из стали или чугуна.

При сборке распределительный вал вставляют в отверстие торца картера двигателя, поэтому диаметры опорных шеек последовательно уменьшаются, начиная с передней шейки. Количество опорных шеек обычно равно количеству коренных подшипников коленчатого вала. Втулки 8 опорных шеек изготовляют из стали, бронзы (ЯМЗ -740) или из металлокерамики.

Внутреннюю поверхность стальных втулок заливают слоем баббита или сплава СОС -6-6.

На распределительном валу расположены кулачки, воздействующие на толкатели; шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя; эксцентрик привода топливного насоса. Кулачков имеется по два на каждый цилиндр. Углы их взаимного расположения зависят для одноименных кулачков — от числа цилиндров и чередования рабочих ходов в разных цилиндрах, для разноименных — от фаз газораспределения. Кулачки и шейки стальных распределительных валов подвергают закалке токами высокой частоты, а чугунных — отбеливанию. Кулачкам при шлифовании придают небольшую конусность, что в сочетании со сферической формой торца толкателей обеспечивает поворот толкателя во время работы.

Рис. 3. Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов: а-схема, 6—детали; 1-распределительный вал, 2 — толкатель, 3- контргайка, 4- регулировочный болт, 5-сухарики, б — упорная. шайба пружины, 7- пружина клапана, 8—выпускной клапан, 9- направляющая втулка клапана, 10 — вставное седло выпускного клапана, 11 — впускной клапан

Между шестерней распределительного вала и передней опорной шейкой установлены распорная шайба и упорный фланец, который привертывается болтами к блоку цилиндров и удерживает вал от осевых перемещений.

Распределительный вал получает вращение от коленчатого вала. В четырехтактных двигателях рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала. За этот период впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра должны открываться один раз, а следовательно, распределительный вал должен повернуться на один оборот. Таким образом, распределительный вал должен вращаться в два раза медленнее коленчатого вала. Поэтому шестерня распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня на переднем конце коленчатого вала. Шестерня коленчатого вала стальная, шестерня на распределительном валу чугунная (ЗИЛ -130) или текстолитовая (ЗМЗ -24, 3M3-53). Зубья у шестерен косые.

Рис. 4. Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов (ЗИГМЗО ): 1 — шестерня распределительного вала, 2 — упорный фланец, 3 — распорное кольцо, 4-опорные шейки, 5-эксцентрик привода топливного насоса, 6 — кулачки выпускных клапанов, 7 — кулачки впускных клапанов, 8- втул-ки, 9 — впускной клапан, 10 — направляющая втулка, 11-упорная шайба, 12 — пружина, 13 — ось коромысел, 14 — коромысло, 15 — регулировочный винт, 16-стойка оси коромысел, 17 — механизм поворота выпускного клапана, 18 — выпускной клапан, 19 — штанга, 20-толкатели, 21 — шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя

Распределительные шестерни двигателя ЯМЗ -740 расположены на заднем торце блока цилиндров.

Распределительные шестерни входят в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов. Это достигается совмещением меток на зубе одной шестерни и впадине между зубьями другой шестерни.

В высокооборотных двигателях («Москвич-412», ВАЗ -2101 «Жигули») распределительный вал располагается в головке цилиндров и его кулачки воздействуют непосредственно на коромысла, которые, поворачиваясь на осях, открывают клапаны. В таком клапанном механизме нет толкателей и штанг, упрощается отливка блока цилиндров, снижается шум при работе.

Ведомая звездочка распределительного вала приводится во вращение втулочно-роликовой цепью от ведущей звездочки коленчатого вала. Устройство для натяжения цепи имеет звездочку и рычаг.

Рис. 5. Газораспределительный механизм с верхним расположением распределительного вала («Москвич-412»): а- газораспределительный механизм, б — привод газораспределительного механизма; 1 — наконечник клапана, 2 — ось коромысел выпускных клапанов, 3,6 — коромысла, 4 — распределительный вал, 5 — ось коромысел впускных клапанов, 7 — контргайка, 8 — регулировочный винт, 9 — головка цилиндров, 10 — клапаны, 11 — ведущая звездочка, 12-звездочка натяжного устройства, 13 — рычаг, 14 — ведомая звездочка, 15 — цепь, 16 — коленчатый вал

К атегория: — Устройство и работа двигателя

Распределительный вал , в сокращенном варианте распредвал – основная часть или ГРМ, важный элемент автомобильного двигателя. Его задача заключается в синхронизации впускного и выпускного тактов работы ДВС.

Конструктивные особенности

Расположение данного механизма целиком зависит от конструкции ДВС, поскольку в некоторых моделях распредвал размещается внизу, в основании блока цилиндров, а в других – вверху, прямо в . На данный момент оптимальным считается верхнее расположение распредвала, поскольку это существенно упрощает сервисный и ремонтный доступ к нему. Распредвал напрямую связан с . Они соединяются между собой цепной или ременной передачей посредством обеспечения связи между шкивом на валу ГРМ и звездочкой на коленвале. Это необходимо потому, что приводится в движение распредвал именно коленвалом.

Устанавливается распределительный вал в подшипники, которые в свою очередь надежно закрепляются в блоке цилиндров. Осевой люфт детали не допускается за счет применения в конструкции фиксаторов. Ось любого распредвала имеет сквозной канал внутри, через который осуществляется смазка механизма. Сзади данное отверстие закрыто заглушкой.

Важными элементами являются кулачки распредвала. По количеству они соответствуют числу клапанов в цилиндрах. Именно эти детали выполняют основную функцию ГРМ – регулирование порядка работы цилиндров.

На каждый клапан приходится отдельный кулачок, открывающий его через нажим на толкатель. Освобождая толкатель, кулачок позволяет распрямиться пружине, возвращающей клапан в закрытое состояние. Устройство распределительного вала предполагает наличие двух кулачков для каждого цилиндра – по числу клапанов.

Устройство распределительного вала.

Следует отметить, что от распределительного вала также осуществляется привод топливного насоса и распределителя .

Принцип работы

Распределительный вал двигателя, располагаемый в блоке цилиндров, приводится в движение зубчатой или цепной передачей от коленвала.

Вращаясь, распредвал проворачивает располагающиеся на на нем кулачки, которые попеременно воздействуют на впускные и выпускные клапана цилиндров, обеспечивая их открывание-закрывание в определенном порядке, уникальном для каждой модели ДВС.

Рабочий цикл двигателя (поочередное движение каждого из клапанов цилиндров) осуществляется за 2 оборота коленвала. За это время распределительный вал должен выполнить только один оборот, поэтому его шестерня имеет вдвое больше зубьев.

В одном ДВС может быть больше одного распределительного вала. Их точное количество определяется конфигурацией двигателя. Наиболее распространенные бюджетные рядные моторы, имеющие по паре клапанов для каждого цилиндра, оборудуются только одним распредвалом. Для систем с двумя парами клапанов нужно использовать уже два распределительных вала. Например, силовые агрегаты с другим расположением цилиндров имеют или единственный распределительный вал, установленный в развале, или пару – для каждой головки блока отдельно.

Иногда в большом потоке информации (особенно новой) очень трудно найти какие-то важные мелочи, выделить «зерна истины». В этой небольшой статье я расскажу о передаточных числах передач и привода в целом. Эта тема очень близка темам, освещенным в…

Привод – это двигатель и все, что находится и работает между валом двигателя и валом рабочего органа (муфты, редукторы, различные передачи). Что такое «вал двигателя» понятно, думаю, почти всем. Что такое «вал рабочего органа» понятно, вероятно, не многим. Вал рабочего органа – это вал, на котором закреплен тот элемент машины, который и приводится во вращательное движение всем приводом с необходимым заданным моментом и частотой вращения. Это может быть: колесо тележки (автомобиля), барабан ленточного конвейера, звездочка цепного конвейера, барабан лебедки, вал насоса, вал компрессора, и так далее.

U – это отношение частоты вращения вала двигателя nдв к частоте вращения вала рабочего органа машины nро .

U = nдв / nро

Общее передаточное число привода U часто на практике из расчетов получается достаточно большим числом (более десяти, а то и более пятидесяти), и выполнить его одной передачей не всегда представляется возможным ввиду различных ограничений, в том числе силовых, прочностных и габаритных. Поэтому привод делают состоящим из последовательно соединенных нескольких передач со своими оптимальными передаточными числами Ui . При этом общее передаточное число U находится как произведение всех передаточных чисел передач Ui , входящих в привод.

U =U1 *U2 *U3 *…Ui *…Un

Передаточное число передачи Ui – это отношение частоты вращения входного вала передачи nвхi к частоте вращения выходного вала этой передачи nвыхi .

Ui = nвхi / nвыхi

При выборе желательно отдавать предпочтение значениям близким к началу диапазона, то есть минимальным значениям.

Предложенная таблица – это всего лишь рекомендации и не догма! Например, если вы назначите цепной передаче U =1,5, то это не будет ошибкой! Конечно, всему должно быть обоснование. И, возможно, для удешевления всего привода лучше это U =1,5 «спрятать» внутри передаточных чисел других передач, увеличив их соответственно.

Вопросам оптимизации при проектировании зубчатых редукторов уделено очень много внимания различными учеными. Дунаев П.Ф., Снесарев Г.А., Кудрявцев В.Н., Ниберг Н.Я., Ниманн Г., Вольф В. и другие известные авторы пытались добиться одновременно равнопрочности зубчатых колес, компактности редуктора в целом, хороших условий смазки, уменьшения потерь на разбрызгивание масла, одинаковой и высокой долговечности всех подшипников, хорошей жесткости валов. Каждый из авторов, предложив свой алгоритм разбивки передаточного числа по ступеням редуктора, так и не решил полностью и однозначно эту противоречивую проблему. Очень подробно интересно и детально об этом написано в статье по адресу: http://www.prikladmeh.ru/lect19.htm.

Добавлю к решению данного вопроса еще немного неоднозначности… Смотрим еще одну таблицу в Excel.

Задаем в объединенную ячейку C4-7 значение общего передаточного числа редуктора U и считываем результаты расчетов в ячейках D4…D7 — U б и в ячейках E4…E7 – U т , выполненные для четырех вариантов различных условий.0,5

В заключение осмелюсь порекомендовать: не проектируйте одноступенчатый зубчатый цилиндрический редуктор с передаточным числом U >6…7, двухступенчатый – с U >35…40, трехступенчатый – с U >140…150.

На этом краткий экскурс в темы «Как оптимально «разбить» передаточное число привода по ступеням?» и «Как выбрать передаточное число передачи?» завершен.

Уважаемые читатели, подписывайтесь на получение анонсов статей моего блога. Окно с кнопкой — вверху страницы. Не понравится – всегда можно отказаться от подписки.

В данной статье мы рассмотрим существующие виды газораспределительных механизмов. Эта информация будет очень полезна автолюбителям, особенно тем, кто самостоятельно ремонтируют свои автомобили. Ну, или пытается их ремонтировать.

Каждый ГРМ приводится в действие от коленвала. Передача усилия может осуществляться ремнем, цепью или шестерней. Каждый из этих трех видов ГРМ имеет как свои преимущества, так и недостатки.

Рассмотрим более подробно виды привода ГРМ

1. Ременной привод имеет малую шумность во время работы, но не обладает достаточной прочностью и может порваться. Последствие такого обрыва – загнутые клапана. Помимо этого слабая натяжка ремня приводит к возможности его перескока, а это чревато смещением фаз, осложненным запуском. Помимо этого сбитые фазы дадут нестабильную работу на холостом ходу, а двигатель не сможет работать с полной мощностью.

2. Цепной привод тоже может сделать «перескок», но вероятность его сильно снижается из-за особого натяжителя, который у цепного привода более мощный, чем у ременного. Цепь более надежна, но обладает некоторой шумностью, поэтому не все производители автомобилей используют ее.

3. Шестеренчатый тип ГРМ массово применялся давно, в те времена, когда распредвал размещался в блоке ДВС (нижневальный двигатель). Такие моторы сейчас мало распространены. Из их плюсов можно отметить дешевизну изготовления, простоту конструкции, высокую надежность и практический вечный, не требующий замены механизм. Из минусов – малая мощность, увеличить которую можно только увеличением объема и, соответственно, размером конструкции (например – Додж Вайпер с объемом более восьми литров).

Распределительный вал

Что это и зачем? Распредвал служит для регулировки момента открытия клапанов, которые на впуске подают топливо в цилиндры, а на фазе выпуска отводят из них выхлопные газы. На распределительном валу для этих целей расположены специальным образом эксцентрики. Работа распределительного вала напрямую связана с работой коленчатого вала , и благодаря этому впрыск топливо осуществляется в максимально полезный момент – когда цилиндр расположен в своем нижнем положении (в нижней мертвой точке), т.е. перед началом впускного тракта.

Распредвал (один или несколько – неважно) может располагаться в ГБЦ , тогда мотор называется «верхневальным», а может располагаться в самом блоке цилиндров, тогда мотор называется «нижневальным». Выше про это было написано. Обычно ими оснащают мощные американские пикапы, и некоторые дорогие автомобили с гигантским объемом двигателя, как ни странно. В таких силовых агрегатах клапана приводятся в действие штангами, идущими через весь двигатель. Эти моторы медлительны и очень инерционны, активно расходуют масло. Нижневальные двигатели – тупиковая ветвь развития моторостроения.

Виды газораспределительных механизмов

Выше мы рассмотрели виды приводов ГРМ, а теперь речь пойдет именно о видах самого газораспределительного механизма.

Механизм SOHC

Название буквально обозначает «один верхний распределительный вал». Раньше назывался просто «OHC».

Такой двигатель, как ясно уже из названия, содержит в себе один распределительный вал, расположенный головке блока цилиндров. Такой двигатель может иметь как два, так и четыре клапана в каждом цилиндре. То есть, вопреки различным мнениям, мотор SOHC может быть и шестнадцатиклапанным.

Какие же сильные и слабые стороны у таких моторов?

Двигатель функционирует относительно тихо. Тишина именно относительно двухраспредвального мотора. Хотя разница и не большая.

Простота конструкции. А значит и дешевизна. Это касается также ремонта и обслуживания.

А вот из минусов (хотя и совсем незначительных) можно отметить слабую вентиляцию мотора, оснащенного двумя клапанами на цилиндр. Из-за это мощность двигателя падает.

Второй минус есть у всех шестнадцатиклапанных моторов с одним распредвалом. Так как распредвал один, то все 16 клапанов приводятся в действие одним распредвалом, что увеличивает нагрузку на него и делает всю систему относительно хрупкой. Помимо этого из-за низкого угла фазы цилиндры хуже наполняются и вентилируются.

Механизм DOHC

Выглядит такая система практически так же, как и SOHC, а отличается вторым распредвалом, установленным рядом с первым. Один распределительный вал отвечает за приведение в действие впускных клапанов, второй, естественно, выпускных. Система не идеальна, и обладает, конечно же, своими недостатками и достоинствами, подробное их описание выходит за рамки этой статьи. Изобрели DOHC в конце прошлого века, и после этого не меняли. Стоит отметить, что вторым распределительным валом существенно усложняется и удорожается конструкция такого двигателя.

Но за то, такой двигатель расходует меньше топлива за счет лучшего наполнения цилиндров, после которого из них уходят почти все выхлопные газы. Появление такого механизма существенно увеличило КПД двигателя.

Механизм OHV

Выше по тексту уже рассматривался такой тип двигателей (нижневальный). Придумали его в начале прошлого века. Распредвал в нем располагают внизу – в блоке, а для приведения действия клапанов используются коромысла. Из преимуществ такого двигателя можно выделить более простое устройство ГБЦ, что позволяет V-образным нижневальным двигателям уменьшить их размеры. Повторим и минусы: малое число оборотов, большая инерционность, малый крутящий момент и слабая мощность, невозможность использовать четыре клапана на цилиндр (за исключением очень дорогих автомобилей).

Подведем итог

Описанные выше механизмы не являются исчерпывающим списком. Моторы, раскручивающиеся более чем 9 тысяч оборотов, например, не используют пружины под клапанными тарелками, и в таких двигателях один распредвал отвечает за открытие клапана, а второй – за закрытие, что позволяет системе не зависать на оборотах выше 14 тысяч. В основном такая система используется на мотоциклах с мощностью выше 120 л.с.

Видео о том как работает ГРМ и из чего он состоит:

Последствия обрыва ремня ГРМ на Лада Приора:

Замена ремня ГРМ на примере Форд Фокус 2:

1. Подкатной гидравлический домкрат. Штатный домкрат автомобиля ваз 2107 часто или неудобен, или просто бесполезен при выполнении некоторых работ.

2. Опора под автомобиль, регулируемая по высоте и с допустимой нагрузкой не менее 1т. Желательно иметь четыре такие подставки.

3. Противооткатные упоры (не менее 2шт.).

4. Двухсторонние ключи для штуцеров тормозной системы на 8, 10 и 13мм. Наиболее распространены два типа таких ключей: зажимной ключ и накидной ключ с прорезью. Зажимной ключ позволяет отворачивать штуцеры с изношенными гранями. Чтобы надеть ключ на штуцер тормозной трубки, необходимо вывернуть стяжной болт. Накидной ключ с прорезью позволяет более оперативно выполнять работу, однако такой ключ должен быть изготовлен из качественной стали с соответствующей термической обработкой.

5. Специальные щипцы для снятия стопорных колец. Существует два типа таких щипцов: сдвижные — для извлечения стопорных колец из отверстий, и раздвижные — для снятия стопорных колец с валов, осей, тяг. Щипцы также бывают с прямыми и изогнутыми губками.

6. Съемник масляного фильтра.

7. Универсальный двухзахватный съемник для снятия шкивов, ступиц, шестерней.

8. Универсальные трехзахватные съемники для снятия шкивов, ступиц, шестерен.

9. Съемник карданного шарнира.

10. Съемник и оправка для замены маслосъемных колпачков.

11. Рассухариватель для разборки клапанного механизма головки блока цилиндров.

12. Приспособление для снятия шаровых опор.

13. Приспособление для извлечения поршневого пальца.

14. Приспособление для выпрессовки и запрессовки сайлентблоков рычагов передней подвески.

15. Приспособление для снятия рулевых тяг.

16. Ключ храповика коленчатого вала.

17. Съемник пружин.

18. Ударная отвертка с набором насадок.

19. Цифровой мультиметр для проверки параметров электрических цепей.

20. Специальный щуп или контрольная лампа на 12В для проверки электрических цепей автомобиля ваз 2107, находящихся под напряжением.

21. Манометр для проверки давления в шинах (при отсутствии манометра на шинном насосе).

22. Манометр для измерения давления в топливной рампе двигателя.

23. Компрессометр для проверки давления в цилиндрах двигателя.

24. Нутромер для измерения диаметра цилиндров.

25. Штангенциркуль с глубиномером.

26. Микрометры с пределом измерений 25-50 мм и 50-75 мм.

27. Набор круглых щупов для проверки зазора между электродами свечей зажигания. Можно использовать комбинированный ключ для обслуживания системы зажигания с набором необходимых щупов. Ключ имеет специальные прорези для подгибания бокового электрода свечи зажигания.

28. Набор плоских щупов для измерения зазоров при оценке технического состояния агрегатов.

29. Широкий щуп 0,15мм для проверки зазоров в клапанном механизме.

30. Оправка для центрирования ведомого диска сцепления.

31. Оправка для обжима поршневых колец при установке поршня в цилиндр.

32. Ареометр для измерения плотности жидкости (электролита в аккумуляторной батарее или антифриза в расширительном бачке).

33. Специальное приспособление с металлическими щетками для очистки клемм проводов и выводов аккумуляторной батареи.

34. Масляный шприц для заливки масла в коробку передач и задний мост.

35. Нагнетательный шприц для смазки шлицов карданного вала.

36. Шланг с грушей для перекачки топлива. Шланги можно использовать для удаления топлива из бака перед его снятием.

37. Медицинский шприц или груша для отбора жидкостей (например, при необходимости снятия бачка главного тормозного цилиндра без слива всей тормозной жидкости из системы). Шприц также незаменим для чистки деталей карбюратора.При выполнении ремонтных работ на автомобиле ваз 2107 могут также потребоваться: технический фен (термопистолет), электродрель с набором сверл по металлу, струбцина, пинцет, шило, рулетка, широкая слесарная линейка, бытовой безмен, широкая емкость для слива масла и охлаждающей жидкости объемом не менее 10л.

Практическая работа № 3 Инструкционная карта — Мегаобучалка

ТЕМА: Газораспределительный механизм карбюраторных двигателей.

ЦЕЛЬ: Закрепить, углубить и систематизировать теоретические знания по устройству и работе ГРМ, карбюраторных двигателей, а также приобрети навыки по самостоятельному изучению особенностей конструкции деталей, узлов этих механизмов.

УЧЕБНО-НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ:

Макеты двигателей (макеты имеют необходимые разрезы, позволяющие ознакомиться с устройством изучаемого механизма), детали, узлы ГРМ указанных двигателей, плакаты №3.

СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Приступив к работе учащемуся необходимо:

Ознакомиться с темой и целью работы. Записать их в подготовленную форму отчёта.

Определить название и назначение деталей, закреплённых на щите рабочего места №3.

Рассматривая расположение клапанов и распределительных валов, определить типы ГРМ, отметить их преимущества и недостатки.

Изучить конструкцию приводов ГРМ. Дать им оценку. Обратить внимание на установочные метки.

Изучить конструктивные элементы распределительных валов. Обратить внимание на количество и расположение кулачков, подшипников, фиксацию от осевых перемещений.

Ознакомиться с конструктивными особенностями штанг и коромысел. Обратить внимание, где определяется и как регулируется тепловой зазор в ГРМ, как он влияет на работу двигателя.

Рассматривая конструктивные особенности клапанов, закреплённых на щите, обратить внимание на способы повышения их надёжности и долговечности; способы их соединения с пружинами.

Разберитесь, рассматривая на щите, устройство и работу механизма принудительного поворота клапана.

Ознакомьтесь с диаграммами фаз ГРМ изучаемых моделей. Обратите внимание, как они влияют на работу двигателя; как они изменяются с увеличением частоты вращения.

На макетах двигателя рассмотрите общую компоновку, расположение и крепление деталей ГРМ.

Вопросы для самопроверки

o Назначение ГРМ, его типы.

o Устройство ГРМ с верхним расположением клапанов.

o Устройство ГРМ с нижним расположением клапанов.

o Какие преимущества и недостатки имеет верхнеклапанный газораспределительный механизм по сравнению с нижнеклапанным?

o Назначение и устройство клапанов, назначение и крепление клапанных пружин.

o Способы повышение долговечности и надёжности клапанов.

o Типы толкателей, их назначение и устройство.

o Назначение и устройство распределительного вала. Как фиксируется распределительный вал от осевых смещений?

o Какие типы приводов распределительного вала применяются на изучаемых двигателях?

 

Оформить отчет и предъявить преподавателю.

 

При выполнении работы необходимо:

1. Иметь необходимую литературу и заготовленные формы отчётов.

2. Следить за сохранностью и комплектностью рабочего места.

3. Разборочно-сборочные работы проводить с разрешения преподавателя.

4. Соблюдать правила техники безопасности и внутреннего распорядка

5. Окончив работу, навести порядок на своём рабочем месте, и проверить его комплектность. Сдать преподавателю.

 

Литература.

1.Пехальский А.П, Пехальский И.А. «Устройство автомобилей» М., «Академия», 2013г. с.55-73

2.Пузанков А.Г. «Автомобили. Устройство автотранспортных средств». М. Академия. 2013г. с.58-74

3.Тур Е.Я., Серебряков К.В. и др. «Устройство автомобилей», М., Машиностроение, 1990 г. с.50-64

 

Интернет-ресурсы.

1. Информационно-коммуникационные технологии в образовании. Система федеральных образовательных порталов [Электронный ресурс]. — Режим доступа www.ict.edu.ru

2. Сайт для обучающихся об автомобиле [Электронный ресурс]. — Режим доступа

www.kardan-ru.narod.ru.

 

ВОПРОСЫ ИНДУВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ К РАБОТЕ №3

1. Схема ГРМ с нижним расположением клапанов. Преимущества и недостатки.

2. Схема ГРМ с верхним расположением клапанов. Преимущества и недостатки.

3. Схема ГРМ с верхним расположением распределительного вала. Преимущества и недостатки.

4. Как регулируется осевое перемещение распределительного вала ЗИЛ-130? Выполнить схему.

5. Устройство и конструктивные особенности клапанов изучаемых моделей. Схема клапанов двигателя ЗИЛ-130.

6. Типы приводов ГРМ. Их преимущества и недостатки. Схема привода с верхним расположением распределительного вала.

7. Какие конструктивные и технологические мероприятия обеспечивают надёжность и долговечность клапанов. Схема механизма поворота клапана.

8. Типы толкателей и штанг. Их конструктивные отличия. Эскизы толкателей и штанг изучаемых моделей карбюраторных двигателей.

9. Конструктивные отличия ГРМ ЗМЗ-24 от ГРМ «Москвич 2140». Схема приводов.

10. Назначение теплового зазора в ГРМ. Его величина, расположение, влияние на работу двигателя. Выполнить схему ГРМ ЗИЛ-130. Объяснить регулировку зазора.

11. Что называется фазами ГРМ. Их влияние на работу двигателя. Выполнить и проанализировать диаграмму фаз ГРМ двигателя ЗИЛ-130.

12. Выполните диаграммы фаз ГРМ двигателей ЗИЛ-130, ЗМЗ-24. Сравнить их.

13. Что такое перекрытие клапанов? От чего оно зависит и как влияет на работу двигателя? Покажите перекрытие клапанов на диаграмме фаз ГРМ двигателя ЗМЗ-53.

14. Как тепловой зазор в ГРМ влияет на фазы газораспределения. Какие и где имеются метки для установки распределительного вала? Покажите их на схеме.

15. Схема ГРМ ВАЗ-2108. Преимущества и недостатки.

16. Как осуществляется привод распределительного вала двигателей ВАЗ-2101 и ВАЗ-2108? Ответ проиллюстрировать схемами.

 

 

Угол наклона кулачка

ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Действительно, наклон кулачка прост, но сначала давайте удостоверимся, что вы хорошо понимаете функцию кулачка в четырехтактном двигателе. Вы, вероятно, уже знаете четыре основных хода четырехтактного двигателя: ВПУСК, СЖАТИЕ, МОЩНОСТЬ и ВЫПУСК. Каждый ход соответствует половине оборота коленчатого вала или 180 градусов кривошипа. 4 цикла x 180 ° = 720 ° или два оборота коленчатого вала. Два оборота завершают одну последовательность из четырех движений.Распределительный вал соединен с коленчатым валом через цепь привода ГРМ и звездочки в соотношении 1: 2 и поэтому поворачивается один раз за каждые два оборота кривошипа. Его цель состоит в том, чтобы управлять впускными и выпускными клапанами в правильное время с поршнем, когда он последовательно проходит четыре хода.

ДВИГАТЕЛИ РАННЕЙ МЕДЛЕННОЙ ОБОРОТЫ

Раньше у первых четырехтактных двигателей были очень короткие фазы газораспределения, но это было справедливо, потому что это были тихоходные двигатели. Инженеры конца 1800-х годов были озабочены только тем, чтобы использовать мощность взрыва бензина и воздуха в двигателе внутреннего сгорания, чтобы двигатель двигался, как мы надеемся, немного быстрее лошади.Они просто были озабочены тем, чтобы двигатели работали на малых оборотах. Даже в самых смелых порывах они никогда не поверили бы, что четверть века или полвека спустя, с улучшенными конструкциями, те же самые двигатели будут иметь в пять раз больше оборотов и производить во много раз больше мощности.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАННЕГО МЕДЛЕННОГО КЛАПАНА

Тогда старые фазы газораспределения были следующими: впускной клапан открывается при T.D.C., и когда поршень опускается, он втягивает топливно-воздушную смесь; впускной клапан затем закрывается в точке (B.D.C.), следовательно, такт впуска. Поршень поднимается, при этом оба клапана закрываются, чтобы сжать топливно-воздушную смесь. отсюда и ход сжатия. Свеча зажигания загорается и воспламеняет топливно-воздушную смесь, которая приводит поршень в положение B.D.C. (снова клапаны закрыты) … отсюда и рабочий ход. Также выпускной клапан открывается на B.D.C. Сгоревшие газы из-за их высокого давления фактически выходят наружу, и поршень вытесняет последний из газов; выпускной клапан закрывается при T.D.C .., следовательно, такт выпуска.Эти ранние двигатели имели перекрытие или не перекрывались вообще.

БРАЗЕНОВЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ С БОЛЬШОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬЮ КАМЕРЫ

Путем экспериментов более прогрессивные инженеры кулачков 1910-х и 1920-х годов обнаружили, что среднечастотная и высокоскоростная мощности могут быть значительно улучшены за счет удлинения фаз газораспределения. Увеличение времени впускного клапана позволило двигателю дышать глубже и потреблять большее количество воздуха и топлива, создавая тем самым более мощный взрыв в камере сгорания.Важное преимущество, полученное за счет удлинения фаз газораспределения, заключается в том, что сильно расширенные газы удаляются более эффективно и практически за счет их собственного давления. Если эти сгоревшие газы не будут полностью удалены из камер сгорания, они останутся позади, чтобы вытеснить и загрязнить поступающий свежий заряд топлива / воздуха.

ОБНАРУЖЕНИЕ ПЕРЕКРЫТИЯ КЛАПАНА

Удлинение фаз газораспределения в бензиновом двигателе привело к случайному перекрытию событий впускного и выпускного клапанов.(Впускной и выпускной клапаны слегка приоткрыты в ВМТ. Вначале это непреднамеренное перекрытие сначала считалось вредным. Но гораздо позже было обнаружено, что в результате перекрытия был получен мягкий эффект продувки, когда выхлоп действительно вытягивал часть впускной заряд в.

ISKY ПРЕДСТАВЛЯЕТ ПЯТУЮ И СУПЕР УБОРУ

В начале 1950-х годов Искендериан представил первые кулачки с длительным сроком службы, которые в полной мере использовали преимущества сверхдлительного периода перекрытия для сверхпоглощения камеры сгорания и создания, по сути, пятого цикла в четырехтактном двигателе.Для этого требовалась оптимальная система выхлопных труб, и на высокой скорости инерционный поток выхлопных газов в колонне помогал втягивать холодную топливно-воздушную смесь в камеру сгорания и проходить через нее, создавая значительно больше мощности.

ВСАСЫВАЮЩИЙ ОТКРЫВАЕТСЯ — КОГДА И ПОЧЕМУ — НА СЛАБОМ ГОНКОВОМ КАМЕРЕ

Обратите внимание на то, что на диаграмме фаз газораспределения и цилиндров (Рисунок 1) впускной клапан начинает открываться на 30 ° до T.D.C. (верхняя мертвая точка) или до того, как поршень фактически начнет такт всасывания (всасывания).Это сделано специально для того, чтобы относительно медленно открывающийся клапан давал фору поршню, поэтому при T.D.C. клапан будет находиться далеко от своего седла, чтобы оказывать небольшое сопротивление входящему заряду.

ЗАКРЫТИЕ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ — КОГДА И ПОЧЕМУ

Когда поршень достигает и проходит T.D.C., выпускной клапан все еще немного открыт и медленно закрывается. Сгоревшие выхлопные газы в коллекторной трубе обладают значительной инерцией колонны. На высоких оборотах двигателя возникает заметное явление продувки, когда инерция этой колонны фактически помогает всасывать всасываемый заряд в течение короткого периода перекрытия.На 30 ° после T.D.C. выпускной клапан окончательно закрывается (Рисунок 2).

ВСАСЫВАЮЩИЕ ЗАКРЫТИЯ — КОГДА И ПОЧЕМУ

Такт впуска продолжается, поршень движется вниз, втягивая топливно-воздушную смесь в цилиндр, до достижения B.D.C. (нижняя мертвая точка) и снова начинает подниматься в цилиндре, начиная такт сжатия. Если бы впускной клапан был преждевременно закрыт в B.D.C. на высокой скорости будет значительная потеря мощности, поскольку находящийся в движении всасываемый заряд накопил кинетическую энергию и продолжает течь, заполняя цилиндр, еще долгое время после того, как поршень меняет направление.Около 70 градусов после Б.Д.С. впускной клапан закрывается, завершая такт впуска (Рисунок 3). Анализируя работу впускных клапанов, мы видим, что их общий период открытия был на 30 ° до T.D.C. + 180 ° до н.э. + 70 ° по н.э. всего на 280 градусов коленвала.

ОТКРЫВАЕТСЯ ВЫХЛОПНАЯ СИСТЕМА — КОГДА И ПОЧЕМУ

Поршень продолжает движение вверх на такте сжатия, сжимая топливно-воздушную смесь примерно до 1/10 ее первоначального всасываемого объема. Незадолго до достижения T.D.C. свеча зажигания воспламеняется, и пламя постепенно распространяется по заряду.Когда поршень достигает T.D.C. воспламененная смесь расширяется, создавая «рабочий ход» и снова заставляя поршень опускаться вниз. 70 градусов коленчатого вала, прежде чем поршень достигнет B.D.C. выпускной клапан открывается, чтобы начать такт выпуска задолго до его фактического завершения (рис. 4). Эта кажущаяся потеря полезной мощности компенсируется тем фактом, что горячие выхлопные газы теперь покидают цилиндр в силу своего собственного давления, тем самым уменьшая усилие со стороны двигателя по удалению сгоревших газов при движении поршня вверх.

ЗАКРЫТИЕ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ — КОГДА И ПОЧЕМУ

Поршень опускается и снова поднимается в цилиндре, продолжая такт выпуска. Примерно через 30o после достижения T.D.C. выпускной клапан снова закрывается. Общий период открытия выпускного клапана тогда составлял 70 ° до B.D.C. + 1800 к T.D.C. + 300 после T.D.C. или 280 градусов события (Рисунок 5). Это завершает одну последовательность из 4 движений. Теперь вы должны понимать взаимосвязь движения поршня с работой клапана и готовы изучить процедуры проверки фаз газораспределения (изменение положения кулачка).

НЕОБХОДИМ УРОВЕНЬ CAM?

Поскольку кулачки Искендериана производятся с такой высокой точностью, вы можете установить их на метки времени запаса без какой-либо дополнительной проверки; однако для тех, кто хочет научиться правильно проверять и проверять фазы газораспределения, мы рекомендуем следующую процедуру.

ПОИСК T.D.C. — ПЕРВЫЙ ШАГ УРОВНЯ КАМЕРЫ

Цель проверки или изменения степени установки распределительного вала в блоке цилиндров состоит в том, чтобы определить, правильно ли установлен распредвал с коленчатым валом.Однако самый важный шаг в фазировании распредвала — это определение абсолютной T.D.C. поршня цилиндра №1. Пытаться запустить двигатель без этого жизненно важного маркера — все равно что пытаться снять показания тахометра без индикаторной стрелки. T.D.C. Маркер — это важнейшая точка отсчета (настройки), на которой основывается все зажигание и фазы газораспределения. Довольно часто мы наблюдали гонщиков в Бонневилле, которые занимались драг-полосами и кольцевыми трассами, которые не позаботились о себе. маркер. Все стандартные двигатели имеют стационарный указатель, прикрепленный к блоку, и T.Маркер постоянного тока на гармоническом балансире коленчатого вала. Но эти гонщики потеряли первоначальный указатель, когда их заменили на алюминиевую крышку привода ГРМ. Или, в двигателях с наддувом, когда они были заменены на стальную ведущую ступицу коленчатого вала, они потеряли оригинальный T.D.C. маркер. Теперь вот их затруднительное положение: теперь у них нет возможности точно настроить ход зажигания или фазы газораспределения. Если бы этот двигатель был точно откалиброван для T.D.C. Используя «метод положительного стопа Isky», еще находясь на скамейке запасных, можно было бы избежать всех сомнений и разочарований.Таким образом, возможный победитель становился проигравшим.

Пропустить T.D.C. — обычная ошибка. на несколько градусов из-за того, что поршень находится в верхнем центре. Поскольку эта неточность существенно повлияет на последующее время, предлагается следующая процедура для исправления этой ошибки.

• Установить ступенчатое колесо на переднюю часть коленчатого вала. Теперь закрепите неподвижный указатель на блоке цилиндров (см. Рисунок). Стрелка может быть сделана из металлической ленты или стального стержня 1/4 дюйма.
• Надежно закрепите циферблатный индикатор на блоке цилиндров.Теперь отрегулируйте циферблат так, чтобы при максимальном подъеме поршня стрелка индикаторной ручки прошла примерно 0,300 хода. Контактная точка циферблатного индикатора должна находиться в центре поршня, как показано на рис. 6.
• Теперь, чтобы повернуть коленчатый вал, используйте гаечный ключ с длинной рукояткой или рычаг, чтобы добиться равномерного, устойчивого движения, а не рывков. Коленчатый вал всегда следует вращать в нормальном направлении вращения.
• Удерживая большой палец на поршне № 1 (чтобы полностью исключить зазор), медленно подойдите к T.D.C., пока вы не достигнете того, что, по вашему мнению, является серединой T.D.C. жить. Установите колесо градусов, чтобы читать T.D.C. против указателя.

• Теперь проверните коленчатый вал еще на один оборот и на этот раз на пути к T.D.C. остановитесь ровно на 0,200 (показание циферблатного индикатора) ниже максимального хода поршня. Теперь прочтите градусное колесо; если, например, он показывает 40 градусов перед T.D.C., продолжайте медленно вращаться вверх до T.D.C., через выступ и вниз с другой стороны, удерживая большой палец на поршне.Внимательно посмотрите на циферблатный индикатор, и когда он покажет ровно 0,200 от T.D.C., остановитесь и обратите внимание на показания на колесе градуса. Если у вас идеально разделенное перекрытие, оно должно показывать 40 градусов после T.D.C. Если это не так, вы не нашли точного T.D.C., поэтому вам нужно попробовать еще раз.

ВНЕДРЕНИЕ ИСПРАВЛЕНИЙ

Разделите разницу (вашу ошибку в градусах), перемещая колесо градуса радиально на коленчатом валу. После того, как вы выполнили регулировку, остановите коленчатый вал, как и раньше.200 под каждой стороной T.D.C. Когда вы получаете точно такие же показания в градусах на 0,200 дюйма ниже каждой стороны T.D.C., вы обнаруживаете абсолютную верхнюю мертвую точку. ПРИМЕЧАНИЕ: Точный ход на 0,100 дюйма ниже T.D.C. не важно. Любая контрольная точка между 0,100 и 0,500 даст хорошие результаты, если вы проверяете каждую сторону T.D.C. равноудаленно.

МЕТОД ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ОСТАНОВКИ ПОИСКА T.D.C.

Самый практичный способ найти T.D.C. известен как метод положительной остановки. Для этой процедуры не требуется индикатор часового типа.Во-первых, давайте посмотрим, как это делается с помощью колеса градусов.

• Закрепите ступенчатое колесо на кривошипе. Затем возьмите жесткий стержень 1/4 дюйма или аналогичный материал и заострите один конец, чтобы получился указатель. Прикрепите этот указатель так, чтобы он располагался очень близко к амортизатору, чтобы исключить ошибку просмотра параллакса.
• Возьмите толстую стальную полосу длиной около семи дюймов и просверлите в ней три отверстия диаметром 1/2 дюйма (расположение отверстий см. На рис. 7 и 8). Эта полоса размещается в центре поля No.1 отверстие цилиндра и прикручены с каждой стороны болтами для крепления к блоку. Осторожно: убедитесь, что стальная полоса достаточно жесткая, чтобы она не отклонялась, когда поршень касается упора центрального болта. Между прочим, положительный упор должен быть отрегулирован так, чтобы остановить движение поршня вверх примерно на 0,200–0,800 ниже T.D.C.
• Проверните коленчатый вал в обычном направлении вращения (по часовой стрелке), пока головка поршня не коснется легкого упора.
• Теперь отрегулируйте в радиальном направлении и зафиксируйте ступенчатое колесо на коленчатом валу на 40 градусов перед T.D.C. у указателя.
• Теперь поверните коленчатый вал назад до упора. Если градусное колесо показывает 40 градусов от T.D.C. вы точно достигли верхней мертвой точки, и нулевая отметка между двумя 40-градусными показаниями является абсолютным T.D.C ..
• Однако, если ваши показания были несбалансированными, вам придется разделить разницу (ваши ошибки в градусах), перемещая колесо градуса радиально на коленчатом валу. Затем попробуйте еще раз, пока не получите точно такие же показания градуса относительно положительного упора по обе стороны от T.ПРИМЕЧАНИЕ: чем ниже положительный упор расположен ниже T.D.C., тем выше будут показания градуса. Но результаты всегда будут точными. T.D.C. всегда находится на одинаковом расстоянии между двумя положительными показаниями остановки.

ПОИСК T.D.C. НА ВАШЕМ ГАРМОНИЧЕСКОМ ДЕМПФЕРЕ БЕЗ КОЛЕСА

Даже без градусного колеса вы можете и всегда должны откалибровать T.D.C. отметьте на демпфере гармоник при сборке нового двигателя. Используя шаги № 3 и № 5, каждый раз, когда вы касаетесь положительного упора, вращаясь как вперед, так и назад, сделайте отметку на демпфере в соответствии с указателем.T.D.C. будет точно между двумя начерченными отметками остановки. Тщательно измерьте и разметьте постоянный T.D.C. маркер между этими двумя отметками остановки. Помните T.D.C. Маркер — это важная точка отсчета (настройки), на которой основываются все параметры зажигания и фаз газораспределения.

ПОДГОТОВКА К СТЕПЕНИ КАМЕРЫ

Определив T.D.C., используя индикатор хода 1/2 дюйма и ступенчатое колесо, вы теперь готовы к регулировке распределительного вала. Два наиболее распространенных разочарования, с которыми сталкиваются люди при регулировке угла поворота кулачка: 1.Проверка на клапане. 2. Проверка синхронизации седла клапана.

ПРОВЕРКА КЛАПАНА

Проверка фаз газораспределения на клапане не рекомендуется, поскольку производственные допуски на штатных коромыслах могут спутать ваши показания на клапане, тогда как прямое движение подъемника на выступе кулачка будет одинаковым для каждого подъемника в блоке. Еще одна причина никогда не проверять клапан заключается в том, что теоретическое соотношение коромысла, обычно 1,5: 1, верно только при примерно среднем (1/2) подъеме клапана.Соотношение варьируется от немного большего до чуть менее 1,5: 1 в течение цикла подъема, потому что коромысло постоянно меняет точку контакта со штоком клапана.

ОБРАТНЫЙ КЛАПАН СЕДЛО ВРЕМЕНИ — ОШИБКА ЗАЗОРА

Проверка кулачка на подъемнике намного более точна, но все же может вызвать путаницу, если вы попытаетесь проверить фактическую синхронизацию седла клапана, что включает проверку наклонных зазоров выступа кулачка. Наклонные зазоры представляют собой медленно поднимающиеся части выступа, которые обеспечивают плавный переход между основной окружностью и боковой стороной кулачка как на открывающей, так и на закрывающей сторонах выступа.На пандусах с зазором первые 0,010 дюйма или 0,015 дюйма движения подъемника обычно происходят с медленной скоростью 0,0005 футов на градус кулачка. В дополнение к постепенному восполнению зазора клапана (что необходимо из-за расширения клапана и небольших отклонений компонентов клапанного механизма), наклонный зазор обеспечивает начальное плавное ускорение клапана от его седла.

Пример этих наклонов зазора описан на кривой подъема кулачка на рисунке 9. Как показано на рисунке 9, только конец наклонной поверхности зазора, непосредственно примыкающий к боковой поверхности кулачка, фактически используется для открытия и установки клапана, а остальная часть используется для компенсации зазора и компенсации небольших прогибов или биения в редукторе клапана.

Поскольку скорость подъема (скорости) зазора составляет 0,0005 дюйма на градус кулачка, небольшая ошибка с вашей стороны, скажем 0,001 дюйма при проверке синхронизации седла клапана в определенной точке на этих наклонных зазорах, может составлять 2 кулачка. (4 градуса кривошипа) погрешности при определении точки отсчета времени, как показано на рисунке 10. И очень легко накопить ошибку 0,001 дюйма, если шток циферблатного индикатора не движется параллельно подъемнику (косинусная ошибка) или если вы видите калибровка циферблатного индикатора под углом (ошибка параллакса) или если подшипники кулачка или выступы толкателя слегка изношены.Очевидно, что тогда, чтобы правильно определить положение вашего распределительного вала в двигателе, синхронизация кулачков должна быть проверена на высоте подъемника за пределами базовой окружности, где скорость (скорость подъема кулачка) достаточно высока, так что небольшие ошибки проверки высоты в 0,001 дюйма или около того не приведет к грубой ошибке считывания градусного колеса.

ИСКЕНДЕРИАНСКИЙ СПОСОБ ПОДЪЕМНИКА 0,050

Много лет назад инженеры ISKENDERIAN искали стандартную высоту, при которой все гоночные распредвалы могли быть синхронизированы для получения точных результатов, и в 1958 году было принято решение, которое позже было опубликовано в руководстве нашего ведущего тюнера «Регулировка фаз газораспределения для максимальной производительности».Подъем подъемника 050 дюймов от базовой окружности был бы принятым стандартом для наших распределительных валов. Эта цифра была идеальной, потому что она находилась не достаточно далеко от базовой окружности, чтобы запутать производителя двигателя при синхронизации распределительного вала, и она была достаточно высокой, чтобы показать эффективный клапан. синхронизация (точка, в которой клапан открыт достаточно далеко, чтобы пропускать эффективный воздушный поток). Кроме того, скорость (скорость подъема кулачка) большинства распределительных валов составляет приблизительно 0,004 дюйма на градус кулачка при подъеме подъемника 0,050 футов. Следовательно, ошибка в 0,002 дюйма при проверке высоты повлияет только на показание колеса градуса около 1 градуса кривошипа, как показано на Рисунке 11.Проверка подъема подъемника ISKENDERIAN 0,050 дюйма стала стандартом в индустрии гоночных кулачков.

СТЕПЕНЬ КЛАПАНА

УСТАНОВКА КАМЕРЫ

Перед установкой кулачка в блок цилиндров тщательно очистите его растворителем и просушите на воздухе. Нанесите тонкий слой масла (предпочтительно 10 Вт) на шейки кулачков и выступы кулачков, которые вы собираетесь проверить. Осторожно поверните кулачок, вставляя его в блок, стараясь не задеть подшипники кулачка. Соберите цепь привода газораспределительного механизма и звездочку кулачка, правильно совместив метки синхронизации (Рисунок 12), и затяните болт или болты звездочки кулачка с надлежащими характеристиками.Всегда используйте новую цепь привода ГРМ при установке или синхронизации нового распредвала. Чрезмерно растянутая цепь может замедлить синхронизацию кулачка на четыре градуса. Показана процедура совмещения меток ГРМ на 427 куб. Дюймов. Chevy; однако процедуры различаются от двигателя к двигателю. Если вы не можете найти установочные метки, НЕ снимайте распределительный вал — обратитесь к руководству по эксплуатации двигателя.

СОДЕРЖАНИЕ ТАБЛИЧКИ СРОКОВ

Метка синхронизации, которую вы получили с распредвалом, показывает время, определенное инженерами ISKENDERIAN на определенной контрольной высоте от основной окружности кулачка.Эта высота указана на бирке и обычно находится в диапазоне 0,017–023 дюйма в зависимости от вашей конкретной модели кулачка. Проверка кулачка на этой высоте даст вам фактическую синхронизацию седла клапана, но, как объяснялось ранее, это не рекомендуется. Вместо этого, для более точных результатов, используйте значения, полученные при подъеме подъемника 0,050 дюйма (также на бирке) до градуса кулачка. Только для примера мы будем использовать кулачок ISKENDERIAN 283-350 Chevy Z-80 при описании правильная процедура выравнивания кулачка (Рисунок 13). Время открытия седла клапана Z-80: впускное открытие на 57 и закрытие на 93, а выпускное открытие на 93 и закрытие на 57, проверяется на.020 подъем подъемника. При подъеме подъемника 0,050 дюйма, поскольку вы проверяете гораздо выше по боковой стороне кулачка, время сокращается: впускное отверстие открывается на 33 и закрывается на 69, а выпускное отверстие открывается на 69 и закрывается на 33.

НАСТРОЙКА ИНДИКАТОРА НАБОРА

Чтобы начать проверку распределительного вала, поверните коленчатый вал до тех пор, пока впускной толкатель цилиндра № 1 не окажется на основной окружности (пятке) выступа кулачка. Смажьте толкатель легким маслом и убедитесь, что он имеет свободное и неограниченное движение в отверстии. Расположите шток индикатора часового типа параллельно подъемнику в обеих плоскостях и предварительно натяните шток индикатора.050–0,100 дюйма на толкателе. В ISKENDERIAN для облегчения проверки мы используем толкатель увеличенной длины, который приближает толкатель к поверхности прокладки головки и обеспечивает ровную поверхность для штока циферблатного индикатора (Рисунок 14). Несколько раз поверните коленчатый вал по часовой стрелке, чтобы определить биение или эксцентриситет основной окружности. Это не должно превышать. 001 и должен быть одинаково центрирован по обе стороны от нуля на циферблатном индикаторе.

СТЕПЕНЬ ВСАСЫВАНИЯ

Проверните коленчатый вал по часовой стрелке до тех пор, пока.Обнаружено движение циферблатного индикатора 050 дюймов, и на нем будет считываться градусное колесо напротив неподвижного указателя. Он должен показывать всасывающее отверстие 33 ° перед ВМТ (Рисунок 15). Запишите свои показания и продолжайте вращать коленчатый вал, наблюдая, как подъемник достигает полного подъема и начинает опускаться и остановите движение коленчатого вала при показании циферблатного индикатора 0,050 дюйма до нуля. Показание напротив неподвижного указателя должно указывать на закрытие воздухозаборника на 69 ° после B.D.C. (Рисунок 16). Запишите свои показания и повторите проверку точек открытия и закрытия впускного кулачка, чтобы застраховаться от человеческой ошибки при считывании показаний индикатора или градусного колеса.

ГРАДУСЫ ВЫХЛОПНОЙ ЛОБЫ

Снимите циферблатный индикатор и переставьте его на выпускной толкатель того же цилиндра, используя ту же процедуру настройки, что и раньше. Поверните коленчатый вал по часовой стрелке до тех пор, пока не будет обнаружено движение циферблатного индикатора 0,050 дюйма, и снова считайте градусное колесо напротив указателя. Он должен показывать открытие выпускного отверстия на 69 ° перед НМТ (Рисунок 17). Запишите ваши показания и снова поверните коленчатый вал, наблюдая за достижением толкателя. полный подъем и опускание и остановка коленчатого вала на.Показание циферблатного индикатора 050 дюймов до нуля. Напротив неподвижного указателя показание должно соответствовать закрытию выпускного отверстия на 33 ° после T.D.C. (Рисунок 18). Запишите свои показания и повторите проверку выпускного патрубка.

СРАВНЕНИЕ ВАШИХ ЧТЕНИЯ С ТАГОМ СИНХРОНИЗАЦИИ

Показания, которые вы сняли на впускных и выпускных кулачках, вполне могут отличаться на 2–4 градуса от значений на метках ГРМ. В этом случае причиной, вероятно, являются небольшие ошибки в расположении шпоночной канавки коленчатого вала или звездочки кривошипа, или в расположении шпоночной канавки или отверстия под установочный штифт звездочки кулачка.Эти небольшие ошибки могут быть исправлены с помощью двух изобретений — смещенных кулачковых втулок или смещенных кулачковых и кривошипных шпонок, которые смещают распределительный вал по отношению к кривошипу, чтобы синхронизировать кулачок с коленчатым валом. Однако их также можно использовать для дальнейшего продвижения или замедления кулачка для получения желаемых результатов. Как определить продвинутое или запаздывающее положение кулачка? Это объясняется в следующем разделе.

ОТНОСИТЕЛЬНО ПЕРЕКРЫТИЯ КЛАПАНА К ТАБКУ СИНХРОНИЗАЦИИ — ЧТО ТАКОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ РАЗДЕЛЕНИЯ?

Разделенное перекрытие означает, что впускной и выпускной клапаны разделены или открыты на равное расстояние при T.D.C. перекрытие. Конечно, это также означает, что толкатели впускных и выпускных клапанов разделены или поровну от основной окружности их кулачков в точке T.D.C. Перекрывать. Кулачок будет выдвигаться вперед, если впускной толкатель открывался дальше при T.D.C., и замедлялся, если выпускной толкатель открывался дальше при T.D.C.

СИММЕТРИЧЕСКИЕ КЛАПАНЫ ОДНОРАЗОВЫЕ

Если распределительный вал имеет одну конфигурацию (профили впускного и выпускного кулачков одинаковы) и открывающая и закрывающая стороны кулачков имеют одинаковую форму (симметричны), это простая процедура для проверки фазировки распредвала на предмет перекрытия или перекрытия. продвинутое или отсталое положение.Рисунки 19, 20 и 21 являются хорошими примерами этих условий, показывающих, как положение впускных и выпускных толкателей в T.D.C. Перекрытие влияет на точки открытия и закрытия толкателей распределительного вала Z-80. На рис. 19 показаны толкатели впускных и выпускных клапанов на равном расстоянии от их базовых окружностей в точке T.D.C. Перекрытие и временная диаграмма рядом с кривой подъема указывает открытие впускного толкателя при 33 ° B.T.D.C. и закрытие толкателя выхлопных газов 33 ° A.T.D.C.

Цифры открытия и закрытия впуска и закрытия на временной диаграмме известны как «Top Timing», потому что они относятся к точкам времени впуска и выпуска, ближайшим к T.D.C. И наоборот, значения открытия и закрытия выхлопа известны как «нижний временной интервал», потому что они относятся к точкам времени впуска и выпуска, ближайшим к B.D.C. Тот факт, что верхняя синхронизация впуска и выхлопа одинакова, а нижняя синхронизация также показывает, что кулачок находится в положении раздельного перекрытия. На рис. 20 показан распределительный вал в выдвинутом положении с гораздо более открытым впускным толкателем при T.D.C. чем выхлопной толкатель. Временная диаграмма рядом с кривой подъема показывает, что толкатель впускного клапана открылся на 4 ° раньше, а толкатель выпускного клапана закрылся на 4 ° раньше, чем когда распределительный вал находился в положении раздельного перекрытия.Это объясняет, почему впускная заслонка открыта дальше, чем выпускная заслонка в T..D.C. Чтобы определить величину выдвижения распределительного вала в градусах коленчатого вала, просто вычтите разницу между верхним временем впуска и выпуска и разделите на два. В этом случае 37 ° — 29 ° = 8 ° ÷ 2 = 4 градуса опережения коленчатого вала. Чтобы получить фактическую величину опережения или запаздывания в градусах распределительного вала, просто разделите это число еще раз на два, следовательно, 4 ÷ 2 = 2 ° опережения кулачка. На рисунке 21 показан распредвал в противоположном состоянии, когда коленчатый вал запаздывает на четыре градуса.

ОДИНАРНЫЕ АСИММЕТРИЧЕСКИЕ КУЛАЧКИ

До сих пор мы видели, как можно использовать временную диаграмму кулачка для определения положения распредвала в двигателе только с симметричными кулачками. Но как насчет распредвалов асимметричной формы? (Открывающая и закрывающая стороны лепестков различаются по профилю). Для ответа обратимся к рисунку 22, где мы видим, что, хотя толкатели одинаково открыты при T.D.C., что указывает на разделенное перекрытие, временная диаграмма показывает, что распределительный вал запаздывает на пять градусов кривошипа из-за расширенной рампы закрытия асимметричного кулачка.Следовательно, очевидно, что с асимметричным кулачком временная диаграмма не всегда может быть использована для проверки разделенного перекрытия. Тогда более точным методом будет проверка теоретического положения «центральной линии» (точки максимального подъема) впускных и выпускных лопастей. На Рисунке 22 обратите внимание, что независимо от того, как изменяется синхронизация кулачка с добавлением более высоких рамп закрытия, центральная линия впускного лепестка остается на 110 градусов кривошипа после T.D.C. а осевая линия выхлопного патрубка остается на 110 градусов кривошипа перед T.D.C. Таким образом, мы обнаруживаем, что разница в градусах кривошипа между осевой линией впускных и выпускных лопастей по обе стороны от T.D.C. является более надежным средством фазирования асимметричного кулачка.

МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЛИНИИ

Распределительный вал отшлифован с заданным угловым расстоянием между впускными и выпускными лопастями одного и того же цилиндра. Это расстояние определяется разработчиком кулачка и проверяется посредством динамометрических испытаний конструкции кулачка. Это расстояние известно как «центры лепестков» распределительного вала и обычно составляет от 104 ° до 114 °.Это будет 208-228 градусов поворота коленчатого вала, поскольку скорость вращения коленчатого вала в два раза больше скорости кулачка. Рисунок 22 иллюстрирует это расстояние при 220 ° с осевой линией впускных и выпускных лопастей, одинаково расположенных по обе стороны от T.D.C. Это очень точный метод фазирования распределительного вала, поскольку он исключает необходимость проверки при спуске вблизи пандусов зазора. Пример того, как фазировать распределительный вал с помощью метода «Split Centerline», приведен на рисунке 23. Из этого рисунка мы видим, что если мы возьмем градусные показания колеса при.При подъеме толкателя на 200 дюймов как на открывающей, так и на закрывающей сторонах выступа кулачка (рис. 23) центральная линия выступа будет равноудалена между этими двумя точками на градусном колесе. Когда определена центральная линия и впускного, и выпускного кулачков, их расположение на равное количество градусов с обеих сторон от ВМТ даст разделенное перекрытие.Конечно, если желательно продвинуть распределительный вал вперед, нужно просто переместить центральную линию впускного лепестка ближе к ВМТ и тем самым увеличить подъем толкателя впускного клапана и уменьшение подъема толкателя выхлопных газов на T.D.C. Это проиллюстрировано на Рисунке 24.

РАСПРЕДВАЛЫ С ДВОЙНЫМ УЗОРОМ

Метод разделения осевой линии также может использоваться для фазирования распределительного вала, если он имеет двойную форму (разные профили впускных и выпускных кулачков). Однако это может дать или не дать вам разделенное перекрытие, в зависимости от фактической разницы в двух формах кулачка. Это состояние проиллюстрировано на рисунке 25. Здесь мы видим, что, хотя осевые линии впускных и выпускных лопастей расположены на равном расстоянии по обе стороны от T.D.C. количество открытых толкателей в T.D.C. отличается из-за большей продолжительности выхлопного лепестка. Конечно, может произойти и обратное, когда впускной лепесток был длиннее по продолжительности, а впускной толкатель открывался дальше при T.D.C. Если взять кулачок на Рисунке 25, лучше всего сначала запустить распределительный вал в положение «Раздельная центральная линия», чтобы определить характеристики двигателя, а затем либо немного продвинуть его до истинного «Раздельного перекрытия», либо еще больше замедлить распределительный вал, чтобы получить желаемые результаты.

ПЕРЕКРЫТИЕ ОБРАТНОГО КЛАПАНА БЕЗ КОЛЕСА УРОВНЯ ИЛИ ИНДИКАТОРА НАБОРНОГО ДИСКА

При установке распределительного вала или при возникновении ситуации, когда необходимо выполнить проверку фаз газораспределения, а соответствующие инструменты отсутствуют, рекомендуемая процедура Isky выглядит следующим образом:

• Вставьте распределительный вал и зацепите распределительные шестерни по меткам приклада. Пока не устанавливайте крышку распределительного механизма.
• Отрегулировать клапанный зазор впускного и выпускного клапанов No.1 цилиндр.
• С помощью длинного гаечного ключа или рычага проверните двигатель в обычном направлении. Используйте достаточное усилие, чтобы получить ровное, устойчивое движение вместо рывков. Поворачивайте до тех пор, пока впускной и выпускной клапаны цилиндра № 1 не окажутся в положении перекрытия (оба клапана слегка приоткрываются). Остановитесь точно на отметке T.D.C. на демпфере гармоник.
• Теперь ослабьте и открутите регулировочные винты коромысла до тех пор, пока впускной и выпускной клапаны почти не закроются.Зафиксируйте регулировочные винты так, чтобы впускной и выпускной клапаны находились точно на нулевом зазоре.
• Теперь проверните двигатель ровно на один оборот коленчатого вала до T.D.C. на демпфере гармоник. Теперь вы в T.D.C. на такте сжатия или выстрела.
• Обратите внимание! Теперь между коромыслами и наконечниками штоков клапана осталось большое пространство. Пробел указывает на фактическую величину открытия клапанов в T.D.C. периода перекрытия (конечно, меньше зазора клапана).
• Мы будем измерять этот зазор, прощупывая его с помощью обычных щупов разной толщины вместе, пока не определим зазор. Вычислив зазор, запишите в свой ноутбук данные для впуска и выпуска. Если количество зазоров на впуске и выпуске точно такое же, у вас идеальное перекрытие.

ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ CAM 300 RPM

Advanced Cam Position: если ваш впускной канал выходит с зазором 0,100, а выпускной — скажем.080, ваш кулачок находится в выдвинутом положении. В этом положении конус будет производить больше мощности или крутящего момента на низких оборотах. Однако при высоких оборотах может наблюдаться небольшая потеря мощности.

Положение кулачка с запаздыванием: если, с другой стороны, впускной канал выходит с зазором 0,080, а выпуск — 0,100, ваш кулачок находится в запаздывающем положении. В этом положении будет некоторая потеря крутящего момента и мощности на низких скоростях и, возможно, последующий выигрыш в мощности на высоких скоростях.

Split Overlap: если зазоры на впуске и выпуске ровные или в пределах.005 друг друга, у вас есть разделенное перекрытие. Вообще говоря, все гоночные кулачки лучше всего работают в положении раздельного перекрытия. Хотя из этого правила есть исключения, обычно оно лучше всего подходит для общей производительности.

Почему и как получить степень вашего DOHC Engine

Вы украсили свой блок? Вытащил голову? Установлен неоригинальный коленчатый вал или распредвалы? Если вы ответили «да» на любой из этих вопросов, возможно, время вашего распредвала не соответствует указанию производителя распредвала.Неправильная синхронизация кулачков может привести к снижению производительности, увеличению расхода топлива и повышению вероятности детонации.

Текст и фото Майкла Феррары

ДСПОРТ Выпуск №99

---

НЕОБХОДИМЫЙ ИНСТРУМЕНТ: Колесо градусов (25-40 долларов) Инструмент для остановки поршня (9 ~ 15 долларов США) 1.000-дюймовый циферблатный индикатор и подставка (25-150 долларов США) Проволочная вешалка для одежды (из шкафа)

–

–

Одинарный выпуск

Если у вас двигатель с одним верхним распредвалом (SOHC), распредвал, который не был установлен должным образом, может привести к тому, что клапанные события произойдут раньше (заранее) или позже (с задержкой), чем первоначально предполагалось.Когда все события клапана опережают вращение коленчатого вала (положение поршня), двигатель обычно вырабатывает некоторую дополнительную мощность на более низких оборотах двигателя. [pullquote] ОБЫЧНО НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО УПРАВЛЯТЬ РАСПРЕДВАЛОМ (-И) ДВИГАТЕЛЕЙ SOHC. [/ pullquote] К сожалению, двигатель также может терять производительность на более высоких оборотах. И наоборот, когда все события клапана задерживаются относительно вращения коленчатого вала, двигатель обычно теряет мощность при более низких оборотах двигателя. Однако двигатель может также улучшить свои характеристики при более высоких оборотах двигателя.

Хотя никогда не бывает плохой идеей наклонять распредвал (-ы) в двигателях любой конструкции, обычно не обязательно настраивать распредвал (-ы) в двигателях SOHC (с одним верхним распределительным валом). В двигателях SOHC взаимосвязь между событиями впуска и выпуска фиксирована; так как впускной и выпускной лепестки шлифуются под фиксированным углом разделения лепестков на самом распредвале. Следовательно, регулируемая звездочка кулачка будет просто продвигать или замедлять все события клапана, сохраняя постоянный угол разделения лепестков.Это означает, что сеанс настройки на динамометрическом стенде шасси быстро позволит ускорить или замедлить синхронизацию кулачка до положения, обеспечивающего оптимальную кривую мощности. По нашему опыту, большинство распредвалов SOHC на вторичном рынке обычно демонстрируют наилучшую кривую между «прямолинейным» (рекомендация производителя) и слегка продвинутым.

Больше, чем двойные проблемы

В то время как время на регулировку кулачка на двигателе SOHC может быть ненужным, если в будущем для настройки звездочки распредвала будет использоваться динамометрический стенд на шасси, потратив время на регулировку распредвалов на двигателях DOHC (двойной верхний распределительный вал), можно Избегайте серьезных потенциальных головных болей.[pullquote] Редко, что и впускной, и выпускной кулачки ИМЕЮТ ОДНУ ТОЧНУЮ ОШИБКУ В ОДНОМ ТОЧНОМ НАПРАВЛЕНИИ. одна и та же ошибка в одном и том же точном направлении (т. е. впускной и выпускной кулачки выдвинуты на два градуса вперед или запаздывают на четыре градуса). Чаще всего ошибки синхронизации впускных и выпускных кулачков различны. Один кулачок может выдвигаться больше, чем другой; один кулачок может тормозить больше, чем другой; или один кулачок может выдвигаться вперед, а другой замедляться.Эти различия приводят к изменению угла разделения лепестков. Угол разделения лепестков устанавливает взаимосвязь между синхронизацией событий впуска и выпуска. Почему это важно? Изменение угла разделения лепестков (даже всего на один градус) может быть причиной того, что двигатель может или не может работать при давлении наддува 25 фунтов на квадратный дюйм без детонации.

Угол разделения лепестков

На двигателе DOHC угол разделения лепестков просто вычисляется путем добавления средней линии впуска к средней линии выпуска и последующего деления на два.В случае этого RB26DETT впускной кулачок имел осевую линию впуска 110 градусов и среднюю линию выпуска 117 градусов. Это соответствует углу разделения лепестков 113,5 градусов ((110 + 117/2 = 113,5)). Если бы впускной кулачок был выдвинут на четыре градуса к центральной линии 106 градусов, а выпускной распределительный вал оставался на 117 градусах, угол разделения лепестков был бы 110,5 градуса ((106 +117 / 2 = 110,5)). Если бы синхронизация кулачка была установлена ​​на этот меньший / более узкий угол разделения лепестков в 110,5 градусов, двигатель вел бы себя иначе, чем 113.Угол разделения лепестков 5 градусов. При угле разделения лепестков 110,5 градусов двигатель будет генерировать меньше вакуума на холостом ходу, он будет более грубым на холостом ходу, он, вероятно, будет производить более высокий пиковый крутящий момент на более ранней частоте вращения двигателя, он будет производить меньше крутящего момента после пика и будет более склонен к детонация.

Итог

Если вы не торопитесь строить двигатель DOHC, возьмите инструменты и потратьте время на то, чтобы отрегулировать свои распредвалы. Обнаружение и устранение проблем с синхронизацией распредвала задолго до того, как ваш двигатель увидит первую каплю топлива, вероятно, приведет к более долгой и счастливой жизни вашего двигателя.Это также может помешать вам потратить сотни, а может быть, даже тысячи долларов на то, чтобы заставить ваш двигатель работать правильно.

Обязательно найти НАСТОЯЩИЙ ВМТ

Упор поршня может использоваться для определения фактического положения ВМТ поршня в цилиндре, когда головка (головки) находится на двигателе.

Большинство двигателей имеют установочные метки на обеих звездочках кулачка.

На двигателе RB26DETT точка на звездочке распределительного вала совпадает с тире на задней крышке.Также есть временная метка для балансира.

Как работают распредвалы | HowStuffWorks

Если вы читали статью Как работают автомобильные двигатели, вы знаете о клапанах, которые пропускают топливно-воздушную смесь в двигатель, а выхлопные газы — из двигателя. В распределительном валу используются выступы (называемые кулачками , ), которые прижимаются к клапанам, открывая их при вращении распределительного вала; пружины на клапанах возвращают их в закрытое положение. Это критически важная работа, которая может сильно повлиять на работу двигателя на разных скоростях.На следующей странице этой статьи вы можете увидеть анимацию, которую мы создали, чтобы действительно показать вам разницу между рабочим распредвалом и стандартным.

Из этой статьи вы узнаете, как распредвал влияет на работу двигателя. У нас есть отличные анимации, которые показывают, как на самом деле работают разные компоновки двигателей, например, одинарный верхний распредвал (SOHC) и двойной верхний распредвал (DOHC). А затем мы рассмотрим несколько изящных способов, которыми некоторые автомобили регулируют распределительный вал, чтобы он мог более эффективно справляться с разными оборотами двигателя.

Начнем с основ.

Основы распределительного вала

Ключевыми частями любого распределительного вала являются кулачки . При вращении распределительного вала кулачки открывают и закрывают впускной и выпускной клапаны синхронно с движением поршня. Оказывается, существует прямая зависимость между формой кулачков и тем, как двигатель работает в разных диапазонах скоростей.

Чтобы понять, почему это так, представьте, что мы запускаем двигатель очень медленно — всего 10 или 20 оборотов в минуту (об / мин), так что поршню требуется пара секунд, чтобы завершить цикл.Было бы невозможно запустить обычный двигатель так медленно, но давайте представим, что мы могли бы. На этой низкой скорости нам нужно иметь такую ​​форму выступов кулачка, чтобы:

• Как только поршень начинает двигаться вниз во время такта впуска (так называемая верхняя мертвая точка, или ВМТ ), впускной клапан открывался. Впускной клапан закроется сразу после того, как поршень опустится до дна.
• Выпускной клапан открывается сразу, когда поршень опускается до дна (так называемая нижняя мертвая точка, или BDC ) в конце такта сгорания, и закрывается, когда поршень завершает такт выпуска.

Эта установка действительно хорошо работает для двигателя, пока он работает на этой очень низкой скорости. Но что произойдет, если вы увеличите обороты? Давайте выясним.

Когда вы увеличиваете число оборотов в минуту, конфигурация распределительного вала от 10 до 20 оборотов в минуту не работает. Если двигатель работает со скоростью 4000 об / мин, клапаны открываются и закрываются 2000 раз в минуту или 33 раза в секунду. На этих скоростях поршень движется очень быстро, поэтому воздушно-топливная смесь, устремляющаяся в цилиндр, также движется очень быстро.

Когда впускной клапан открывается и поршень начинает свой ход впуска, топливно-воздушная смесь во впускном желобе начинает ускоряться в цилиндр. К тому времени, когда поршень достигает нижней точки своего такта впуска, воздух / топливо движутся с довольно высокой скоростью. Если бы мы захлопнули впускной клапан, весь этот воздух / топливо остановился бы и не попал в цилиндр. Если впускной клапан остается открытым немного дольше, импульс быстро движущегося воздуха / топлива продолжает нагнетать воздух / топливо в цилиндр, когда поршень начинает свой ход сжатия.Таким образом, чем быстрее работает двигатель, тем быстрее движется воздух / топливо и тем дольше мы хотим, чтобы впускной клапан оставался открытым. Мы также хотим, чтобы клапан открывался шире на более высоких скоростях — этот параметр, называемый подъемом клапана , определяется профилем выступа кулачка.

На анимации ниже показано, как обычный кулачок и рабочий кулачок имеют разные фазы газораспределения. Обратите внимание, что циклы выпуска (красный кружок) и впуска (синий кружок) намного больше перекрываются на кулачке производительности.Из-за этого автомобили с этим типом кулачка, как правило, очень грубо работают на холостом ходу.

Два разных профиля кулачка: нажмите кнопку под кнопкой воспроизведения, чтобы переключаться между кулачками. Кружки показывают, как долго клапаны остаются открытыми: синий — впускной, красный — выпускной. Перекрытие клапанов (когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно) выделяется в начале каждой анимации.

Любой распределительный вал идеален только при одной частоте вращения двигателя. При любой другой частоте вращения двигатель не будет работать в полную силу.Таким образом, фиксированный распределительный вал — это всегда компромисс. Вот почему автопроизводители разработали схемы изменения профиля кулачка при изменении частоты вращения двигателя.

Распредвалы двигателей имеют несколько различных вариантов расположения. Мы поговорим о некоторых из самых распространенных. Вы, наверное, слышали терминологию:

• Одинарный верхний кулачок (SOHC)
• Двойной верхний кулачок (DOHC)
• Толкатель

В следующем разделе мы рассмотрим каждый из них конфигурации.

Как проверить и отрегулировать синхронизацию фаз газораспределения

Посмотреть все 20 фотографий Мало что волнует нас больше, чем новые детали прямо из упаковки. Они блестят и накачивают нас, чтобы начать строить двигатель. Но не заблуждайтесь, дефектные детали производятся и отправляются каждый день. Угол наклона распределительного вала важен, поскольку он подтверждает целостность распредвала и коленчатого вала.

Вы опираетесь на дроссель, и ваш классический Ford едет, как прикованный к дереву. Может быть, это перегрев или выхлопные коллекторы раскалены докрасна при небольшой нагрузке.Производительность и надежность начинаются с правильного выбора фаз газораспределения во время сборки двигателя или замены распредвала. Это также важно для производительности и срока службы двигателя.

Мы принимаем многое как должное, когда проектируем и производим двигатели. Мы устанавливаем новые детали прямо из коробки, предполагая, что они готовы к установке. Знаете ли вы, однако, что каждую новую деталь необходимо тщательно проверять перед установкой? Доверяйте производителю — но проверяйте контроль качества. Предположение, что у вас есть хорошая деталь, может занять много времени и дорого, если вы не проверите ее перед установкой.

Возьмем, к примеру, детали распределительного вала / клапанного механизма и их установку. Если вы считаете, что регулировка положения кулачка не является необходимой и пустой тратой времени, примите во внимание следующее: самая серьезная причина отказа двигателя — это неисправность распределительного вала и клапанного механизма. Неправильная установка фаз газораспределения и неправильная индексация кулачков могут вызвать отказ двигателя за наносекунду. Отказ обычно происходит на высоких оборотах, когда двигатель наиболее уязвим, когда вы используете дроссельную заслонку и больше всего нуждаетесь в мощности.

Как проверить синхронизацию кулачка
Почему вы должны проверять правильность фаз газораспределения? Распределительный вал — это то, что отличает производителей двигателей от сборщиков двигателей.Сборщики двигателей собирают детали и скручивают их. Строители двигателей — это архитекторы и инженеры, которые знают, чего ожидать в конечном результате. Им нужна абсолютная уверенность в том, что все части будут работать вместе в идеальной гармонии. Это требует строгой дисциплины и пристального внимания к деталям на каждом этапе планирования и реализации двигателя.

Посмотреть все 20 фото

При покупке запчастей нет гарантии, что они будут в безопасности. Даже самые авторитетные производители в отрасли время от времени сталкиваются с проблемами сбоя во всем, от Мэйн-стрит до соревнований NASCAR и NHRA.Пока люди производят детали — или программируют компьютеры, которые их производят, — будет отказ. Осмотр, ваша последняя линия защиты, — это то, что избавляет вас от расходов и неудобств, связанных с отказом двигателя.

Угол наклона распределительного вала помогает подтвердить изменения фаз газораспределения, поскольку они связаны с ходом поршня и вращением коленчатого вала. Хотя большинство производителей кулачков имеют хороший послужной список, когда дело доходит до точности кулачковых карт, всегда есть вероятность, что вы можете столкнуться с неправильно упакованным распредвалом или неисправным кулачком, не соответствующим спецификациям.Всегда лучше обнаружить дефектный или неправильно упакованный распределительный вал во время установки, чем задаться вопросом, почему производительность не соответствует ожидаемой после того, как двигатель застегнут. Дефекты распределительного вала не обязательно должны быть огромными, чтобы отрицательно сказаться на производительности. Лепестки, отклоненные на один или два градуса, значительно изменят характеристики и могут привести к серьезным повреждениям двигателя.

Вы должны думать о своем двигателе не как о восьмицилиндровом или шестицилиндровом, а как о восьми или шести отдельных одноцилиндровых двигателях с общим коленчатым валом.Каждое отверстие имеет бесконечные переменные — сжатие, воздушный поток, размер камеры, зазоры между поршнем и стенкой цилиндра, динамику кольца, вес поршня, высоту деки, отделку цилиндра — которые отличают его от остальных. Каждый цилиндр уникален, как отпечаток пальца человека.

Распределительный вал состоит из кулачков яйцевидной формы и шейки на общем валу. Эти элементы размещаются на стержне, обработанном в соответствии со спецификациями. Каждый выступ кулачка имеет основной круг и выступ. У толкателя V-8 их 16, у шестерки — 12. Лепестки открывают клапаны, а пружины закрывают.Каждый лепесток состоит из двух зазоров, носовой части и двух боковых сторон. Когда клапаны закрыты, толкатели (также известные как толкатели) располагаются на основной окружности 180 градусов напротив носовой части. Боковые стороны регулируют скорость открытия клапанов. Наклонные зазоры принимают зазор клапана. Подъемники перемещаются по кулачкам, чтобы преобразовать вращательное движение распределительного вала (круговое движение) в линейное (назад и вперед) движение.

Посмотреть все 20 фотографий Получите все свое оборудование для измерения угла в Comp Cams. Полные комплекты доступны по цене и просты в использовании.

Синхронизация клапанов связана с количеством градусов вращения коленчатого вала (не вращения распределительного вала) до верхней мертвой точки (BTDC), после верхней мертвой точки (ATDC) или верхней мертвой точки (TDC).Когда поршень находится в самой высокой точке хода, он находится в ВМТ. В самом низком месте он находится в нижней мертвой точке (BDC). Характеристики кулачка также включают перед нижней мертвой точкой (BBDC) и после нижней мертвой точки (ABDC). Ожидайте увидеть эти условия на видеокарте вашего производителя.

Время, выраженное во вращении коленчатого вала, представляет собой количество градусов между смещением клапана (открытием) и седлом клапана (закрытым) и называется продолжительностью. У производителей кулачков есть два способа выразить эту спецификацию — продолжительность и объявленную продолжительность.Рекламируемая продолжительность почти всегда отличается от фактической. Производители распредвалов обычно указывают в этих спецификациях как продолжительность, так и продолжительность на 0,050 дюйма. Было сказано, что Харви Крейн из Crane Cams начал революцию распределительных валов, установив стандартную для отрасли продолжительность 0,050 дюйма.

Продолжительность при 0,050 дюйма означает количество градусов поворота коленчатого вала от 0,050 дюйма подъема подъемника до подъема подъемника 0,050 дюйма до полного закрытия клапана.Истинная продолжительность — от срабатывания клапана до седла клапана. Cam-карты обычно имеют обе характеристики. Некоторые производители основывают свои цифры на продолжительности 0,006 дюйма или 0,002 дюйма, поэтому будьте полностью готовы к любой возможности. Это игра в оболочку, основанная на желании выглядеть лучше на бумаге, чем у конкурентов.

На самом деле продолжительность так же уникальна, как и характеристики кулачкового шлифовального станка. В любом случае, вы сокращаете или уменьшаете продолжительность, это время в градусах коленчатого вала, в течение которого клапаны находятся вне своих посадочных мест.

Просмотреть все 20 фотографий Первым шагом в определении угла наклона кулачка является определение верхней мертвой точки (ВМТ). Истинная ВМТ — это когда поршень перемещается максимально далеко во время этого короткого хода вверх при опрокидывании кривошипа. В ВМТ время выдержки поршня составляет 1-2 градуса, в зависимости от соотношения штоков. То же самое и в нижней мертвой точке (BDC). Здесь мы проверяем ВМТ с помощью индикатора с круговой шкалой — наиболее точный способ определения истинной ВМТ. См. Все 20 фотографий Циферблатный индикатор помещается сначала на впускной подъемник, а затем на выпускной. Медленно поверните рукоятку, наблюдайте за движением подъемника и запишите результаты.Посмотрите, как ваши результаты сравниваются с видеокартой.

Поскольку мы имеем дело с четырехтактными двигателями, коленчатый вал поворачивается на 720 градусов за каждый цикл мощности — два полных оборота на 360 градусов. Каждый клапан открывается один раз за эти 720 градусов вращения. Мощность и производительность определяются тем, когда мы открываем каждый клапан, насколько, насколько агрессивно и как долго.

Продолжительность дает нам начало и конец действия клапана, но как насчет промежуточных событий? Изучите выступ кулачка, и вы увидите динамику действия клапана.Лепестки кулачков с плоским толкателем выглядят иначе, чем кулачки с роликовыми толкателями, а гладкость роликов позволяет нам открывать и закрывать клапаны более агрессивно. Мы также можем открывать клапаны и дальше без недостатков высокоподъемного долговечного кулачка с плоским толкателем.

Плоские толкатели не заходят прямо на кулачки кулачка. Они едут в одну сторону, чтобы обеспечить вращение и более плавную работу. Для этого плоские толкатели сферически поднимаются на 0,002 дюйма к их центрам. Они должны вращаться в отверстиях, чтобы предотвратить чрезмерное трение и износ.Роликовые толкатели движутся по мертвой точке на кулачках благодаря роликовым технологиям и плавности. Это значительно снижает потери мощности на трение. Более того, роликовые кулачки практически никогда не изнашиваются.

В свое время кулачковые выступы принимали всевозможные причудливые формы и траектории для достижения заданных результатов. Это было известно как тройная кривая или гармоническая форма и больше применялось к конструкциям с плоской головкой. Технология верхних клапанов, которая стала более распространенной в 40-х и 50-х годах, изменила все правила. Детройту пришлось по-другому подходить к конструкции кулачков с появлением двигателей с верхним расположением клапанов.

Чтобы повернуть кулачок, вам понадобится следующее:

• Колесо градуса
• Циферблатный индикатор
• Индикатор ВМТ
• Указатель
• 1/2-дюймовый привод, 1 5/16-дюймовое гнездо и прерыватель.

Колесо для измерения градуса, которое крепится к коленчатому валу, показывает в градусах положение коленчатого вала по отношению к его 360-градусному пути. Нулевые градусы — это ВМТ. Это также 360 градусов, когда мы делаем один полный оборот коленчатого вала. Все, что нам нужно сделать, это установить ВМТ на No.1 цилиндр. Однако это не обязательно должен быть этот цилиндр; это может быть любой, который вы выберете. Просто убедитесь, что вы находитесь на такте сжатия в ВМТ для этого конкретного отверстия при установке градусного колеса на ноль.

После того, как вы установили ВМТ, не нарушайте угловое положение колеса на кривошипе, так как это изменит точность ВМТ и сбросит все, заставляя вас начать все сначала.

Посмотреть все 20 фотографий Вся эта установка включает в себя градусное колесо от Comp Cams и циферблатный индикатор. Циферблатный индикатор измеряет подъем лепестка базовой окружности.Когда мы читаем градусное колесо, мы получаем продолжительность. Рекомендуется измерять продолжительность двумя способами: от базовой окружности и от 0,050 до 0,050 дюйма. Для обеспечения точности дважды проверьте подъем и продолжительность на каждом цилиндре и запишите свои результаты для каждого цилиндра.

После установления нуля градусов в ВМТ, поверните кривошип на один полный оборот (360 градусов) и убедитесь, что колесо градуса установлено правильно. Теперь вы готовы к таймингу камеры.

Найдите карту спецификаций кулачка производителя. Карта кулачка сообщит вам точные характеристики открытия и закрытия клапана (продолжительность).Для подтверждения точности вам понадобится циферблатный индикатор с диапазоном измерения не менее 1 дюйма на каждом подъемнике. При закрытых обоих клапанах установите циферблатный индикатор на ноль. Начнем с впускного клапана; медленно поворачивайте кривошип по часовой стрелке, пока подъемник не поднимется на 0,050 дюйма. Прекратите поворачивать рукоятку и прочтите градусное колесо. Это начинается с 0,050 дюйма. Если наша карта кулачка говорит, что впускной клапан открывается при 31 градусе до ВМТ, колесо градуса должно показывать 31 градус до ВМТ в это время.

Запишите показания для каждого цилиндра.Медленно поверните коленчатый вал по часовой стрелке и наблюдайте, как подъемник поднимается до вершины выступа, а затем запишите подъем. Продолжайте вращать коленчатый вал и остановитесь, когда подъемник достигнет 0,050 дюйма выше нуля (основной круг). На нашей кулачковой карте указано, что воздухозаборник закрывается при 67 градусах ABDC; мы должны увидеть 67 градусов на колесе градусов. Повторите эту процедуру для всех восьми долей впуска.

После того, как вы проверили и записали все впускные доли, просмотрите свои результаты с помощью карты кулачка. Не удивляйтесь, обнаружив, что показания расходятся на 2-4 градуса от значений видеокарты.Иногда это распредвал, а иногда — шпоночная канавка коленчатого вала. Шпоночная канавка коленчатого вала должна быть идеально совмещена с установочными метками звездочки в положении «12 часов» и «6 часов». У вас есть варианты, которые помогут вам вовремя. Мы поговорим об этом в ближайшее время.

Повторите ту же процедуру для каждого подъемника выпускного клапана и запишите свои выводы. Посмотрите, как они соотносятся с видеокартой производителя. Опять же, медленно поворачивайте кривошип с каждым выступом и тщательно документируйте свои выводы. Каждая доля должна давать одинаковые результаты.

При опережении фаз газораспределения повышается давление в цилиндре, поскольку оба клапана закрываются раньше. Это должно улучшить крутящий момент на низких и средних частотах. Задержка кулачка улучшает характеристики на высоких оборотах, жертвуя крутящим моментом на низких оборотах. Для уличных характеристик хорошей идеей — в зависимости от распредвала — сдвинуть синхронизацию на 2-4 градуса. Это должно улучшить общую производительность. Обращайте пристальное внимание на зазоры между поршнем и клапаном всякий раз, когда вы увеличиваете или замедляете синхронизацию распредвала. Это большая работа, но и создание другого движка — тоже, потому что вы не уловили всех деталей.

Посмотреть все 20 фотографий Самодельное градусное колесо
Сорок лет назад Марвин Макафи из MCE Engines в Лос-Анджелесе изготовил собственное алюминиевое градусное колесо из заготовок, потому что никто не предлагал ничего подобного на рынке. Он идет дальше не только с градусами, но и с долями градуса для максимальной точности. Набирая номер в распределительном валу, Макафи делает отметки на ступенчатом колесе фломастером. Записав свои находки, он удаляет отметины с помощью растворителя для лака и тряпки.Обратите внимание на изготовленный на заказ указатель.

В чем разница между двигателями OHV, OHC, SOHC и DOHC?

Обновлено: 25 октября 2019 г.

Основное отличие заключается в размещении распредвала. OHV означает верхний клапан. Хотя почти все современные автомобильные двигатели имеют клапаны, расположенные в головке цилиндров, термин OHV используется для описания двигателя с толкателем, в котором распределительный вал расположен в блоке цилиндров. OHC означает Over Head Cam, или распределительный вал установлен в головке блока цилиндров.SOHC означает одиночный верхний кулачок, а DOHC — двойной верхний кулачок.

Какой лучше? Это всегда жаркий спор. Поклонники мускулистых автомобилей будут клясться олдскульным толкателем, в то время как молодые автолюбители скажут, что ничто не сравнится с двойным кулачком (DOHC). У каждой конструкции есть свои плюсы и минусы. Начнем со старого доброго Pushrod:

Двигатель OHV или толкатель

Анимация двигателя OHV или толкателя

В двигателе с верхним расположением клапанов распределительный вал расположен внутри блока, а управление клапанами осуществляется с помощью толкателей, толкателей и коромысел.Этот механизм называется клапанным. Конструкция OHV успешно используется в течение многих лет. Большинство ранних американских автомобилей имели двигатели OHV, и они до сих пор используются в грузовиках и спортивных автомобилях.

Обратной стороной конструкции OHV является то, что для работы клапанов требуется много движущихся компонентов. Каждый компонент добавляет вес. Это приводит к более высокой инерции клапанного механизма, что затрудняет управление фазами газораспределения при более высоких оборотах.

Компоненты двигателя

OHV.

Это означает, что небольшой двигатель OHV не будет очень эффективным. Конструкция OHV больше подходит для более крупных двигателей V6 и V8; Вы не найдете двигатель OHV в современном компактном автомобиле.

Преимущества двигателя OHV включают более низкую стоимость, более высокий крутящий момент на низких оборотах и ​​более компактные размеры. Например, Chevrolet Corvette Z06 2018 года на 4,4 дюйма короче седана Honda Civic 2018 года. Тем не менее, благодаря своему компактному 6,2-литровому двигателю V8 с верхним расположением двигателя, Corvette Z06 может разгоняться от 0 до 100 км / ч за 2 секунды.9 секунд. Алюминиевый 650-сильный двигатель Corvette LT4 с наддувом развивает безумный крутящий момент 650 фунт-фут при 3600 об / мин. Двигатели OHV также известны своей прочностью и долговечностью. Нередко можно увидеть старые грузовики с двигателем V8 с верхним расположением двигателя, которые проехали более 300 км.

Реклама — Продолжить чтение ниже

Расходы на техническое обслуживание также низкие. Типичный двигатель OHV имеет небольшую цепь привода ГРМ, заменить которую несложно.
Примеры двигателей OHV:

1. Двигатель Chrysler Hemi 5.7L OHV V8
2. GM 6.2L LSA V8.

Двигатель OHC или SOHC

Анимация двигателя SOHC

OHC означает просто кулачок над головкой, а SOHC означает одинарный кулачок над головой или одиночный кулачок.
В двигателе SOHC распределительный вал установлен в головке блока цилиндров, а клапаны управляются либо коромыслами, либо непосредственно через подъемники (как на этой анимации).Смотрите эту фотографию двигателя Mitsubishi SOHC.

Преимущество конструкции OHC заключается в том, что клапаны управляются почти непосредственно распредвалом, что упрощает поддержание точного времени при более высоких оборотах в минуту. Также возможна установка трех или четырех клапанов на цилиндр.

Детали двигателя SOHC.

Honda успешно использует конструкцию SOHC в своих последних двигателях V6, где четыре клапана на цилиндр приводятся в действие одним распредвалом.

Обратной стороной двигателя OHC является то, что для него требуется ремень или цепь привода ГРМ с натяжителем и другими соответствующими компонентами. Ремень ГРМ также необходимо регулярно заменять. Цепь привода ГРМ служит дольше, но при растяжении может потребоваться замена. Другой недостаток состоит в том, что сложнее реализовать изменение фаз газораспределения отдельно для выпускных и впускных клапанов; то, что можно легко сделать в двигателе DOHC.

Двигатель DOHC или Twin-Cam

Анимация двигателя DOHC

DOHC означает двойной кулачок над головкой.Двигатель DOHC часто называют Twin Cam или Dual Cam. Большинство современных автомобилей имеют двигатель DOHC. Типичный двигатель DOHC имеет два распределительных вала и четыре клапана на цилиндр, как в этой анимации. Один распределительный вал управляет впускными клапанами, а другой распределительный вал управляет выпускными клапанами на противоположной стороне.

В двигателе DOHC распредвалы можно устанавливать дальше друг от друга.

Детали двигателя DOHC.

Это позволяет впускным клапанам располагаться под большим углом к ​​выпускным клапанам, что приводит к более прямому потоку воздуха через двигатель.Другими словами, двигатель DOHC может лучше «дышать», а это означает, что он может производить больше лошадиных сил при меньшем объеме двигателя. Сравните: 5,0-литровый двигатель V8 DOHC Coyote с 4 клапанами на цилиндр Ford Mustang GT 2018 имеет мощность 460 л.с. при 7000 об / мин. 6,2-литровый двигатель V8 GM L86 с верхним расположением цилиндров (толкатель) имеет два клапана на цилиндр и развивает мощность 420 лошадиных сил при 5600 об / мин.

Примеры двигателей DOHC:
1. Ford 3.5L EcoBoost V6 DOHC
2. Ford Mustang Boss 302 5.0L DOHC V8
3. Ford Mustang 5.2L V8 Supercharged
4. BMW S65 DOHC V8
5. Infiniti 3.0L VR30
6. Двигатель Mercedes-Benz Inline-6 ​​DOHC.

Такие технологии, как регулировка фаз газораспределения и регулируемый подъем клапана, могут быть легко реализованы в двигателе DOHC на обоих распределительных валах, что дополнительно повысит эффективность.

К недостаткам двигателя DOHC относятся больший размер и более сложная конструкция с ремнем или цепью ГРМ и соответствующими компонентами. Ремень ГРМ необходимо заменять через рекомендуемые интервалы, что увеличивает расходы на техническое обслуживание.Замена цепи привода ГРМ необходима только в том случае, если она растянута или возникает другая проблема, но это может быть дорогостоящим.

В настоящее время двигатель DOHC является наиболее экономичным, но старый двигатель OHV прослужит дольше в аналогичных условиях и дешевле в обслуживании.

Как диагностировать и заменять приводные цепи верхнего кулачка

Независимо от того, едете ли вы на автомобиле Duesenberg 1934 года или Toyota Camry 2018 года, двигатель синхронизируется внутренне с помощью ремня или цепи между распределительным валом и коленчатым валом.Некоторые двигатели имеют распредвал на головке блока цилиндров. Эти двигатели называются двигателями с верхним расположением распредвала (OHC), потому что распределительный вал находится на верхней части головки блока цилиндров. Двигатели OHC могут иметь либо один распределительный вал (SOHC) на головку, либо один для впускных и второй для выпускных клапанов (DOHC).

Комплекты приводных цепей для двигателей с верхним кулачком различаются от двигателя к двигателю. Конструкция действительно требует особого внимания к деталям и часто требует немного больше работы и большего количества деталей для установки, чем конструкция «кулачок в блоке».Эти комплекты предназначены для Honda Civic 2004 года выпуска (вверху слева), Subaru Impreza (вверху справа), Ford 4.6L и Toyota Camry V6 2003 года (внизу справа). Источник | Advance Auto Parts

Износ ремня / цепи может ухудшить характеристики двигателя, поскольку это позволяет изменять синхронизацию между коленчатым валом и распределительным валом (-ами). Advance научит вас некоторым способам проверки необходимости замены ремня / цепи ГРМ, показывая способы проверки. Затем мы перейдем к общему руководству по основам замены ремня / цепей ГРМ в различных двигателях OHC.

Старые цепи / ремни позволяют изменять синхронизацию механической части

Обе цепи привода ГРМ от Honda Civic 2006 года выпуска. Слева новая цепь, а справа — почти 200 000 миль. Старая цепь почти на два мм длиннее новой. Это приведет к изменению синхронизации между кривошипом и кулачками. Источник | Майк Агилар

ГРМ с клапаном и поршнем — это сложный танец, который хореографируется ремнем / цепью ГРМ. Когда этот ремень / цепь изнашивается, один партнер наступает на пятки другому, и производительность двигателя ухудшается.Один из способов проверить, не поскользнулся ли ваш, если у вас есть распределитель, — это открыть крышку и провернуть двигатель вручную (с храповым механизмом!) До тех пор, пока метка синхронизации на шкиве коленчатого вала не совпадет с «0» на индикаторе синхронизации. на блок / голову. Ротор должен находиться в пределах 10-15 градусов от клеммы свечи зажигания № 1 на крышке. Проскальзывающий ремень / цепь приведет в движение ротор.

Это натяжной ролик на Subaru Forester. Кто-то менял ремень ГРМ, больше ничего не менял. Примерно через 20 км это результат того, что не удалось изменить все в системе ГРМ с ремнем / цепями.Источник | Майк Агилар

Вы также можете использовать индикатор времени, чтобы увидеть, не слишком ли провисает ремень / цепь. Подсоедините провода индикатора времени к аккумуляторной батарее и проводу свечи зажигания № 1 и запустите двигатель. Направьте индикатор синхронизации на шкив коленчатого вала и индикатор синхронизации. Растянутый / незакрепленный ремень / цепь будет указывать на то, что метка ГРМ отключена на холостом ходу и подпрыгивает при увеличении частоты вращения двигателя.

Чрезмерный перекос или прогиб цепи (ей) или ремня (а) является еще одним признаком чрезмерного износа, требующего замены.Наклон или прогиб — это измерение длины; если цепь или ремень будут слишком длинными, вы сможете отклонить или слишком сильно сдвинуть их, надавив на них. Также следите за натяжителем на предмет движения. Хорошим испытанием для ремней является их скручивание. Если вы можете пройти полный оборот, ремень необходимо заменить. В Advance есть руководство по ремонту вашего автомобиля, в котором будет указано, насколько допустимы наклон или прогиб.

Регулируемая синхронизация клапана (VVT)

Регулируемый клапан ГРМ (VVT)

Базовый Теория

После мультиклапанная технология стала стандартом в конструкции двигателя, регулируемые фазы газораспределения становится следующим шагом к увеличению мощности двигателя, независимо от мощности или крутящего момента.

Как ты знаете, клапаны активируют дыхание двигателя. Время дыхания, которое время впуска и выпуска воздуха регулируется формой и фазой угол кулачков. Чтобы оптимизировать дыхание, двигатель требует разных фаз газораспределения на разных оборотах. Когда обороты увеличиваются, продолжительность такта впуска и выпуска уменьшается, так что свежий воздух не достаточно быстро, чтобы попасть в камеру сгорания, при этом выхлоп становится не быстрым достаточно, чтобы покинуть камеру сгорания.Поэтому лучшее решение — открыть впускные клапаны раньше и закрытие выпускных клапанов позже. Другими словами, Перекрытие между периодом впуска и периодом выпуска должно быть увеличивается с увеличением оборотов.

Без переменной Технология Valve Timing, инженеры использовали для выбора лучшего компромиссного времени. Например, фургон может иметь меньшее перекрытие из-за преимущества низкой скорости. выход.Гоночный двигатель может иметь значительное перекрытие для высокой скорости мощность. Обычный седан может принять оптимизацию фаз газораспределения. для средних оборотов, так что и управляемость на низких скоростях, и выход на высоких скоростях будут не нужно слишком много жертвовать. Независимо от того, какой из них, результат просто оптимизируется для конкретной скорости.

с Регулируемая синхронизация клапана, мощность и крутящий момент могут быть оптимизированы в широком диапазоне оборотов. Наиболее заметные результаты:

• Двигатель может вращаться выше, тем самым повышается пиковая мощность.Например, 2-литровый Neo VVL от Nissan. мощность двигателя на 25% больше пиковой мощности, чем у его версии без VVT.
• Низкоскоростной крутящий момент увеличивается, тем самым улучшая управляемость. Например, двигатель Fiat Barchetta 1.8 VVT обеспечивает пиковый крутящий момент 90%. от 2000 до 6000 об / мин.

Причем все эти преимущества приходят без каких-либо недостатков.

переменная Подъемник

В некоторых конструкции, высота подъема клапана также может изменяться в зависимости от частоты вращения двигателя.На высоком скорость, более высокий подъем ускоряет впуск и выпуск воздуха, таким образом, еще больше оптимизируя дыхание. Конечно, на меньшей скорости такой подъемник вызовет противодействующие эффекты, такие как ухудшение процесса смешивания топлива и воздух, что снижает мощность или даже приводит к пропускам зажигания. Поэтому подъемник должен изменяться в зависимости от частоты вращения двигателя.

1) Кулачковый механизм VVT

Honda впервые применила VVT для дорожных автомобилей в конце 80-х. запустив свою знаменитую систему VTEC (Valve Timing Electronic Control).Первый появился в Civic, CRX и NS-X, затем стал стандартным для большинства моделей.

Можно рассматривайте это как 2 набора кулачков разной формы, чтобы обеспечить различное время и поднимать. Один комплект работает на нормальной скорости, скажем, ниже 4500 об / мин. Другой заменяет на более высокой скорости. Очевидно, такая компоновка не допускает непрерывного изменение фаз газораспределения, поэтому двигатель работает скромно ниже 4500 об / мин, но выше этого он внезапно превратится в дикое животное.

Это Система действительно улучшает пиковую мощность — она ​​может поднять красную линию почти до 8000 об / мин. (даже 9000 об / мин в С2000), как двигатель с гоночными распредвалами, и увеличить максимальную мощность на целых 30 л.с. за 1.6-литровый двигатель !! Однако, чтобы использовать такой прирост мощности, вам нужно поддерживать кипение двигателя на уровне выше пороговые обороты, поэтому требуется частое переключение передач. Как низкоскоростной крутящий момент слишком мало (помните, кулачки нормального двигателя обычно 0-6000 об / мин, при этом «медленные кулачки» двигателя VTEC еще должны обслуживать на 0–4500 об / мин), ходовые качества не будут слишком впечатляющими. Суммируя, Система кулачкового переключения лучше всего подходит для спортивных автомобилей.

Honda уже улучшил свой 2-ступенчатый VTEC до 3-ступенчатого для некоторых моделей.Конечно, чем больше в нем ступеней, тем более утонченным он становится. Он по-прежнему предлагает менее широкий распространение крутящего момента, как и в других бесступенчатых системах. Однако кулачковый система остается самой мощной VVT, так как никакая другая система не может отличаться от Lift клапана как это делает.

Преимущество:	Мощный на верхнем конце
Недостаток:	2 или только 3 этапа, непостоянно; нет значительного улучшения крутящего момента; комплекс
Кто используй это ?	Honda VTEC, Mitsubishi MIVEC, Nissan Neo VVL.

Хонды последний 3-ступенчатый VTEC был применен в Civic sohc двигатель в Японии. Механизм имеет 3 кулачка с разным синхронизирующим и подъемным профилем. Обратите внимание, что их размеры тоже разные — средний кулачок (быстрый тайминг, высокий подъем), как показано на диаграмме выше, является самым большим; кулачок правой стороны (медленный ГРМ, средний подъем) среднего размера; левый кулачок (медленный выбор времени, низкий лифт) самый маленький.

Это механизм работает так:

Этап 1 (низкая скорость): 3 шт. коромысел перемещается самостоятельно. Поэтому левый коромысел, который приводит в действие левый впускной клапан приводится в действие левым кулачком пониженного подъема. Правая коромысла, которая приводит в действие правый впускной клапан, приводится в движение правым кулачком среднего подъема. Оба синхронизация кулачков относительно медленная по сравнению со средним кулачком, который не срабатывает. клапан сейчас.

Этап 2 (средняя скорость) : гидравлическое давление (на картинке окрашен оранжевым) соединяет левую и правую коромысла вместе, оставляя среднюю коромысло и кулачок работать самостоятельно.Поскольку правый кулачок больше, чем левый, эти соединенные коромысла на самом деле приводится в движение правым кулачком. В результате оба впускных клапана работают медленно, но средний подъем.

Этап 3 (высокая скорость): гидравлическое давление соединяет все 3 коромысла вместе. Поскольку средний кулачок самый большой, оба впускных клапаны фактически приводятся в движение этим быстрым кулачком. Таким образом, быстрое время и высокий подъем достигается в обоих клапанах.

Очень похож на систему Хонды, но правильный и левые кулачки с таким же профилем.На малой скорости приводятся оба коромысла. независимо от этих медленных, малоподъемных правого и левого кулачков. На высоком скорости, 3 коромысла соединены вместе таким образом, что они приводятся в движение быстродействующий средний кулачок с высоким подъемом.

Вы может подумать, что это должна быть двухступенчатая система. Нет это не так. Начиная с Nissan Neo VVL дублирует такой же механизм в выпускном распредвале, может быть 3 ступени получается следующим образом:

Этап 1 (низкая скорость): как впускной, так и выпускной клапаны находятся в медленном состоянии.
Этап 2 (средняя скорость): быстро конфигурация впуска + конфигурация медленного выпуска.
Этап 3 (высокая скорость): оба впускные и выпускные клапаны в быстрой комплектации.

2) Кулачок VVT

VVT с фазированием кулачка — самый простой, дешевый и наиболее часто используемый механизм на данный момент. Тем не менее, его прирост производительности также минимален, очень действительно справедливо.

В основном, он изменяет фазу газораспределения, изменяя фазовый угол распредвалов.Для Например, на высоких оборотах распредвал впускных клапанов будет повернут заранее на 30, так что для более раннего приема. Это движение контролируется системой управления двигателем. система в соответствии с потребностями и приводится в действие шестернями гидравлического клапана.

Обратите внимание, что фаза кулачка VVT не может изменять длительность открытия клапана. Он просто позволяет раньше или позже открыть клапан. Ранее открыт приводит, конечно, к более раннему закрытию. Он также не может изменять подъем клапана, в отличие от кулачковый VVT.Однако VVT с фазированием кулачка — самая простая и дешевая форма VVT, потому что каждому распределительному валу нужен только один гидравлический привод фазирования, в отличие от другие системы, использующие индивидуальный механизм для каждого цилиндра.

Непрерывный или дискретный

Проще фазировка кулачка VVT имеет 2 или 3 фиксированных угла сдвига на выбор, например как 0 или 30. Лучшая система имеет непрерывное переключение переменной, скажем, любое произвольное значение от 0 до 30, зависит от оборотов.Очевидно, это обеспечивает наиболее подходящие фазы газораспределения на любой скорости, поэтому значительно повысить гибкость двигателя. Более того, переход настолько гладкий, что практически незаметен.

Впускной и выхлоп

Некоторые дизайн, такой как система BMW Double Vanos, имеет фазовращение VVT как на впускном, так и на выпускном распредвалах, это дает больше перекрытие, следовательно, более высокая эффективность. Это объясняет, почему BMW M3 3.2 (100 л.с. / литр) более эффективен, чем его предшественник M3 3.0 (95 л.с. / литр), VVT которого ограничены впускными клапанами.

В E46 3-й серии, Двойной Ванос сдвигает впуск распредвал в пределах максимального диапазона 40. Выпускной распредвал 25.

Преимущество:	Дешево и простой, непрерывный VVT улучшает передачу крутящего момента на всем обороте диапазон.
Недостаток:	Отсутствие переменного подъема и переменной продолжительности открытия клапана, что снижает максимальную мощность чем кулачковый VVT.
Кто используй это ?	Мост автопроизводители, такие как: Audi V8 — впуск, 2-ступенчатый дискретный BMW Double Vanos — впуск и выпуск, непрерывный Феррари 360 Модена — выхлоп, 2-ступенчатый дискретный Fiat (Альфа) СУПЕР ПОЖАР — впускной, 2-ступенчатый дискретный Ford Puma 1.7 Zetec SE — впускной, 2-ступенчатый дискретный Jaguar AJ-V6 и обновленный AJ-V8 — впускной, непрерывный Lamborghini Diablo SV двигатель — впускной, 2-ступенчатый дискретный Porsche Variocam — впускной, 3-ступенчатый, дискретный Рено 2.0-литровый — впускной, 2-ступенчатый дискретный Toyota VVT-i — впускной, непрерывный Volvo 4/5/6 цилиндров модульные двигатели — впускные, непрерывного действия

По картинке легко понять его работу. Конец распределительный вал имеет зубчатую резьбу. Нить соединена колпачком, который может двигайтесь по направлению к распределительному валу и от него. Поскольку резьба шестерни не в параллельно оси распределительного вала, фазовый угол сместится вперед, если крышка толкнул в сторону распредвала.Аналогичным образом снимаем колпачок с распредвала. приводит к сдвигу фазового угла назад.

Ли толкать или тянуть определяется гидравлическим давлением. Есть 2 камеры рядом с крышкой, и они заполнены жидкостью (эти камеры окрашены в зеленый и желтый цвета соответственно на картинке) Тонкий поршень отделяет Эти 2 камеры, первая жестко крепится к крышке. Жидкость попадает в камеры через электромагнитные клапаны, которые регулируют гидравлическое давление действующие на какие камеры.Например, если система управления двигателем сигнализирует клапан в зеленой камере открывается, затем гидравлическое давление действует на тонкую поршень и подтолкните его вместе с крышкой к распределительному валу, таким образом сдвинуть фазовый угол вперед.

Непрерывный вариацию по времени легко реализовать, поместив колпачок на подходящую расстояние в зависимости от оборотов двигателя.

Макрос иллюстрация привода фазирования

Toyota VVT-i (Переменная синхронизация клапана — интеллектуальная) распространяется на все больше и больше его модели, от крошечного Yaris (Vitz) к Supra.Его механизм более или менее такой же, как у BMW Vanos, но это также бесступенчатая конструкция.

Однако слово «Integillent» подчеркивает умный программа управления. Не только меняет время в зависимости от оборотов двигателя, но и рассмотрите другие условия, такие как ускорение, подъем или спуск.

3) Замена кулачка + Кулачковый Фазинг VVT

Комбинация VVT с переключением кулачков и VVT с фазированием кулачка может удовлетворить требование максимальной мощности и гибкости на всем обороте диапазон, но он неизбежно более сложен.На момент написания только Toyota и Porsche имеют такие конструкции. Однако я верю, что в будущем будет все больше и больше спортивных автомобилей. принять на вооружение этот вид VVT.

Toyota VVTL-i это самая сложная конструкция VVT на сегодняшний день. Его мощные функции включают:

• Непрерывный фаза газораспределения регулируемая фаза газораспределения
• 2-ступенчатая переменная подъем клапана плюс продолжительность открытия клапана
• Применяется к обоим впускные и выпускные клапаны

Система может быть рассматривается как комбинация существующих VVT-i и Honda VTEC, хотя механизм вариатора отличается от Хонда.

Нравится VVT-i, изменение фаз газораспределения реализовано сдвиг фазового угла всего распределительного вала вперед или назад с помощью Гидравлический привод закреплен на конце распредвала. Время рассчитывается системой управления двигателем с частотой вращения коленчатого вала двигателя, ускорением, при подъеме или спуске с холма и т. д. с учетом. Более того, изменение непрерывно в широком диапазоне до 60, поэтому Одна только переменная синхронизация — это, пожалуй, самая совершенная конструкция на сегодняшний день.

Что делает VVTL-i лучше обычного VVT-i — это буква «L», что означает «подъем» (подъем клапана). как всем известно. Давайте посмотрим на следующую иллюстрацию:

Как и VTEC, в системе Toyotas используется одиночный качающийся рычаг. толкатель для приведения в действие обоих впускных клапанов (или выпускных клапанов). Он также имеет 2 камеры лепестки действуют на толкатель коромысла, лепестки имеют другой профиль — один с более длительным профилем продолжительности открытия клапана (для высокой скорости), другой с более короткий профиль продолжительности открытия клапана (для низкой скорости).На низкой скорости медленный кулачок приводит в действие толкатель коромысла через роликовый подшипник (для уменьшения трения). Высокоскоростной кулачок не влияет на толкатель коромысла, потому что под его гидравлическим толкателем имеется достаточный зазор.

<Плоский крутящий момент выход (синяя кривая)

Когда скорость увеличилась до пороговой, скользящий штифт толкается гидравлическое давление для заполнения промежутка. Включается высокоскоростной кулачок.Обратите внимание, что быстрый кулачок обеспечивает более длительное открытие клапана, в то время как скользящий штифт увеличивает подъем клапана. (для Honda VTEC продолжительность и подъем реализуется кулачками)

Очевидно, переменная продолжительность открытия клапана является двухступенчатой ​​конструкцией, в отличие от непрерывной конструкции Rover VVC. Однако VVTL-i предлагает регулируемый подъемник, что значительно увеличивает его выходную мощность на высоких скоростях. Сравнивать с Honda VTEC и аналогичными конструкциями для Mitsubishi и Nissan система Toyotas имеет бесступенчатую регулировку. фаза газораспределения, которая помогает ему достичь гораздо лучших низких и средних оборотов гибкость.Поэтому это, несомненно, лучший VVT на сегодняшний день. Однако это также более сложный и, вероятно, более дорогой в сборке.

Преимущество:	Непрерывный VVT улучшает передачу крутящего момента во всем диапазоне оборотов; Переменный лифт и длительность подъема на высоких оборотах.
Недостаток:	Подробнее сложный и дорогой
Кто используй это ?	Тойота Селика GT-S

Variocam Plus использует гидравлический фазирующий привод и регулируемые толкатели

Variocam модели 911 Carrera использует цепь привода ГРМ для фазировка кулачка.

Porsches Variocam Plus, как сообщается, был разработан на основе Variocam, который обслуживает Carrera. и Боксстер. Однако я нашел их механизмы практически ничего не поделитесь. Variocam был первым введен в 968 в 1991 году. В нем использовалась цепь привода ГРМ для изменения фазового угла распределительного вала, при этом предусмотрена 3-х ступенчатая система изменения фаз газораспределения. 996 Carrera и Boxster также используют ту же систему. Этот дизайн уникальный и запатентованный, но на самом деле он уступает гидравлическому приводу, который предпочитают другие автопроизводители, особенно он не позволяет столько же вариаций фазового угла.

Следовательно, Variocam Plus, используемый в новом 911 Turbo, наконец Follow использует популярный гидравлический привод вместо цепи. Один известный Эксперт Porsche охарактеризовал изменение фаз газораспределения как непрерывное, но, похоже, противоречит официальному заявлению, сделанному ранее, в котором раскрывается система имеет 2-х ступенчатые фазы газораспределения.

Однако Самым значительным изменением «Плюса» является добавление регулируемый подъем клапана. Это реализуется за счет использования регулируемых гидравлических толкателей.В виде Как показано на рисунке, каждый клапан обслуживается 3 кулачками, центральная часть имеет очевидно меньший подъем (всего 3 мм) и меньшее время открытия клапана. В Другими словами, это «медленный» кулачок. Два наружных выступа кулачка точно так же, с быстрой синхронизацией и большим подъемом (10 мм). Выбор камеры лепестки выполнены регулируемым толкателем, который на самом деле состоит из внутреннего толкатель и внешний (в форме кольца) толкатель. Они могли быть заперты вместе проходящий через них штифт с гидравлическим приводом.Таким образом, «быстрый» выступы кулачка приводят в действие клапан, обеспечивая высокий подъем и длительное открытие. Если толкатели не заблокированы вместе, клапан будет приводиться в действие «медленный» выступ кулачка через внутренний толкатель. Внешний толкатель будет двигаться независимо от толкателя клапана.

как Как видно, механизм регулируемого подъема необычайно прост и экономит место. В регулируемые толкатели лишь немного тяжелее обычных толкателей и зацепляются почти не осталось места.

Тем не менее, на данный момент Variocam Plus предлагается только для впускные клапаны.

Преимущество:	VVT улучшает передачу крутящего момента на низкой / средней скорости; Переменный подъем и продолжительность подъемник на высоких оборотах.
Недостаток:	Подробнее сложный и дорогой
Кто используй это ?	Порше 911 Турбо

4) Ровера уникальный Система ВВЦ

Rover представил собственные системные вызовы VVC (Variable Valve Control) в MGF в 1995 г.Многие эксперты считают его лучшим VVT по универсальности. способность — в отличие от кулачкового VVT, он обеспечивает плавную регулировку времени, таким образом улучшается передача крутящего момента на низких и средних оборотах; и в отличие от кулачкового VVT, он может увеличивать продолжительность открытия клапанов (и непрерывно), тем самым увеличивая мощность.

В основном, VVC использует эксцентриковый вращающийся диск для привода впускных клапанов каждых двух цилиндр. Поскольку эксцентричная форма создает нелинейное вращение, открытие клапанов период можно варьировать.Все еще не понимаете? ну, любой умный механизм должен трудно понять. В противном случае Rover будет не единственным автопроизводителем, использующим Это.

ВВЦ имеет один недостаток: поскольку каждый отдельный механизм обслуживает 2 соседних цилиндра, Для двигателя V6 нужно 4 таких механизма, а это недешево. V8 тоже нужно 4 таких механизм. V12 невозможно установить, так как недостаточно места для установите эксцентриковый диск и ведущие шестерни между цилиндрами.

Преимущество:	непрерывно изменяемые сроки и продолжительность открывания позволяют добиться как управляемости, так и высокой скорость мощность.
Недостаток:	Нет в конечном итоге такой же мощный, как VVT с кулачковым переключением, из-за отсутствия переменной поднимать; Дорого для V6 и V8; невозможно для V12.
Кто используй это ?	Ровер Двигатель 1.8 VVC, обслуживающий MGF, Caterham и Lotus Elise 111S.

EGR (рециркуляция выхлопных газов) принятый метод снижения выбросов и повышения топливной экономичности.Однако это VVT действительно раскрывает весь потенциал системы рециркуляции отработавших газов.

В Теоретически необходимо максимальное перекрытие между впускными и выпускными клапанами открывается всякий раз, когда двигатель работает на высоких оборотах. Однако когда машина работает на средней скорости по шоссе, другими словами, двигатель работает на небольшая нагрузка, максимальное перекрытие может быть полезно как средство уменьшения расхода топлива потребление и выбросы. Поскольку выпускные клапаны не закрываются, пока впускные клапаны были открыты некоторое время, некоторые выхлопные газы рециркулируют обратно в цилиндр одновременно с впрыскивается новая топливно-воздушная смесь.В составе топливовоздушной смеси заменяется на выхлопные газы, нужно меньше топлива. Поскольку выхлопные газы состоят в основном из негорючий газ, такой как CO2, двигатель работает нормально на бедном топливе / воздушная смесь не загорается.

.

No related posts.