0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Системы изменения фаз газораспределения двигателя

Системы изменения фаз газораспределения двигателя

Фазами газораспределения принято называть моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, выраженные в градусах поворота коленчатого вала относительно ВМТ и НМТ.
В графическом выражении период открытия и закрытия принято показывать диаграммой.

Фазы газораспределения ЗМЗ-409

Если мы говорим о фазах, то изменению могут поддаваться:

    • момент начала открытия впускных и выпускных клапанов;
    • продолжительность нахождения в открытом состоянии;
    • высота подъема (величина, на которую опускается клапан).

    Пока ещё большинство двигателей имеют фиксированные фазы газораспределения (но тенденция стремительно меняется). Это значит, что описанные выше параметры определяются лишь формой кулачка распределительного вала. Недостаток такого конструктивного решения в том, что рассчитанная конструкторами форма кулачков для работы двигателя будет оптимальной только в узком диапазоне оборотов. Гражданские двигатели проектируются таким образом, чтобы фазы газораспределения соответствовали обычным условиям эксплуатации автомобиля. Ведь если сделать двигатель, который очень хорошо будет ехать «с низов», то на оборотах выше средних крутящий момент, как и пиковая мощность, будет слишком низким. Именно эту проблему решает система изменения фаз газораспределения.

    Типичное исполнение распределительных валов автомобилей

    Распространены в наибольшей степени два типа распредвалов автомобилей, в работе с которыми применяются:

    1. Плоскостной толкатель.
    2. Роликовый толкатель.

    Ходовые плоскостные толкатели (подъёмники) распредвала традиционно присутствуют в конструкциях моторов типа V8. Буквальный смысл дизайна такой механической детали распредвала определяется плоскостной формой «лобной» области под контакт с кулачковым эксцентриком.

    Однако эксцентрики под такую конфигурацию фактически не обладают идеальной плоскостной формой в области контактных поверхностей с толкателем. Форма эксцентриков здесь отмечена небольшой кривизной.

    Распредвал дизельного мотора легкового автомобиля

    Один из многочисленных вариантов конструкции распределительных валов автомобильных моторов. В данном случае – это компонент автомобиля с дизельным двигателем

    Другой вариант — роликовый толкатель, отличается тем, что этой конструкцией используется клапанный подъёмник распредвала, дополнительно оснащённый роликом. По сути, роликовый подъёмник выглядит подобно ходовому плоскостному толкателю, но при этом отмечается существенная разница в плане контакта с кулачком эксцентрика распредвала.

    Эксцентриковым кулачкам под роликовые толкатели присущи утолщения выступов в зависимости от того, как роликовый подъёмник вступает в контакт. Стоит отметить, что распредвалы автомобильных моторов на основе эксцентриков под роликовые толкатели:

    • снижают трение,
    • увеличивают потенциал оборотов,
    • позволяют использовать более высокое давление пружины клапана.

    Профили эксцентриковых кулачковых выступов

    Распредвалы на ходовых плоскостных толкателях способны выдерживать достаточно сильное давление пружины клапана. Этим давлением подъёмник выталкивается по направлению к кулачку.

    Между тем, по мере увеличения давления пружины клапана на плоскостной кулачковый толкатель, естественным образом увеличивается износ рабочего выступа распредвала, находящегося в контакте.

    Распредвал автомобиля: исполнение толкателей под эксцентриковые кулачки

    Классическое исполнение толкателей (подъёмников) под эксцентриковые кулачки распределительного вала автомобильного мотора: А – плоскостной тип; В – роликовый тип

    Этот момент является ограничивающим фактором по сравнению с исполнением распредвала на основе конфигурации эксцентриков под роликовые толкатели. Для создания большой мощности необходим кулачок, наделённый большой подъёмной силой, чтобы максимально широко открывать клапан.

    Для увеличения подъёма клапана кулачком потребуется клапанная пружина более высокого давления. В этом смысле распредвал под роликовые толкатели имеет преимущество перед распредвалом с профилем для плоскостных кулачковых толкателей. Особенно важен этот фактор в случае задачи достижения более высокой мощности двигателя.

    Рабочая высота кулачка распредвала автомобильного мотора

    Важно знать о базовых вариациях прохода кулачков распредвала автомобильного мотора. Проход кулачка — это расстояние, на которое перемещается подъёмник (толкатель). Поскольку коромысло увеличивает перемещение толкателя, расстояние подъёма клапана отличается от расстояния прохода кулачка эксцентрика.

    Отношение коромысла 1,5: 1 даёт 10 мм (0,4 дм) прохода кулачка эксцентрика и перемещает клапан в 1,5 раза больше относительно величины прохода. Соответственно, эксцентрик с проходом кулачка 10 мм (0,4 дм) переместит клапан на 15,2 мм (0,6 дм) при отношении коромысла 1,5: 1.

    Распредвал автомобиля и профили эксцентриков

    Распространённые формы профилей эксцентриков распределительных валов автомобильных двигателей с параметром «Peak (Gross) Lift» на уровне 0,475 дм для всех трёх вариантов

    Рычаг качения (коромысло) с другим отношением изменит расстояние подъёма клапана, но не рабочий проход кулачка эксцентрика. Таким образом, в случае надобности вполне допустимо увеличить подъём клапана, используя увеличенное передаточное число. Увеличение прохода кулачка приведёт к большему открытию клапана. В свою очередь этот момент приведёт к увеличению пропускания топливной смеси (выхлопа) через двигатель.

    Если планируется модернизировать эксцентрик для увеличения подъёмной силы, необходимо убедиться в том, что клапанные пружины способны работать на увеличенной подъёмной силе. Зазор между поршнем и клапаном, однако, может стать проблемой реализации такой цели. Нужно убедиться в наличии отмеченных возможностей, прежде чем приступать к реализации задуманного.

    Xraydisk Sata3 SSDСмартфон Xiaomi POCO M3 RUАвтомобильное пусковое устройство Baseus

    Что такое длительность (протяжка) распредвала мотора автомобиля?

    Длительность (протяжка) распредвала — это измеренное время момента от начала открытия клапана до момента закрытия. Следует помнить – длительность (протяжка) измеряется в градусах по вращению коленчатого вала, но не по вращению распредвала. Спецификации распредвалов указывают параметр длительности (протяжки), обычно, оперируя значением измерения – 1,27 мм (0,050 дм).

    Распредвал автомобиля - график характеристика толкателей

    График (характеристика) зависимости прохода эксцентрика (B) и типа толкателя (A), наглядно демонстрирующий преимущества роликовой конструкции толкателей. Синий цвет – плоскостной толкатель; Красный цвет – роликовый толкатель

    Дело в том, что производители автомобильных распредвалов согласовали стандарт для измерения длительности движения любых видов эксцентриков. Идея состоит в том, чтобы измерить протяжку, начиная от точки прохождения 1,27 мм (0,050 дм) толкателя (подъёмника).

    Другими словами: когда кулачок поднимает толкатель вверх и толкатель перемещается на расстояние 1,27 мм (0,050 дм), протяжка распредвала измеряется именно от этой точки.

    Разделение эксцентриков распредвала (в градусах)

    Распредвалы стандартных моторов V8 отмечаются расположением эксцентриков попарно: один впускной — один выпускной. Эти пары отличаются некоторым смещением одного элемента относительно другого. Эксцентричное разделение можно рассматривать как угол, измеренный в градусах между максимальным подъёмом пары кулачков.

    Чтобы практически проверить разделение эксцентриков распредвала автомобиля, достаточно направить взгляд с торца этой детали и мысленно провести линию через центр наружу к точке максимального подъёма эксцентриков (выступ кулачков). Обычно разница составляет 104º — 115º.

    Важно отметить, что разделение эксцентриков демонстрирует, как впускной клапан реагирует по отношению к выпускному клапану одного цилиндра автомобильного мотора. При этом такие детали, как эксцентриковый проход и длительность распредвала, описывают влияние каждого эксцентрика на клапаны.

    Когда угол разделения уменьшается или увеличивается?

    Разделение кулачковых эксцентриков распредвала является важной характеристикой, поскольку этот момент рассчитывает время действия впускного / выпускного клапанов. Если угол разделения эксцентриков распредвала равен 0º — впускной / выпускной клапаны открываются и закрываются одновременно.

    Практически такого варианта, конечно, не существует, но подобное представление помогает лучше понять, что происходит, когда угол разделения уменьшается или увеличивается.

    Распредвал автомобиля и угол разделения эксцентриков

    Угол разделения эксцентриков схемным вариантом: A — осевая линия впускного клапана; B – перекрытие; C — осевая линия выпускного клапана; D – базовый круг

    Если угол разделения эксцентриков распредвала узкий, при движении (повороте) кулачка открывается один клапан. По мере вращения кулачка клапан начинает закрываться. Поскольку угол узкий, второй клапан в паре начинает открываться до того, как закрывается первый.

    Насколько широко открыт первый клапан, когда второй клапан начинает открываться, зависит от разделения эксцентриков (и от формы контактных поверхностей) распредвала. Соответственно, узкий угол:

      в цилиндре,
    • ухудшит работу двигателя на холостом ходу,
    • уменьшит вакуум холостого хода.

    Давление в цилиндре увеличивается, потому что после такта выпуска поршень втягивает воздух в цилиндр. Если впускной клапан открывается раньше, в цилиндр поступает больше воздуха.

    Как рассчитать время закрытия / открытия клапанов?

    Если разделение эксцентриков достигает определённого угла при повороте, открывается один клапан. По мере продолжения вращения распредвала этот клапан начинает закрываться. При достижении эксцентриком более широкого угла, второй клапан пары начинает открываться.

    В момент достижения эксцентриком прямого угла, можно рассчитать время закрытия первого клапана до того, как начинает открываться второй клапан. Стоит помнить, что при более широком угле разделения:

    • давление в цилиндре уменьшается,
    • холостой ход приобретает плавную форму,
    • увеличивается вакуум холостого хода.

    Графическая карта GeForceСмартфон iPhone 12Холодильник автомобильный

    Какой распредвал автомобиля оптимальный для выбора?

    Распредвалы представляются сложными механизмами, расчёт и подбор которых сопровождаются несметными массивами цифр. Тем не менее, большинство производителей автомобильных распредвалов предоставляют автолюбителям возможности выбрать распределительный вал достаточно просто. Для правильного подбора достаточно следовать двум правилам:

      1. Если двигатель автомобиля собран профессиональным производителем двигателей, рекомендуется учитывать мнение и знания производителя для выбора.
      2. Самая распространенная ошибка выбора распредвала — выбор чрезмерно больших кулачков, что снижает производительность. Если выбирать между двумя распределительными валами, как правило, разумный вариант — выбор эксцентриков с кулачками малого размера.

      При помощи информации: JEGS

      КРАТКИЙ БРИФИНГ

      Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

      Наличие данных инструментов упростит процедуру:

      • набор ключей и головок, включая трещотку;
      • комплект отвёрток — обязательна шлицевая отвёртка для работы с сальником или пинцет;
      • микрометр;
      • вороток для зажима и вращения;
      • динамометр — гаечный ключ для затяжки резьбовых соединений с точно заданным моментом;
      • монтировка;
      • съёмник и оправка для запрессовки;
      • молоток.

      Обязательно подготавливается перед заменой ремкомплект, включающий помимо самого изделия: вкладыши, сальник, болты крепления. Если система с гидрокомпенсаторами, то нужно заменить и эти детали.

      Сообщение от 1967s

      самодиагностика есть..в базовых установках — 94 группа

      Заводим двигатель, подключаем ВАГ-ком, выбираем "базовые установки" — 94 канал. После этого нажимаем до упора одновременно педали тормоза и газа — обороты установятся на нужною частоту вращения через пару секунд. Ждем появления в 3-м окошке "Система исправна". (ну или НЕ исправна)

      Тест работоспособности перестановки распредвала (впускных клапанов): (91 группа)

      при медленном движении а/м на 2-й скорости, при оборотах двигателя около 1000 Об/мин, "глубоко" нажать педаль акселератора.
      В 3-м поле должен отобразиться сигнал на переставку распредвала "хх1"(рег фаз ВКЛ)..
      в 4-м поле — ответ механизма переставки, выраженный в изменении фактического угла распредвала.

      Распределительный вал в нормальном положении: -3.0. 3.0*, в градусах поворота коленвала (КВ)
      .
      Распределительный вал в переставленном положении: 15.0. 22.0*, в градусах поворота коленвала (КВ).

      Если значение изменяется в пределах 4.0* — 14.0* поворота коленвала, это значит, что клапан перестановки распредвала переключил давление масла на механическое устройство перестановки, но оно не может достичь своего концевого положения..

      недостаточное давление масла
      -неисправность самого ГНЦ

      проверка — 91 группа.

      Tart_poison можно я вклинюсь по теме, спасибо

      1967s Сергей, попробовал я сегодня на своей машине провести тест в базовых установках 94гр. , в третьем окошке было ТЕСТ ВЫКЛ, как только придавливаешь газ ТЕСТ ВКЛ. Вобщем нажал одновременно газ и тормоз, мама дорогая движок чуть не развалился, начались отсечки , 2 сек я конечно не выдержал, жалко стало мотор . Вопрос, так и должно быть?

      Второе, по 91 гр., холодный мотор, пуск хх в 4 м поле -1 СF, при прогреве 0, нагрелся 1, все вроде нормально да.
      Поехали дальше . Трогаюсь и смотрю одним глазом, как работает перестановщик.
      2 пер. тапка в пол, 3 окошко не меняется, как был ВЫКЛ так и горит. Ну думаю, ща ты у меня переключишься 3 пер тапка в пол, не меняется .
      Стою в пробке 1 передача трогаюсь, хопа ВКЛ и в 4-ом окошке 23 град. Это выше нормы
      В общем за всю поездку раз 4-5 переключился, причем я так и непонял, когда он должен переключаеться. Но нащупал взамосвязь, это 1-2мин стоишь на хх, а потом трогаешь шустро, вот он при этих условиях срабатывает.
      Может что не так с ним у меня. Что скажешь?

      VW Passat Variant,AWM,МКПП,2001г.

      Причины стука

      Чаще всего в виде стука со стороны газораспределительного механизма (ГРМ) проявляются изменение зазоров клапанов, а также появление люфтов в толкателях и коромыслах. Например, стук толкателя в своём цилиндрическом гнезде головки при износе.

      Но со временем стук начинает издавать и распредвал. Связано это с износом его скользящей посадки в постелях (подшипниках скольжения) или сильным изменением профиля кулачков, когда бесшумная работа уже невозможно ни при какой установке тепловых зазоров.

      По причине износа подшипников вал может получить нежелательную свободу как в радиальном, так и в осевом направлении. Стук появится в любом случае. На слух стук распредвала следует отличать от стуков клапанов, толкателей и деталей кривошипно-шатунного механизма.

      Стук клапанов более звонкий, как и у толкателей, различается по частоте, а у коленвала и поршней стуки локализованы ниже головки. Можно различать и по частоте вращения, которая у распредвала вдвое ниже, но это сложнее.

      Современные системы управления фазами ГРМ

      Фаза газораспределения непосредственно определяет эффективность работы двигателя внутреннего сгорания. Фаза ГРМ означает своевременное открытие и закрытие клапанов, а также время клапанов в открытом состоянии.

      До момента появления фазовращателей, на всех моторах кулачок распределительного вала непосредственно воздействовал на клапан, и определял время открытия клапанов, время, при котором клапан открыт, а также высоту подъема клапана. Отмечу, что движение топливовоздушной смеси и отработанных газов отличается в зависимости от типа режима работы мотора. Этот параметр определяет эффективность работы двигателя.

      При наличии фиксированной фазы газораспределительного механизма, перед конструкторами силовых агрегатов стоит серьезная задача — сделать двигатель таким образом, чтобы в режиме минимальных и средних оборотов сохранялся крутящий момент ближе к пиковому значению, а при достижении максимальных оборотов, полка крутящего момента не упала резко. Ко всему прочему, нужно сохранить эластичность в переходных режимах, а также стабильный холостой ход. Фиксированная фаза не дает возможность охватить все режимы работы двигателя с одинаковой эффективностью, поэтому была придумана система изменения фаз ГРМ.

      Система регулировки фаз позволяет в динамическом режиме изменять значения фаз, в зависимости от степени нагрузки двигателя и оборотов. Тем самым, распределительные валы смещаются в фазах, а полка крутящего момента выравнивается. Благодаря фазовращателям можно на ходу корректировать время открытия и закрытия клапанов, время перекрытия, высота подъема клапанов. Фазы газораспределения управляют моментом тактов двигателя, смещая момент фазы в ту, или иную сторону.

      Что дает фазовращатель

      Максимальная величина КПД на атмосферных моторах во многом зависит от фаз ГРМ. Например: в режиме холостого хода требуется максимально узкая фаза, которая означает более позднее открытие впускного или максимально раннее открытие выпускного клапана. В данном случае перекрытие клапанов исключено, когда оба клапана открыты, ведь малое количество оборотов коленвала позволяет выхлопным газам попасть во впускной коллектор, а топливно-воздушной смеси в выпускной коллектор.

      В режиме максимальной мощности требуется большое количество топливно воздушной смеси. Так как коленвал двигается намного быстрее, то времени на открытие клапанов остается крайне мало, отчего на некоторых моторах клапана не успевают закрываться, и “зависают”, встречаясь с поршнем.

      Фазовращатель, для максимального наполнения, позволяет раньше открыть клапан, а также увеличить время его открытия, что называется “расширить фазу”. Тем самым, расширяется фаза перекрытия для обеспечения качественной продувки цилиндра.

      Кулачок распредвала имеет такую форму, которая обеспечивает широкую и узкую фазу. Проблема фиксированной фазы заключается в невозможности одновременного обеспечения узкой и широкой фазы. Это говорит о том, что инженеры подобрали форму кулачка таким образом, чтобы обеспечить баланс между максимальным крутящим моментом на средних оборотах, и максимальной мощности на высоких оборотах.

      Фазовращатель же обеспечивает гибкость, позволяющую подстраивать фазы под конкретный режим работы мотора, а итог такого действия — достижение крутящего момента в необходимом диапазоне оборотов и топливная экономичность.

      Какие бывают виды фазовращателей

      • система поворота распределительного вала;
      • различный профиль кулачков распредвалов;
      • механизм изменения подъема клапанов.

      Гидроуправляемая муфта системы фазовращателя

      • ротора, соединенным с распределительным валом;
      • корпуса, выступающим также в роли шкива распредвала.

      Ступенчатое изменение фаз газораспределения

      Посредством эволюции в моторостроении, инженерам удалось эффективно настраивает расширение и сужение фаз. Подобное решение основывается на ступенчатом исполнении кулачков. Система изменения формы кулачков применяется в моторах Honda (VTEC), Mitsubishi (MIVEC) и Toyota (VVTL-i).

      Вышеуказанные системы одинаковы по принципу действия, а именно: распределительный вал здесь имеет два кулачка малой формы и один кулачок большого диаметра. Маленькие кулачки сообщаются с клапаном через рокера, а большой кулачок отвечает за движение незадействующего коромысла.

      Эта система, в зависимости от режима работы мотора, позволяет переключаться между большим и малым кулачком, изменяя фазу ГРМ. Эластичность переходного режима обеспечивается гидравлическим блокирующим устройством.

      При работе на малых оборотах и холостом ходу задействованы малые кулачки с узкой фазой, а при повышении нагрузки задействован широкофазный большой кулачок.

      Система регулировки подъема клапана

      Новатором этой технологии в 2001 году стала компания BMW с системой Valvetronic. Эта система позволила отказаться от дроссельной заслонки, а количество впускного воздуха определять высотой подъема клапана. Однако, дроссельная заслонка на двигателе присутствует но она все время открыта.

      Лучшее решение от образования разряжения — это открытие клапана тогда, когда требуется максимальное наполнение цилиндра смесью. Время открытия клапана зависит от степени нажатия на педаль газа. Valvetronic позволяет экономить до 15% топлива, а также повысить мощность на 10% относительно мотора с таким же объемом.

      Данная система имеет в конструкции вал-эксцентрик и промежуточный вал. Эксцентриковый вал вращается при помощи электродвигателя с червячной передачей. Вращение вала воздействует на промежуточный рычаг, который меняя свое положение, заставляет двигаться коромысло в заданном положении, согласно режиму работы ДВС.

      Система работает постоянно, в зависимости от режима работы мотор, диапазон подъема клапана может варьироваться от 0,2 до 12 мм.

      Современные системы фазовращателей направлены на достижение максимального КПД двигателя от своевременного смещения фазы ГРМ и нужного подъема клапана. Любая из вышеуказанных систем представляет собой сложную конструкцию, которая требует вмешательства в виде обслуживания и ремонта, как минимум раз в 150 000 км.

      1. Dr. Miguel B. Royo Salvador (1996), Siringomielia, escoliosis y malformación de Arnold-Chiari idiopáticas, etiología común (PDF). REV NEUROL (Barc); 24 (132): 937-959.
      2. Dr. Miguel B. Royo Salvador (1996), Platibasia, impresión basilar, retroceso odontoideo y kinking del tronco cerebral, etiología común con la siringomielia, escoliosis y malformación de Arnold-Chiari idiopáticas (PDF). REV NEUROL (Barc); 24 (134): 1241-1250
      3. Dr. Miguel B. Royo Salvador (1997), Nuevo tratamiento quirúrgico para la siringomielia, la escoliosis, la malformación de Arnold-Chiari, el kinking del tronco cerebral, el retroceso odontoideo, la impresión basilar y la platibasia idiopáticas (PDF). REV NEUROL; 25 (140): 523-530
      4. M. B. Royo-Salvador, J. Solé-Llenas, J. M. Doménech, and R. González-Adrio, (2005) “Results of the section of the filum terminale in 20 patients with syringomyelia, scoliosis and Chiari malformation“.(PDF). Acta Neurochir (Wien) 147: 515–523.
      5. M. B. Royo-Salvador (2014), “Filum System ® Bibliography” (PDF).
      6. M. B. Royo-Salvador (2014), “Filum System ® Guía Breve”.

      После исследований доктора Ройо Сальвадор и его докторской диссертации (1992г.) было установлено, что несколько заболеваний, чья причина появления ранее была неизвестна, такие как: синдром Арнольда Киари I, идиопатические Сирингомиелия и Сколиоз, Платибазия, Базиллярная Импрессия, Смещение зуба осевого позвонка, Углообразный перегиб на уровне дуги атланта, – входят в состав новой патологии – Заболевания концевой нити – и возникают по одной и той же причине: натяжения спинного мозга и всей нервной системы.

      Сила натяжения всей нервной системы при заболевании концевой нити присутствует при формировании всех человеческих эмбрионов, в большей или меньшей степени все страдают от ее последствий и разных форм проявлений и интенсивности.

      С заболеванием концевой нити могут быть связаны такие заболевания как: межпозвонковые грыжи, некоторые синдромы сосудистой недостаточности головного мозга, фасеточный синдром, синдром Бострупа, фибромиалгия, хроническая усталость, ночной энурез, недержание мочеиспускания и острый парапарез.

      Для точной диагностики, подбора лечения и наблюдения пациента с заболеванием концевой нити был создан метод Filum System ® .

      голоса
      Рейтинг статьи
      Читайте так же:
      Как подключить домашний кинотеатр 5 1 к телевизору?
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector