Mechanizmus distribúcie plynu motora, konštrukcia a princíp činnosti

Mechanizmus distribúcie plynu (GRM) je súbor častí a zostáv, ktoré otvárajú a zatvárajú sacie a výfukové ventily motora v danom časovom okamihu. Hlavnou úlohou mechanizmu distribúcie plynu je včasné privádzanie vzduch-palivo alebo palivo (v závislosti od typu motora) do spaľovacej komory a uvoľňovanie výfukových plynov. Na vyriešenie tohto problému bez problémov funguje celý komplex mechanizmov, z ktorých niektoré sú riadené elektronicky.

Aké je načasovanie

V moderných motoroch je mechanizmus distribúcie plynu umiestnený v hlave valca motora. Pozostáva z týchto hlavných prvkov:

• Vačkový hriadeľ. Jedná sa o produkt komplexného dizajnu, vyrobený z odolnej ocele alebo liatiny s vysokou presnosťou. V závislosti od konštrukcie rozvodu môže byť vačkový hriadeľ inštalovaný v hlave valcov alebo v kľukovej skrini (v súčasnosti sa toto usporiadanie nepoužíva). Toto je hlavná časť zodpovedná za postupné otváranie a zatváranie ventilov.

Hriadeľ má ložiskové čapy a vačky, ktoré tlačia driek ventilu alebo vahadlo. Tvar vačky má presne definovanú geometriu, pretože od toho závisí trvanie a stupeň otvorenia ventilu. Okrem toho sú vačky navrhnuté v rôznych smeroch, aby sa zabezpečila striedavá činnosť valcov.

• Привод. Krútiaci moment z kľukového hriadeľa sa prenáša cez pohon na vačkový hriadeľ. Pohon sa líši v závislosti od konštrukčného riešenia. Ozubené koleso kľukového hriadeľa je polovičné ako ozubené koleso vačkového hriadeľa. Kľukový hriadeľ sa teda otáča dvakrát rýchlejšie. V závislosti od typu pohonu zahŕňa:

1. reťaz alebo pás;
2. hriadeľové prevody;
3. napínač (napínací valec);
4. tlmič a topánka.

• Nasávacie a výfukové ventily. Sú umiestnené na hlave valca a sú to tyče s plochou hlavou na jednom konci, ktoré sa nazývajú tanier. Vstupné a výstupné ventily sa líšia dizajnom. Vstup je vyrobený z jedného kusu. Má tiež väčší tanier na lepšie naplnenie valca čerstvou náplňou. Výstup je zvyčajne vyrobený zo žiaruvzdornej ocele a má dutý driek pre lepšie chladenie, pretože je počas prevádzky vystavený vyšším teplotám. Vo vnútri dutiny je sodíkové plnivo, ktoré sa ľahko roztaví a odoberie časť tepla z platne do tyče.

Hlavy ventilov sú skosené, aby sa zabezpečilo tesnejšie uloženie v otvoroch v hlave valcov. Toto miesto sa nazýva sedlo. Okrem samotných ventilov sú v mechanizme k dispozícii ďalšie prvky na zabezpečenie ich správnej činnosti:

1. pružiny. Po stlačení vráťte ventily do pôvodnej polohy.
2. Tesnenia drieku ventilov. Ide o špeciálne tesnenia, ktoré zabraňujú vniknutiu oleja do spaľovacej komory pozdĺž drieku ventilu.
3. Vodiace puzdro. Inštaluje sa do krytu hlavy valcov a poskytuje presný pohyb ventilu.
4. Sucháre. S ich pomocou je k drieku ventilu pripevnená pružina.

• Tlačidlá. Prostredníctvom tlačných prvkov sa sila prenáša z vačkového hriadeľa na tyč. Vyrobené z vysoko pevnej ocele. Sú rôznych typov:

1. mechanické - okuliare;
2. valček;
3. hydraulické kompenzátory.

Tepelná medzera medzi mechanickými zdvihátkami a vačkami vačkového hriadeľa sa nastavuje manuálne. Hydraulické kompenzátory alebo hydraulické zdvíhadlá automaticky udržujú požadovanú vôľu a nevyžadujú nastavenie.

• Vahadlo alebo páky. Jednoduché vahadlo je dvojramenná páka, ktorá vykonáva kývavé pohyby. V rôznych usporiadaniach môžu vahadlá fungovať odlišne.
• Systémy variabilného časovania ventilov. Tieto systémy nie sú nainštalované na všetkých motoroch. Viac podrobností o zariadení a princípe fungovania CVVT nájdete v samostatnom článku na našej webovej stránke.

Popis načasovania

Činnosť mechanizmu distribúcie plynu je ťažké posudzovať oddelene od pracovného cyklu motora. Jeho hlavnou úlohou je otvárať a zatvárať ventily včas počas určitého časového obdobia. Preto sa pri sacom zdvihu otvára sanie a pri výfukovom zdvihu sa otvára výfuk. To znamená, že mechanizmus musí v skutočnosti implementovať vypočítané časovanie ventilov.

Technicky to ide takto:

1. Kľukový hriadeľ prenáša krútiaci moment cez pohon na vačkový hriadeľ.
2. Vačka vačkového hriadeľa tlačí na posúvač alebo vahadlo.
3. Ventil sa pohybuje vo vnútri spaľovacej komory a umožňuje prístup k čerstvej náplni alebo výfukovým plynom.
4. Keď vačka prejde aktívnou fázou pôsobenia, ventil sa pôsobením pružiny vráti na svoje miesto.

Treba tiež poznamenať, že pre celý cyklus robí vačkový hriadeľ 2 otáčky, pričom striedavo otvára ventily na každom valci v závislosti od poradia, v ktorom pracujú. To znamená, že napríklad pri prevádzkovej schéme 1-3-4-2 sa súčasne otvoria sacie ventily na prvom valci a výfukové ventily na štvrtom. V druhom a treťom ventile budú uzavreté.

Typy mechanizmu distribúcie plynu

Motory môžu mať rôzne schémy časovania. Zvážte nasledujúcu klasifikáciu.

Podľa polohy vačkového hriadeľa

Existujú dva typy polohy vačkového hriadeľa:

• dno;
• top.

V dolnej polohe je vačkový hriadeľ umiestnený na bloku valcov vedľa kľukového hriadeľa. Náraz z vačiek cez tlačníky sa prenáša na vahadlá pomocou špeciálnych tyčí. Sú to dlhé tyče, ktoré spájajú tlačné tyče v spodnej časti s vahadlami v hornej časti. Nižšie umiestnenie sa nepovažuje za najúspešnejšie, ale má svoje výhody. Najmä spoľahlivejšie spojenie medzi vačkovým hriadeľom a kľukovým hriadeľom. Tento typ zariadenia sa v moderných motoroch nepoužíva.

V hornej polohe je vačkový hriadeľ v hlave valcov, tesne nad ventilmi. V tejto polohe je možné implementovať niekoľko možností ovplyvňovania ventilov: pomocou kolískových posúvačov alebo pák. Tento dizajn je jednoduchší, spoľahlivejší a kompaktnejší. Horná poloha vačkového hriadeľa sa stala bežnejšou.

Podľa počtu vačkových hriadeľov

Radové motory môžu byť vybavené jedným alebo dvoma vačkovými hriadeľmi. Motory s jedným vačkovým hriadeľom sú označené skratkou SOHC(Jeden horný vačkový hriadeľ) a s dvoma - DOHC(Dvojitý horný vačkový hriadeľ). Jeden hriadeľ je zodpovedný za otváranie sacích ventilov a druhý za výfuk. V-motory používajú štyri vačkové hriadele, dva pre každú skupinu valcov.

Podľa počtu ventilov

Tvar vačkového hriadeľa a počet vačiek bude závisieť od počtu ventilov na valec. Môžu existovať dva, tri, štyri alebo päť ventilov.

Najjednoduchšia možnosť je s dvoma ventilmi: jedným pre nasávanie, druhý pre výfuk. Trojventilový motor má dva sacie a jeden výfukový ventil. Vo verzii so štyrmi ventilmi: dvoma sacími a dvoma výfukovými. Päť ventilov: tri pre nasávanie a dva pre výfuk. Čím viac sacích ventilov, tým viac zmesi vzduchu a paliva vstupuje do spaľovacej komory. V súlade s tým sa zvyšuje výkon a dynamika motora. Vyrobiť viac ako päť nedovolí veľkosť spaľovacej komory a tvar vačkového hriadeľa. Najčastejšie sa používajú štyri ventily na valec.

Podľa typu pohonu

Existujú tri typy pohonov vačkových hriadeľov:

1. Výbava. Táto možnosť pohonu je možná len vtedy, ak je vačkový hriadeľ v spodnej polohe bloku valcov. Kľukový hriadeľ a vačkový hriadeľ sú poháňané ozubenými kolesami. Hlavnou výhodou takejto jednotky je spoľahlivosť. Keď je vačkový hriadeľ v hlave valcov v hornej polohe, používa sa reťazový aj remeňový pohon.
2. Reťaz. Tento pohon sa považuje za spoľahlivejší. Ale použitie reťaze si vyžaduje špeciálne podmienky. Na tlmenie vibrácií sú nainštalované tlmiče a napnutie reťaze je regulované napínačmi. V závislosti od počtu hriadeľov je možné použiť niekoľko reťazí.
   

   Reťazový zdroj vystačí v priemere na 150 - 200 tisíc kilometrov.

   Za hlavný problém reťazového pohonu sa považuje porucha napínačov, tlmičov alebo pretrhnutie samotnej reťaze. Pri nedostatočnom napnutí môže reťaz počas prevádzky skĺznuť medzi zuby, čo vedie k narušeniu časovania ventilu.

   Pomáha automaticky nastaviť napnutie reťaze hydraulické napínače. Ide o piesty, ktoré tlačia na topánku tzv. Topánka je pripevnená priamo na reťaz. Jedná sa o kus so špeciálnym povlakom, zakrivený do oblúka. Vo vnútri hydraulického napínača je piest, pružina a pracovná dutina pre olej. Olej vstupuje do napínača a tlačí valec na správnu úroveň. Ventil uzatvára olejový priechod a piest neustále udržuje správne napnutie reťaze.Na podobnom princípe fungujú aj hydraulické kompenzátory v rozvodovom remene. Vedenie reťaze absorbuje zvyškové vibrácie, ktoré neboli tlmené topánkou. To zaručuje dokonalý a presný chod reťazového pohonu.

   Najväčší problém môže pochádzať z otvoreného okruhu.

   Vačkový hriadeľ sa prestane otáčať, ale kľukový hriadeľ sa ďalej otáča a pohybuje piestami. Spodky piestov dosahujú k kotúčom ventilov, čo spôsobuje ich deformáciu. V najťažších prípadoch môže dôjsť aj k poškodeniu bloku valcov. Aby sa to nestalo, niekedy sa používajú dvojradové reťaze. Ak sa jeden pokazí, druhý pokračuje v práci. Vodič bude môcť situáciu napraviť bez následkov.

3. pás.Remeňový pohon na rozdiel od reťazového pohonu nevyžaduje mazanie.
   

   Zdroj pásu je tiež obmedzený a má priemer 60 - 80 XNUMX kilometrov.

   Pre lepšiu priľnavosť a spoľahlivosť sa používajú ozubené remene. Tento je jednoduchší. Pretrhnutý remeň pri bežiacom motore bude mať rovnaké následky ako pretrhnutá reťaz. Hlavnými výhodami remeňového pohonu sú jednoduchá obsluha a výmena, nízka cena a tichý chod.

Činnosť motora, jeho dynamika a výkon závisia od správneho fungovania celého mechanizmu distribúcie plynu. Čím väčší je počet a objem valcov, tým zložitejšie bude synchronizačné zariadenie. Je dôležité, aby každý vodič porozumel štruktúre mechanizmu, aby si včas všimol poruchu.