Što su vremenski razredi ventila i kako rade

Dizajn četverotaktnog motora, koji radi na principu oslobađanja energije tokom sagorijevanja smjese goriva i goriva, uključuje jedan važan mehanizam, bez kojeg jedinica ne može funkcionirati. Ovo je vremenski mehanizam ili mehanizam za distribuciju plina.

U većini standardnih motora ugrađuje se u glavu motora. Više detalja o strukturi mehanizma opisano je u poseban članak... Sada ćemo se usredotočiti na to kakvo je upravljanje vremenom ventila, kao i na to kako njegov rad utječe na pokazatelje snage motora i njegovu učinkovitost.

Što je razvod ventila motora

Ukratko o samom vremenskom mehanizmu. Radilica pomoću remenskog pogona (u mnogim modernim motorima sa unutrašnjim sagorijevanjem umjesto gumiranog remena ugrađuje se lanac) bregasto vratilo. Kad vozač pokrene motor, starter okreće zamašnjak. Obje osovine počinju se sinhrono okretati, ali različitim brzinama (u osnovi radilica radi dva okretaja po okretu bregastog vratila).

Na bregastoj osovini nalaze se posebne grebene u obliku kapljice. Kako se struktura okreće, brijeg se potiskuje prema opružnom stablu ventila. Ventil se otvara, omogućavajući smjesi zraka i goriva da uđe u cilindar ili ispuh u ispušni razvodnik.

Faza distribucije plina je upravo trenutak kada ventil počinje otvarati ulaz / izlaz prije trenutka kada je potpuno zatvoren. Svaki inženjer koji radi na razvoju pogonske jedinice izračunava visinu otvaranja ventila, kao i koliko dugo će ostati otvoren.

Utjecaj vremenskog raspona ventila na rad motora

Ovisno o načinu rada motora, distribucija plina trebala bi započeti ranije ili kasnije. To utječe na učinkovitost jedinice, njenu ekonomičnost i maksimalni obrtni moment. To je zato što je pravovremeno otvaranje / zatvaranje usisnog i ispušnog razvodnika ključno za iskorištavanje energije oslobođene tijekom sagorijevanja HVAC-a.

Ako se usisni ventil počne otvarati u drugom trenutku kada klip izvodi usisni hod, tada će doći do neravnomjernog punjenja šupljine cilindra svježim dijelom zraka i gorivo će se gore miješati, što će dovesti do nepotpunog izgaranja smjese.

Što se tiče ispušnog ventila, on bi se također trebao otvoriti ne prije nego što klip dosegne donju mrtvu točku, ali najkasnije nakon što započne svoj hod prema gore. U prvom slučaju, kompresija će pasti, a s tim će i motor izgubiti snagu. U drugom, proizvodi sagorijevanja sa zatvorenim ventilom stvorit će otpor klipu koji je počeo rasti. Ovo je dodatno opterećenje radilice, koje može oštetiti neke njegove dijelove.

Za adekvatan rad pogonske jedinice potreban je drugačiji raspored vremena ventila. Za jedan način rada neophodno je da se ventili otvaraju ranije i zatvaraju kasnije, a za druge obrnuto. Parametar preklapanja je također od velike važnosti - hoće li se oba ventila otvoriti istovremeno.

Većina standardnih motora ima određeno vrijeme. Takav motor, ovisno o vrsti bregastog vratila, imat će maksimalnu efikasnost bilo u sportskom načinu rada ili uz izmjerenu vožnju pri malim okretajima.

Danas su mnogi automobili srednjeg i premium segmenta opremljeni motorima, čiji sistem za distribuciju plina može promijeniti neke parametre otvaranja ventila, zbog čega se visokokvalitetno punjenje i ventilacija cilindara odvija pri različitim brzinama radilice.

Evo kako bi trebalo izvršiti mjerenje vremena pri različitim brzinama motora:

1. U praznom hodu potrebne su takozvane uske faze. To znači da se ventili počinju otvarati kasnije, a vrijeme njihovog zatvaranja je, naprotiv, rano. U ovom načinu rada ne postoji istovremeno otvoreno stanje (oba ventila neće biti otvorena istovremeno). Kada je rotacija radilice od malog značaja, kada se faze preklapaju, ispušni plinovi mogu ući u usisni razvodnik, a neka količina VTS-a može ući u ispuh.
2. Najsnažniji način rada - zahtijeva široke faze. Ovo je način u kojem ventili imaju kraći otvoreni položaj zbog velike brzine. To dovodi do činjenice da se tokom sportske vožnje punjenje i ventilacija cilindara loše obavljaju. Da bi se situacija popravila, vrijeme ventila mora se promijeniti, odnosno ventili se moraju otvoriti ranije i njihovo trajanje u ovom položaju mora se povećati.

Prilikom izrade dizajna motora s promjenjivim vremenom regulacije ventila, inženjeri uzimaju u obzir ovisnost momenta otvaranja ventila o brzini radilice. Ovi sofisticirani sistemi omogućavaju motoru da bude što više svestran za različite stilove vožnje. Zahvaljujući ovom razvoju, jedinica pokazuje širok spektar mogućnosti:

• Pri malim okretajima motor bi trebao biti žilav;
• Kada se okretaji povećaju, ne bi trebalo gubiti snagu;
• Bez obzira na način rada motora sa unutrašnjim sagorijevanjem, ekonomičnost goriva, a time i ekološka prihvatljivost transporta, trebala bi imati najviši mogući nivo za određenu jedinicu.

Svi ovi parametri mogu se mijenjati promjenom dizajna bregastih osovina. Međutim, u ovom slučaju, učinkovitost motora će imati ograničenje samo u jednom načinu rada. Što kažete na to da motor može sam promijeniti profil, ovisno o broju okretaja radilice?

Promjenjivo vrijeme ventila

Sama ideja promjene vremena otvaranja ventila tokom rada pogonske jedinice nije nova. Ova ideja se povremeno pojavljivala u glavama inženjera koji su još uvijek razvijali parne strojeve.

Dakle, jedan od ovih događaja nazvan je Stevensonova oprema. Mehanizam je promijenio vrijeme ulaska pare u radni cilindar. Režim je nazvan "isključenje pare". Kada se mehanizam aktivirao, pritisak se preusmjerio ovisno o dizajnu vozila. Iz tog razloga, osim dima, stare parne lokomotive ispuštale su i pahulje kad je voz stajao.

Posao na promjeni vremena upravljanja ventilom izveden je i sa avionskim jedinicama. Dakle, eksperimentalni model motora V-8 kompanije Clerget-Blin snage 200 konjskih snaga mogao bi promijeniti ovaj parametar zbog činjenice da je dizajn mehanizma sadržavao kliznu bregastu osovinu.

A na motor Lycoming XR-7755 ugrađene su bregaste osovine u kojima su postojale dvije različite grebene za svaki ventil. Uređaj je imao mehanički pogon, a aktivirao ga je sam pilot. Mogao je odabrati jednu od dvije mogućnosti, ovisno o tome treba li avionom poletjeti u nebo, pobjeći od potjere ili jednostavno letjeti ekonomično.

Što se tiče automobilske industrije, inženjeri su počeli razmišljati o primjeni ove ideje još 20-ih godina prošlog vijeka. Razlog je bila pojava brzih motora koji su ugrađivani na sportske automobile. Povećanje snage u takvim jedinicama imalo je određenu granicu, iako bi se jedinica mogla još više odmotati. Da bi vozilo imalo veću snagu, isprva je samo povećana zapremina motora.

Prvi koji je uveo promjenjivo vrijeme ventila bio je Lawrence Pomeroy, koji je radio kao glavni dizajner u auto kompaniji Vauxhall. Stvorio je motor u koji je u mehanizam za distribuciju plina ugrađena posebna bregasta osovina. Brojni njegovi kameri imali su nekoliko setova profila.

4.4-litarski H-Type, ovisno o brzini radilice i opterećenju koji je doživio, mogao je pomicati bregastu osovinu duž uzdužne osi. Zbog toga su promijenjeni vrijeme i visina ventila. Budući da je ovaj dio imao ograničenja u kretanju, i kontrola faze imala je svoja ograničenja.

Porsche je takođe bio uključen u ovu ideju. Godine 1959. pojavio se patent za "oscilirajuće bregaste osovine" bregastog vratila. Ovaj razvoj trebao je promijeniti visinu ventila, a ujedno i vrijeme njihovog otvaranja. Razvoj je ostao u fazi projekta.

Prvi radni mehanizam za upravljanje razvodnim ventilom koji se može izvesti razvio je Fiat. Izum je razvio Giovanni Torazza krajem 60 -ih. Mehanizam je koristio hidraulične potiske, koji su promijenili točku zakretanja slavine ventila. Uređaj je radio ovisno o brzini motora i tlaku u usisnom razvodniku.

Međutim, prvi serijski automobil s promjenjivim fazama GR bio je iz Alfa Romea. Spider model iz 1980. dobio je elektronički mehanizam koji mijenja faze ovisno o načinima rada motora s unutrašnjim sagorijevanjem.

Načini promjene trajanja i širine razvoda vremena ventila

Danas postoji nekoliko vrsta mehanizama koji mijenjaju trenutak, vrijeme i visinu otvaranja ventila:

1. U svom najjednostavnijem obliku, ovo je posebna spojka koja se ugrađuje na pogon razvodnog mehanizma (fazni mjenjač). Upravljanje se vrši zahvaljujući hidrauličkom učinku na izvršni mehanizam, a upravljanje vrši elektronika. Kada motor radi u praznom hodu, bregasto vratilo je u prvobitnom položaju. Čim se okretaji povećaju, elektronika reagira na ovaj parametar i aktivira hidrauliku koja lagano okreće bregastu osovinu u odnosu na početni položaj. Zahvaljujući tome, ventili se otvaraju malo ranije, što omogućava brzo punjenje cilindara svježim dijelom BTC-a.
2. Promjena profila brijega. Ovo je razvoj događaja koji vozači koriste već duže vrijeme. Ugradnjom bregastog vratila s nestandardnim bregastima možete postići efikasniji rad jedinice pri većim okretajima. Međutim, takve nadogradnje mora izvesti stručni mehaničar, što dovodi do puno otpada. U motorima s VVTL-i sustavom bregaste osovine imaju nekoliko setova brega s različitim profilima. Kada motor s unutrašnjim sagorijevanjem radi u praznom hodu, standardni elementi obavljaju svoju funkciju. Čim se broj okretaja radilice pomakne preko granice od 6 tisuća, bregasto vratilo se lagano pomiče, zbog čega počinje raditi drugi set grebena. Sličan proces se događa kada se motor zavrti do 8.5 hiljada, a treći set brijegova počne raditi, što faze čini još širim.
3. Promjena visine otvaranja ventila. Ovaj razvoj vam omogućava istovremeno mijenjanje načina rada vremenskog podešavanja, kao i isključivanje prigušnog ventila. U takvim mehanizmima pritiskom na papučicu gasa aktivira se mehanički uređaj koji utječe na silu otvaranja usisnih ventila. Ovaj sistem smanjuje potrošnju goriva za oko 15 posto i povećava snagu jedinice za istu količinu. U modernijim motorima ne koristi se mehanički, već elektromagnetski analog. Prednost druge opcije je što elektronika može učinkovitije i glatko mijenjati načine otvaranja ventila. Visine dizanja mogu biti približno idealne, a vrijeme otvaranja mogu biti duže nego kod prethodnih verzija. Takav razvoj događaja, radi uštede goriva, može čak i isključiti neke cilindre (neke ventile ne otvarati). Ovi motori aktiviraju sistem kada se automobil zaustavi, ali motor s unutrašnjim sagorijevanjem ne treba gasiti (na primjer, na semaforu) ili kada vozač usporava automobil motorom s unutrašnjim sagorijevanjem.

Zašto mijenjati razvod ventila

Korištenje mehanizama koji mijenjaju razmak ventila omogućava:

• Učinkovitije je koristiti resurs pogonske jedinice u različitim načinima rada;
• Povećajte snagu bez potrebe da instalirate prilagođenu bregastu osovinu;
• Učinite vozilo ekonomičnijim;
• Obezbediti efikasno punjenje i provetravanje boca pri velikim brzinama;
• Povećajte ekološku prihvatljivost transporta zbog efikasnijeg sagorevanja smeše vazduh-gorivo.

Budući da različiti režimi rada motora sa unutrašnjim sagorijevanjem zahtijevaju vlastite parametre razvoda vremena, pomoću mehanizama za promjenu FGR, stroj može odgovarati idealnim parametrima snage, obrtnog momenta, ekološke prihvatljivosti i ekonomičnosti. Jedini problem koji zasad nijedan proizvođač ne može riješiti je visoka cijena uređaja. U usporedbi sa standardnim motorom, analog opremljen sličnim mehanizmom koštat će gotovo dvostruko više.

Neki vozači koriste promenljive sisteme za podešavanje vremena ventila kako bi povećali snagu automobila. Međutim, uz pomoć modificiranog razvodnog remena nemoguće je istisnuti maksimum iz jedinice. Pročitajte o drugim mogućnostima ovdje.

U zaključku nudimo malu vizuelnu pomoć o radu sustava promjenjivog razvoda vremena ventila:

Varijabilni sistem razvoda vremena na primjeru CVVT

Pitanja i odgovori:

Koji je vremenski razvod ventila? To je trenutak kada se ventil (ulazni ili izlazni) otvara/zatvara. Ovaj izraz se izražava u stepenima rotacije radilice motora.

ЧŠta utiče na razvod ventila? Na vrijeme rada ventila utječe način rada motora. Ako nema faznog pomicanja u vremenu, tada se maksimalni učinak postiže samo u određenom rasponu okretaja motora.

Čemu služi vremenski dijagram ventila? Ovaj dijagram pokazuje koliko se efikasno punjenje, sagorevanje i čišćenje u cilindrima odvijaju pri određenom opsegu obrtaja. Omogućava vam da pravilno odaberete vrijeme ventila.