Шта су временски распоред вентила и како они раде

Дизајн четворотактног мотора, који делује на принципу ослобађања енергије током сагоревања смеше горива и горива, укључује један важан механизам, без којег јединица не може да функционише. Ово је временски механизам или механизам за дистрибуцију гаса.

У већини стандардних мотора уграђен је у главу мотора. Више детаља о структури механизма описано је у посебан чланак... Сада ћемо се фокусирати на то какав је временски распоред вентила, као и на то како његов рад утиче на индикаторе снаге мотора и његову ефикасност.

Шта је подешавање времена вентила мотора

Укратко о самом временском механизму. Радилица помоћу ременског погона (у многим модерним моторима са унутрашњим сагоревањем уместо гумираног ремена уграђен је ланац) брегасто вратило. Када возач покрене мотор, стартер окреће замајац. Обе осовине почињу да се ротирају синхроно, али при различитим брзинама (у основи, у једном обртају брегастог вратила, радилица извршава два обртаја).

На брегастом вратилу налазе се посебни брегови у облику капљице. Како се конструкција окреће, брег се потискује према опружном стаблу вентила. Вентил се отвара, омогућавајући смеши горива и ваздуха да уђе у цилиндар или издувни гас у издувни колектор.

Фаза дистрибуције гаса је управо тренутак када вентил почиње да отвара улаз / излаз пре тренутка када се потпуно затвори. Сваки инжењер који ради на развоју погонске јединице израчунава висину отварања вентила, као и колико дуго ће остати отворен.

Утицај времена управљања вентила на рад мотора

У зависности од режима рада мотора, дистрибуција гаса треба да започне раније или касније. Ово утиче на ефикасност јединице, њену економичност и максимални обртни моменат. То је зато што је правовремено отварање / затварање усисног и издувног колектора кључно за искоришћавање енергије која се ослобађа током сагоревања ХВАЦ-а.

Ако усисни вентил почне да се отвара у другом тренутку када клип изводи усисни ход, тада ће доћи до неравномерног пуњења шупљине цилиндра свежим делом ваздуха и гориво ће се мешати горе, што ће довести до непотпуног сагоревања смеше.

Што се тиче издувног вентила, он би такође требало да се отвори не пре него што клип досегне доњу мртву тачку, али најкасније након што покрене ход према горе. У првом случају, компресија ће пасти, а са њом ће и мотор изгубити снагу. У другом, производи сагоревања са затвореним вентилом створиће отпор клипу који је почео да расте. Ово је додатно оптерећење радилице, које може оштетити неке од његових делова.

За адекватан рад погонске јединице потребан је другачији распоред вентила. За један режим је неопходно да се вентили отварају раније и затварају касније, а за друге обрнуто. Параметар преклапања је такође од велике важности - да ли ће се оба вентила отворити истовремено.

Већина стандардних мотора има одређено време. Такав мотор, у зависности од врсте брегастог вратила, имаће максималну ефикасност било у спортском режиму било при измереној вожњи при малим брзинама.

Данас су многи аутомобили средњег и премиум сегмента опремљени моторима, чији систем за дистрибуцију гаса може променити неке параметре отварања вентила, због чега се висококвалитетно пуњење и вентилација цилиндара јавља при различитим брзинама радилице.

Ево како треба извршити мерење времена при различитим брзинама мотора:

1. У празном ходу су потребне такозване уске фазе. То значи да вентили почињу да се отварају касније, а време њиховог затварања је, напротив, рано. У овом режиму не постоји истовремено отворено стање (оба вентила неће бити отворена истовремено). Када је ротација радилице од малог значаја, када се фазе преклапају, издувни гасови могу ући у усисни колектор, а одређена запремина ВТС-а у издувни гас.
2. Најмоћнији режим - захтевају широке фазе. Ово је режим у којем, због велике брзине, вентили имају краћи отворени положај. То доводи до чињенице да се током спортске вожње пуњење и проветравање цилиндара врши лоше. Да би се поправила ситуација, мора се променити временско подешавање вентила, односно вентили се морају отворити раније и њихово трајање у овом положају мора се повећати.

Приликом израде дизајна мотора са променљивим временом вентила, инжењери узимају у обзир зависност момента отварања вентила од брзине радилице. Ови софистицирани системи омогућавају мотору да буде што више свестран за различите стилове вожње. Захваљујући овом развоју, јединица показује широк спектар могућности:

• При ниским обртајима мотор треба да буде жилав;
• Када се обртаји повећају, не би требало да губе снагу;
• Без обзира на начин рада мотора са унутрашњим сагоревањем, економичност горива, а тиме и еколошка прихватљивост транспорта, требало би да имају највиши могући ниво за одређену јединицу.

Сви ови параметри могу се променити променом дизајна брегастих осовина. Међутим, у овом случају, ефикасност мотора ће имати ограничење само у једном режиму. Шта кажете на то да мотор може сам да промени профил у зависности од броја обртаја радилице?

Променљиво подешавање времена вентила

Сама идеја промене времена отварања вентила током рада погонске јединице није нова. Ова идеја се периодично појављивала у главама инжењера који су још увек развијали парне машине.

Дакле, један од ових догађаја назван је Стевенсонова опрема. Механизам је променио време уласка паре у радни цилиндар. Режим је назван „парни рез“. Када се механизам активирао, притисак је био преусмерен у зависности од дизајна возила. Из тог разлога, осим дима, старе парне локомотиве испуштале су и димове паре кад је воз стајао.

Рад са променом времена подешавања вентила вршен је и са авионским јединицама. Дакле, експериментални модел мотора В-8 компаније Цлергет-Блин са капацитетом од 200 коњских снага могао би да промени овај параметар због чињенице да је дизајн механизма укључивао клизну брегасту осовину.

А на мотору Лицоминг КСР-7755 уграђене су брегасте осовине, у којима су постојале две различите гребене за сваки вентил. Уређај је имао механички погон, а активирао га је сам пилот. Могао је да изабере једну од две опције у зависности од тога да ли треба да узме авион у небо, да се склони од потере или да једноставно лети економично.

Што се тиче аутомобилске индустрије, инжењери су почели да размишљају о примени ове идеје још 20-их година прошлог века. Разлог је била појава брзих мотора који су уграђивани на спортске аутомобиле. Повећање снаге у таквим јединицама имало је одређену границу, мада би се јединица могла и више одмотати. Да би возило имало већу снагу, у почетку је само повећана запремина мотора.

Први који је увео променљиво подешавање времена вентила био је Лавренце Померои, који је радио као главни дизајнер у ауто компанији Ваукхалл. Створио је мотор у који је у механизам за расподелу гаса уграђена посебна брегаста осовина. Бројни његови камери имали су неколико сетова профила.

4.4-литарски Х-тип, у зависности од брзине радилице и оптерећења коју је доживео, могао је да помера брегасту осовину дуж уздужне осе. Због тога су промењени време и висина вентила. Будући да је овај део имао ограничења у кретању, контрола фазе такође је имала своја ограничења.

Порсцхе је такође био укључен у сличну идеју. Године 1959. појавио се патент за „осцилирајуће брегасте осовине“ брегастог вратила. Овај развој је требало да промени подизање вентила, а истовремено и време отварања. Развој је остао у фази пројекта.

Први радни механизам за управљање временским размаком вентила развио је Фиат. Проналазак је развио Гиованни Торазза крајем 60 -их. Механизам је користио хидрауличне потиске, који су променили тачку закретања славине вентила. Уређај је радио у зависности од броја обртаја мотора и притиска у усисном разводнику.

Међутим, први серијски аутомобил са променљивим фазама ГР био је из Алфа Ромеа. Спидер модел из 1980. добио је електронски механизам који мења фазе у зависности од режима рада мотора са унутрашњим сагоревањем.

Начини промене трајања и ширине развода вентила

Данас постоји неколико врста механизама који мењају тренутак, време и висину отварања вентила:

1. У свом најједноставнијем дизајну, то је посебна квачила која је уграђена на погон разводног механизма (фазни мењач). Управљање се врши захваљујући хидрауличком ефекту на извршни механизам, а управљање врши електроника. Када мотор ради у празном ходу, брегасто вратило је у првобитном положају. Чим се окрети повећају, електроника реагује на овај параметар и активира хидраулику, која мало ротира брегасто вратило у односу на почетни положај. Захваљујући томе, вентили се отварају мало раније, што омогућава брзо пуњење цилиндара свежим делом БТЦ-а.
2. Промена профила гребена. Ово је развој догађаја који возачи користе већ дуже време. Уградњом брегастог вратила са нестандардним бријеговима можете постићи ефикаснији рад јединице при већим обртајима. Међутим, такве надоградње мора обавити стручни механичар, што доводи до великог отпада. У моторима са системом ВВТЛ-и, брегасте осовине имају неколико сетова брегастог профила са различитим профилима. Када мотор са унутрашњим сагоревањем ради у празном ходу, стандардни елементи обављају своју функцију. Чим се број окретаја радилице помакне преко ознаке од 6 хиљада, брегасто вратило се лагано помиче, због чега почиње да ради други сет гребена. Сличан процес се дешава када се мотор заврти до 8.5 хиљада, а трећи сет бријегова почне да ради, што фазе чини још ширим.
3. Промена висине отварања вентила. Овај развој вам омогућава да истовремено промените режим рада времена, као и да искључите пригушни вентил. У таквим механизмима притиском на папучицу гаса активира се механички уређај који утиче на силу отварања усисних вентила. Овај систем смањује потрошњу горива за око 15 процената и повећава снагу јединице за исту количину. У савременијим моторима се не користи механички, већ електромагнетни аналог. Предност друге опције је што је електроника у стању да ефикасније и глатко мења начине отварања вентила. Висина дизања може бити приближно идеална, а време отварања може бити дуже него код претходних верзија. Такав развој догађаја ради уштеде горива може чак и искључити неке цилиндре (неке вентиле не отварати). Ови мотори активирају систем када се аутомобил заустави, али мотор са унутрашњим сагоревањем не треба искључити (на пример, на семафору) или када возач успори аутомобил мотором са унутрашњим сагоревањем.

Зашто мењати развод вентила

Коришћење механизама који мењају регулацију времена вентила омогућавају:

• Ефикасније је користити ресурс погонске јединице у различитим режимима њеног рада;
• Повећајте снагу без потребе да инсталирате прилагођену брегасту осовину;
• Учините возило економичнијим;
• Обезбедити ефикасно пуњење и проветравање боца при великим брзинама;
• Повећајте еколошку прихватљивост транспорта захваљујући ефикаснијем сагоревању смеше ваздух-гориво.

Будући да различити режими рада мотора са унутрашњим сагоревањем захтевају сопствене параметре времена вентила, користећи механизме за промену ФГР, машина може одговарати идеалним параметрима снаге, обртног момента, еколошке прихватљивости и економичности. Једини проблем који до сада ниједан произвођач не може решити је висока цена уређаја. У поређењу са стандардним мотором, аналог опремљен сличним механизмом коштаће скоро двоструко више.

Неки аутомобилисти користе променљиве системе развода времена да би повећали снагу аутомобила. Међутим, уз помоћ модификованог разводног каиша немогуће је истиснути максимум из јединице. Прочитајте о другим могућностима овде.

У закључку нудимо малу визуелну помоћ о раду променљивог система управљања временом вентила:

Систем променљивог временског подешавања вентила на примеру ЦВВТ

Питања и одговори:

Шта је време вентила? Ово је тренутак када се вентил (улазни или излазни) отвара / затвара. Овај израз се изражава у степенима ротације радилице мотора.

ЧШта утиче на тајминг вентила? На временско подешавање вентила утиче начин рада мотора. Ако нема фазног померача у времену, онда се максимални ефекат постиже само у одређеном опсегу обртаја мотора.

За шта је временски дијаграм вентила? Овај дијаграм показује колико се ефикасно пуњење, сагоревање и чишћење у цилиндрима одвијају на одређеном опсегу обртаја. Омогућава вам да правилно изаберете време вентила.