Što su vremenski raspored ventila i kako oni rade

Dizajn četverotaktnog motora, koji djeluje na principu oslobađanja energije tijekom izgaranja 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 zasebni članak... Sada ćemo se usredotočiti na ono što je razvod 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 s unutarnjim izgaranjem ugrađen je lanac umjesto gumiranog remena) spojena je na bregasto vratilo. Kad vozač pokrene motor, starter pokreće zamašnjak. Obje se osovine počinju vrtjeti sinkrono, ali različitim brzinama (u osnovi, u jednom okretu bregastog vratila, radilica napravi dva okretaja).

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

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

Utjecaj vremena ventila na rad motora

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

Ako se usisni ventil počne otvarati u drugom trenutku kada klip izvrši 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 izgaranja sa zatvorenim ventilom stvorit će otpor klipu koji je počeo rasti. Ovo je dodatno opterećenje mehanizma ručice, koje može oštetiti neke njegove dijelove.

Za adekvatan rad pogonske jedinice potreban je drugačiji vremenski raspored ventila. Za jedan način rada potrebno je da se ventili otvaraju ranije i zatvaraju kasnije, a za druge obrnuto. Parametar preklapanja također je 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 učinkovitost bilo u sportskom načinu rada ili uz izmjerenu vožnju pri malim okretajima.

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

Evo kako treba odrediti vrijeme u 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 nema istodobnog otvorenog stanja (oba ventila neće biti istodobno otvorena). Kada je rotacija radilice malo važna, kada se faze preklapaju, ispušni plinovi mogu ući u usisni razvodnik, a određena zapremina VTS-a može ući u ispuh.
2. Najsnažniji način rada - zahtijeva široke faze. Ovo je način u kojem, zbog velike brzine, ventili imaju kraći otvoreni položaj. To dovodi do činjenice da se tijekom sportske vožnje punjenje i provjetravanje cilindara izvodi loše. Da bi se situacija popravila, vrijeme mijenjanja 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 sustavi omogućuju da motor bude što svestraniji za različite stilove vožnje. Zahvaljujući ovom razvoju jedinica pruža širok raspon mogućnosti:

• Pri malim okretajima motor bi trebao biti žilav;
• Kad se okreti povećaju, ne bi trebao izgubiti snagu;
• Bez obzira na način rada motora s unutarnjim izgaranjem, ekonomičnost goriva, a time i ekološka prihvatljivost prijevoza, trebala bi imati najvišu moguću razinu za pojedinu jedinicu.

Svi se ovi parametri mogu mijenjati promjenom dizajna bregastih osovina. Međutim, u ovom će slučaju učinkovitost motora 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 tijekom rada pogonske jedinice nije nova. Ta se ideja povremeno pojavljivala u svijesti inženjera koji su još uvijek razvijali parne strojeve.

Dakle, jedan od tih događaja nazvan je Stevensonov zupčanik. Mehanizam je promijenio vrijeme ulaska pare u radni cilindar. Režim je nazvan "rez parom". Kada se mehanizam aktivirao, tlak je preusmjeren ovisno o dizajnu vozila. Iz tog razloga, osim dima, stare parne lokomotive ispuštale su i pahulje kad je vlak stajao.

Posao na promjeni vremena razvoda ventila izveden je i s zrakoplovnim jedinicama. Dakle, eksperimentalni model motora V-8 tvrtke Clerget-Blin snage 200 konjskih snaga mogao bi promijeniti ovaj parametar zbog činjenice da je dizajn mehanizma uključivao 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 poletjeti avion 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 stoljeća. 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. Kako 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 tvrtki Vauxhall. Stvorio je motor u koji je u mehanizam za raspodjelu plina ugrađena posebna bregasta osovina. Određeni broj njegovih kamera imao je nekoliko setova profila.

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

Porsche je također bio uključen u sličnu ideju. Godine 1959. patent je objavljen za "oscilirajuće bregaste osovine" bregastog vratila. Taj je razvoj trebao promijeniti podizanje ventila, a ujedno i vrijeme otvaranja. Razvoj je ostao u fazi projekta.

Prvi radni mehanizam za upravljanje razvodnim ventilom koji je radio, 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. Model Spider iz 1980. dobio je elektronički mehanizam koji mijenja faze ovisno o načinima rada motora s unutarnjim izgaranjem.

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 je ugrađena na pogon razvodnog mehanizma (fazni mjenjač). Upravljanje se provodi zahvaljujući hidrauličkom učinku na izvršni mehanizam, a upravljanje provodi elektronika. Kada motor radi u praznom hodu, bregasto vratilo je u izvornom položaju. Čim se okretaji povećaju, elektronika reagira na ovaj parametar i aktivira hidrauliku koja malo okreće bregastu osovinu u odnosu na početni položaj. Zahvaljujući tome, ventili se otvaraju malo ranije, što omogućuje 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 brijegovima jedinica može učiniti učinkovitiji rad pri većim okretajima u minuti. Međutim, takvu nadogradnju mora izvesti upućeni mehaničar, što dovodi do velikog otpada. U motorima s VVTL-i sustavom bregaste osovine imaju nekoliko setova brega s različitim profilima. Kada motor s unutarnjim izgaranjem radi u praznom hodu, standardni elementi izvršavaju svoju funkciju. Čim se broj okretaja radilice pomakne iznad oznake od 6 tisuća, bregasto vratilo se lagano pomiče, zbog čega u rad stupa još jedan set bregastog vratila. Sličan se postupak događa kada se motor zavrti do 8.5 tisuća, a treći set brijegova počne raditi, što faze čini još širima.
3. Promjena visine otvaranja ventila. Ovaj razvoj omogućuje vam istodobnu promjenu načina rada vremena, kao i isključivanje prigušnog ventila. U takvim mehanizmima pritiskom na papučicu gasa aktivira se mehanički uređaj koji utječe na silu otvaranja usisnih ventila. Ovaj sustav 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. Visina dizanja može biti približno idealna, a vrijeme otvaranja može biti šire nego u prethodnim verzijama. Takav razvoj događaja, radi uštede goriva, može čak i isključiti neke cilindre (neke ventile ne otvarati). Ovi motori aktiviraju sustav kad se automobil zaustavi, ali motor s unutarnjim izgaranjem ne treba gasiti (na primjer, na semaforu) ili kada vozač usporava automobil motorom s unutarnjim izgaranjem.

Zašto mijenjati vrijeme ventila

Korištenje mehanizama koji mijenjaju razmak ventila omogućuje:

• Učinkovitije je koristiti resurs pogonske jedinice u različitim načinima rada;
• Povećajte snagu bez potrebe za instaliranjem prilagođene bregaste osovine;
• Učinite vozilo ekonomičnijim;
• Osigurati učinkovito punjenje i provjetravanje cilindara pri velikim brzinama;
• Povećajte ekološku prihvatljivost prijevoza zbog učinkovitijeg izgaranja smjese zrak-gorivo.

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

Neki vozači koriste sustave promjenjivog vremena upravljanja ventilom kako bi povećali snagu automobila. Međutim, uz pomoć modificiranog razvodnog remena nemoguće je istisnuti maksimum iz jedinice. Pročitajte o ostalim mogućnostima здесь.

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

Promjenjivi sustav razvodnog ventila na primjeru CVVT

Pitanja i odgovori:

Koje je vrijeme ventila? To je trenutak kada se ventil (ulazni ili izlazni) otvara/zatvara. Ovaj izraz se izražava u stupnjevima rotacije radilice motora.

ЧŠto utječe na vrijeme 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 učinkovito punjenje, izgaranje i čišćenje u cilindrima odvijaju u određenom rasponu okretaja. Omogućuje vam da ispravno odaberete vrijeme ventila.