Mehanizam distribucije plina motora, dizajn i princip rada

Mehanizam za distribuciju plina (GRM) je skup dijelova i sklopova koji otvaraju i zatvaraju usisne i ispušne ventile motora u određenom trenutku. Glavni zadatak mehanizma za distribuciju plina je pravovremena opskrba zrakom-gorivom ili gorivom (ovisno o vrsti motora) u komoru za izgaranje i ispuštanje ispušnih plinova. Kako bi se riješio ovaj problem, čitav niz mehanizama radi glatko, od kojih se nekima upravlja elektronički.

Kako je vrijeme

U modernim motorima mehanizam za distribuciju plina nalazi se u glavi cilindra motora. Sastoji se od sljedećih glavnih elemenata:

• Bregasto vratilo. Ovo je proizvod složenog dizajna, izrađen od izdržljivog čelika ili lijevanog željeza visoke preciznosti. Ovisno o dizajnu razvoda, bregasto vratilo može se ugraditi u glavu cilindra ili u kućište radilice (trenutačno se ovaj raspored ne koristi). Ovo je glavni dio odgovoran za sekvencijalno otvaranje i zatvaranje ventila.

Osovina ima ležajne rukavce i ekscentre koji guraju stablo ventila ili klackalicu. Oblik brijega ima strogo definiranu geometriju, jer o tome ovisi trajanje i stupanj otvaranja ventila. Osim toga, bregovi su dizajnirani u različitim smjerovima kako bi se osigurao naizmjenični rad cilindara.

• Pogon. Zakretni moment s koljenastog vratila prenosi se preko pogona na bregasto vratilo. Pogon se razlikuje ovisno o dizajnerskom rješenju. Zupčanik radilice upola je manji od zupčanika bregastog vratila. Dakle, radilica se okreće dvostruko brže. Ovisno o vrsti pogona, uključuje:

1. lanac ili remen;
2. osovinski zupčanici;
3. zatezač (zatezni valjak);
4. prigušnica i cipela.

• Usisni i ispušni ventili. Nalaze se na glavi cilindra i predstavljaju šipke s ravnom glavom na jednom kraju, koje se nazivaju tanjir. Ulazni i izlazni ventili razlikuju se po izvedbi. Ulaz je izrađen u jednom komadu. Također ima veći tanjur za bolje punjenje cilindra svježim punjenjem. Ispust je obično izrađen od čelika otpornog na toplinu i ima šuplju šipku za bolje hlađenje jer je tijekom rada izložen višim temperaturama. Unutar šupljine nalazi se natrijevo punilo koje se lako topi i odvodi dio topline s ploče na šipku.

Glave ventila su zakošene kako bi se osiguralo čvršće prianjanje u rupe u glavi cilindra. Ovo mjesto se zove sedlo. Osim samih ventila, u mehanizmu su predviđeni dodatni elementi koji osiguravaju njihov pravilan rad:

1. Opruge. Vratite ventile u prvobitni položaj nakon pritiskanja.
2. Brtve ventila. To su posebne brtve koje sprječavaju ulazak ulja u komoru za izgaranje duž stabla ventila.
3. Čahura za vođenje. Ugrađen u kućište glave cilindra i osigurava precizno kretanje ventila.
4. dvopek. Uz njihovu pomoć, opruga je pričvršćena na stablo ventila.

• Gurači. Preko potiskivača sila se prenosi s bregaste osovine na polugu. Izrađen od čelika visoke čvrstoće. Ima ih različitih vrsta:

1. mehanička - stakla;
2. valjak;
3. hidraulički kompenzatori.

Toplinski razmak između mehaničkih potiskivača i krakova bregastog vratila podešava se ručno. Hidraulički kompenzatori ili hidraulični podizači automatski održavaju potrebni zazor i ne zahtijevaju podešavanje.

• Klackalica ili poluge. Jednostavna klackalica je dvokraka poluga koja izvodi pokrete ljuljanja. U različitim izgledima, klackalice mogu raditi drugačije.
• Sustavi promjenjivog vremena ventila. Ovi sustavi nisu ugrađeni na sve motore. Više detalja o uređaju i principu rada CVVT-a možete pronaći u zasebnom članku na našoj web stranici.

Opis vremena

Rad mehanizma za distribuciju plina teško je razmatrati odvojeno od radnog ciklusa motora. Njegova glavna zadaća je pravovremeno otvaranje i zatvaranje ventila za određeno vremensko razdoblje. Dakle, na taktu usisa otvara se usis, a na taktu ispuha otvara se ispuh. To jest, u stvari, mehanizam mora implementirati izračunato vrijeme ventila.

Tehnički to ide ovako:

1. Radilica prenosi moment preko pogona na bregasto vratilo.
2. Bregasta osovina pritišće potiskivač ili klackalicu.
3. Ventil se pomiče unutar komore za izgaranje, dopuštajući pristup svježem punjenju ili ispušnom plinu.
4. Nakon što je breg prošao aktivnu fazu djelovanja, ventil se pod djelovanjem opruge vraća na svoje mjesto.

Također treba napomenuti da za puni ciklus bregasto vratilo napravi 2 okretaja, naizmjenično otvarajući ventile na svakom cilindru, ovisno o redoslijedu kojim rade. To jest, na primjer, sa shemom rada 1-3-4-2, usisni ventili na prvom cilindru i ispušni ventili na četvrtom će se otvoriti istovremeno. U drugom i trećem ventili će biti zatvoreni.

Vrste mehanizama za distribuciju plina

Motori mogu imati različite vremenske sheme. Razmotrite sljedeću klasifikaciju.

Po položaju bregastog vratila

Postoje dvije vrste položaja bregastog vratila:

• dno;
• vrh.

U donjem položaju, bregasto vratilo se nalazi na bloku cilindra pored radilice. Udarac ekscentra preko gurača prenosi se na klackalice pomoću posebnih šipki. To su duge šipke koje povezuju poluge na dnu s klackalicama na vrhu. Niži položaj se ne smatra najuspješnijim, ali ima svoje prednosti. Konkretno, pouzdaniji spoj između bregastog i radilice. Ova vrsta uređaja se ne koristi u modernim motorima.

U gornjem položaju, bregasto vratilo je u glavi cilindra, odmah iznad ventila. U ovom položaju može se implementirati nekoliko opcija za utjecaj na ventile: pomoću gurača ili poluga. Ovaj dizajn je jednostavniji, pouzdaniji i kompaktniji. Gornji položaj bregaste osovine postao je sve češći.

Po broju bregastih osovina

Redni motori mogu biti opremljeni s jednom ili dvije bregaste osovine. Motori s jednom bregastom osovinom označeni su kraticom SOHC(Jedno bregasto vratilo u glavi) i s dva - DOHC(Dvostruka bregasta osovina u glavi). Jedna osovina je odgovorna za otvaranje usisnih ventila, a druga za ispušne. V-motori koriste četiri bregaste osovine, po dvije za svaku stranu cilindara.

Po broju ventila

Oblik bregaste osovine i broj brega ovisit će o broju ventila po cilindru. Mogu postojati dva, tri, četiri ili pet ventila.

Najjednostavnija opcija je s dva ventila: jedan za usis, drugi za ispuh. Motor s tri ventila ima dva usisna i jedan ispušni ventil. U verziji s četiri ventila: dva usisna i dva ispušna. Pet ventila: tri za usis i dva za ispuh. Što je više usisnih ventila, to više mješavine zraka i goriva ulazi u komoru za izgaranje. Sukladno tome, povećava se snaga i dinamika motora. Za izradu više od pet neće dopustiti veličina komore za izgaranje i oblik bregastog vratila. Najčešće se koriste četiri ventila po cilindru.

Vrsta pogona

Postoje tri vrste pogona bregastog vratila:

1. zupčanik. Ova opcija pogona moguća je samo ako je bregasto vratilo u donjem položaju bloka cilindra. Koljenasto i bregasto vratilo pokreću zupčanici. Glavna prednost takve jedinice je pouzdanost. Kada je bregasta osovina u gornjem položaju u glavi cilindra, koriste se lančani i remenski prijenos.
2. Lanac. Ovaj pogon se smatra pouzdanijim. Ali korištenje lanca zahtijeva posebne uvjete. Za prigušivanje vibracija ugrađeni su prigušivači, a napetost lanca regulirana je zatezačima. Može se koristiti nekoliko lanaca ovisno o broju osovina.
   

   Resurs lanca dovoljan je za prosječno 150-200 tisuća kilometara.

   Glavnim problemom lančanog pogona smatra se neispravnost zatezača, amortizera ili prekid samog lanca. Uz nedovoljnu napetost, lanac tijekom rada može skliznuti između zuba, što dovodi do kršenja vremena ventila.

   Pomaže u automatskom podešavanju napetosti lanca hidraulički zatezači. To su klipovi koji pritišću cipelu tzv. Cipela je pričvršćena izravno na lanac. Ovo je komad s posebnim premazom, zakrivljen u luku. Unutar hidrauličkog zatezača nalazi se klip, opruga i radna šupljina za ulje. Ulje ulazi u zatezač i gura cilindar na ispravnu razinu. Ventil zatvara prolaz ulja, a klip cijelo vrijeme održava ispravnu napetost lanca. Hidraulički kompenzatori u zupčastom remenu rade na sličnom principu. Vodilica lanca apsorbira zaostale vibracije koje cipela nije prigušila. To jamči savršen i precizan rad lančanog pogona.

   Najveći problem može proizaći iz otvorenog kruga.

   Bregasto vratilo se prestaje okretati, ali se radilica nastavlja okretati i pomicati klipove. Dno klipova dopire do diskova ventila, uzrokujući njihovu deformaciju. U najtežim slučajevima može se oštetiti i blok cilindra. Da se to ne bi dogodilo, ponekad se koriste dvoredni lanci. Ako se jedan pokvari, drugi nastavlja raditi. Vozač će moći ispraviti situaciju bez posljedica.

3. pojas.Remenski prijenos ne zahtijeva podmazivanje, za razliku od lančanog prijenosa.
   

   Resurs remena također je ograničen i u prosjeku iznosi 60-80 tisuća kilometara.

   Za bolje prianjanje i pouzdanost koriste se zupčasti remeni. Ovaj je jednostavniji. Puknuti remen dok motor radi imat će iste posljedice kao i puknuti lanac. Glavne prednosti remenskog pogona su jednostavnost rada i zamjene, niska cijena i tih rad.

Rad motora, njegova dinamika i snaga ovise o ispravnom funkcioniranju cijelog mehanizma za distribuciju plina. Što je veći broj i volumen cilindara, to će uređaj za sinkronizaciju biti složeniji. Za svakog vozača važno je razumjeti strukturu mehanizma kako bi na vrijeme uočio kvar.