Распределительные валы

Общее устройство распределительных валов и их подшипников. У быстроходных и нереверсивных двигателей распределительный вал часто выполняется заодно с кулачковыми шайбами, у остальных двигателей кулачковые шайбы насаживаются на него. Материалом для валов, выполненных за одно целое с кулачками, и насадных кулачков должны служить согласно ГОСТ 15965—70 цементируемые стали 15Х, 20Х, 12ХНЗА и стали 45, 50Г, 38ХС, 45Х, 50Х, подвергающиеся поверхностной закалке, Распределительные валы тронковых дизелей, имеющие насадные кулачковые шайбы, должны изготовляться из стали с временным сопротивлением разрыву не ниже 58 кгс/мм2.

Рис. 1. Плоские толкатели

Рис. 2. Клапанный привод двигателя 10Д40

При нижнем расположении распределительный вал заводят в гнезда блок-картера е торца двигателя. Чтобы облегчить эту операцию, вал обычно изготовляют составным по длине. Соединение его частей производят различными способами. На рис. 105, а изображена половина распределительного вала двигателя 6ЧСП 18/22, имеющая фланец для соединения его со второй половиной. У двигателей типа НФД48 конец носовой части распределительного вала входит внутрь расточки его кормовой части. Соединение фиксируется шпонкой и втулкой, крепящейся винтом.

Чтобы была обеспечена возможность для заведения распределительного вала с кулачковыми шайбами в гнезда блок-картера, вал может быть изготовлен с шейками, радиус которых должен быть больше расстояния вершин кулачковых шайб от оси вала. Чаще, однако, распределительный вал заводят в гнезда блок-картера вместе с надетыми на него подшипниками. Подшипники выполняют из двух половин, заплавленных баббитом или другим антифрикционным сплавом. Половины надевают на шейку распределительного вала и крепят болтами. После этого распределительный вал заводится в гнезда блока, причем каждый подшипник крепят в гнезде, например штырем, ввертываемым в блок. Концевой подшипник, также состоящий из двух половин, имеющих фланцы, крепят винтами к приливу блока цилиндров. Подшипники, изображенные на рис. 4, а я б, смазываются маслом, подводимым по каналам с торца подшипника. У некоторых двигателей оно подводится через радиальные каналы.

При верхнем, надклапанном расположении распределительные валы укладывают в расточки алюминиевых стоек, крепящихся шпильками к головке двигателя. Крышку такого объединенного для двух валов подшипника делают общей и крепят концевыми и средней шпильками. Смазка подводится через полости внутри валов и поступает в подшипники по радиальным сверлениям.

Аналогично устроен концевой подшипник, но валы имеют фиксирующие бурты. В двигателе концевой подшипник используется для подвода масла внутрь валов: масло поступает из канала головки двигателя в канал подшипника, а из него — внутрь валов.

Рис. 3. Соединение составных распределительных валов

Рис. 4. Подшипники распределительных валов

Кулачковые шайбы. Распределительный вал несет на себе кулачковые шайбы для открытия впускных и выпускных клапанов, кулачковые шайбы привода топливных насосов и иногда кулачковые шайбы пусковых золотников или пусковых клапанов. У реверсивных двигателей кулачковых шайб бывает два комплекта: для переднего и для заднего хода. Если двигатель имеех блочный топливный насос со своим кулачковым валом, то на распределительном валу кулачковые шайбы топливных насосов отсутствуют. На распределительном валу двухтактного двигателя с индивидуальными насосами и щелевой продувкой необходимы лишь кулачковые шайбы привода топливных насосов.

Отковывают кулачковые шайбы из вязкой стали каждую в отдельности или в виде блока из нескольких шайб. Рабочие поверхности их цементируют и закаливают.

На рис. 5, а показан участок распределительного вала, относящийся к одному цилиндру, двигателя 6C275JI. Он имеет блок кулачковых шайб впускных клапанов и блок кулачковых шайб выпускных клапанов. Каждый блок состоит из шайбы переднего и шайбы заднего хода: при реверсе распределительный вал передвигается и под толкателями оказываются шайбы обратного хода.

Шайбы зафиксированы на распределительном валу общей шпонкой и стальными винтами, предотвращающими осевой сдвиг шайбы. Профиль шайб имеет цилиндрическую вершину, выполненную с радиусом г. Она сопряжена с затылочной поверхностью радиуса R касательными плоскостями. Такой профиль шайбы называется тангенциальным.

Кулачковые шайбы топливных насосов насаживают на распределительный вал так, чтобы,их можно было поворачивать относительно вала. Это необходимо для регулирования момента начала подачи топлива. В рассматриваемом случае кулачковые шайбы топливного насоса переднего и заднего хода крепятся к блоку шайб впускных клапанов шпильками. Для удобства монтажа шайбы имеют отъемную затылочную часть. Шайба центрируется выступом на блоке, а шайба — кольцом. Возможность поворота («покатки») шайб обеспечивается продолговатой формой отверстий под шпильки: при необходимости «покатить» шайбу ослабляют затяжку шпилек и ту или другую шайбу повертывают на нужный угол.

Рис. 5. Кулачковые шайбы

У двигателей НФД48 все четыре шайбы впускных и выпускных клапанов выполнены в едином блоке, зафиксированном на распределительном валу шпонкой и винтом. Кулачковые шайбы переднего и заднего хода топливного насоса имеют в данном случае шлицевое крепление. На вал насажена ступица, зафиксированная той же шпонкой и штифтом. На ступицу свободно насаживаются шайбы, топливного насоса и блок кулачковых шайб пусковых золотников, закрепленный штифтом. Выступы кулачковых шайб имеют конические переходные поверхности. По ним скользит ролик толкателя, если он окажется против выступа при передвижении распределительного вала в случае реверса. Когда шайбы не имеют конических переходных поверхностей, толкатели приходится поднимать специальным механизмом.

Шайбы топливного насоса сделаны со шлицевыми поясами. Радиальные шлицы пояса сцеплены со шлицами бурта ступицы. В поясе сцеплены между собой шлицы шайб. Сцепление обеспечивается тем, что шайбы стянуты гайкой, навернутой на ступицу. Гайка застопорена замковой шайбой. Для покатки шайб, надо отдать гайку, сдвинуть вправо шайбу, в зависимости от того, какую из них требуется покатить, и повернуть шайбу. Поскольку пояса имеют по 180 шлицев, покатка шайбы на один зуб будет означать поворот ее на 2°.

При распределительном вале, откованном заодно с кулачковыми шайбами, в клапанном приводе применяют, как правило, плоские толкатели. Боковой профиль шайб при этом создается цилиндрической поверхностью радиуса. Такие шайбы встречаются иногда (двигатель 18Д) и в приводах, имеющих толкатели с роликом. При выпуклом профиле клапаны быстрее открываются. Однако шайбы выпуклого профиля сложны в изготовлении, и силы инерции, действующие в приводе открытия клапана, в данном случае больше, чем при тангенциальном профиле.

Привод распределительного вала. При нижнем расположении распределительный вал приводится от коленчатого вала шестернями. Для плавного зацепления шестерни выполняют с косым зубом.

В четырехтактном двигателе периодичность работы механизма газораспределения и подачи топлива составляет два оборота коленчатого вала. Следовательно, распределительный вал такого двигателя должен вращаться вдвое медленнее коленчатого. У двухтактного двигателя он должен вращаться с той же скоростью, что и коленчатый вал.

В целях уменьшения размеров шестерен приводы обычно изготовляют с промежуточными шестернями. На рис. 108, а показан привод с одной промежуточной шестерней, сцепленной с ведущей шестерней коленчатого и с ведомой распределительного валов. Поскольку двигатель четырехтактный (типа Л275), то шестерня имеет вдвое больший диаметр, чем шестерня. Промежуточная шестерня, как известно, на передаточное число влияния не оказывает. От шестерни приводится также вал регулятора.

Как видно из рис. 6, а, кожух шестерни распределительного вала увеличивает габариты двигателя. Для уменьшения диаметра шестерни распределительного вала в приводе часто применяют двухступенчатую передачу. В этом случае промежуточных шестерен в приводе две, жестко насаженных на общий вал. Одна из них сцеплена с шестерней коленчатого, а другая — с шестерней распределительного валов. Путем подбора размеров промежуточных шестерен можно получить умеренный диаметр шестерни распределительного вала.

При надклапанном расположении распределительных валов в привод вводят промежуточные валы, которые используются и для привода различных механизмов.

Ведущая коническая шестерня коленчатого вала сцеплена с ведомой шестерней наклонного вала. С помощью пары конических шестерен наклонный вал приводит в движение вертикальный вал, а шестернями — воздухораспределитель и топливный насос (двигатель ЗД6). Вертикальный вал парой конических шестерен приводит в движение распределительный вал впускных клапанов, а через пару цилиндрических шестерен — выпускных клапанов.

Второй наклонный вал 12 служит для привода генератора. Подобный привод применяется и в V-образных двигателях.

Фазы и диаграмма распределения четырехтактного дизеля. Моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положениями поршня в м. т. Выпускной клапан приходится открывать раньше, чем поршень придет в н. м. т. в конце такта расширения. Если такого опережения открытия клапана не делать, то к началу хода поршня вверх давление в цилиндре не успеет снизиться до давления выпуска и на преодоление этого противодавления газов будет расходоваться излишняя работа.

Закрывать выпускной клапан целесообразно уже после перехода поршня через в. м. т. Скорость поршня вблизи м. т. незначительна, и продолжающееся по инерции движение потока отработавших газов будет способствовать отсосу газов из цилиндра. Отсюда же вытекает и целесообразность открытия впускного клапана до прихода поршня в в. м. т.: поступление свежего заряда одновременно с отсосом из цилиндра продуктов сгорания является продувкой цилиндра.

Вблизи н. м. т. поршень также движется с небольшой скоростью. Поэтому в начале движения поршня вверх при такте сжатия в цилиндре еще будет разрежение, а столб поступающего в него воздуха будет обладать запасом кинетической энергии. Если задержать закрытие впускного клапана, то воздух по инерции будет продолжать поступать в цилиндр: будет происходить его дозарядка.

Рис. 6. Приводы распределительных валов

Следовательно, целесообразно открывать клапаны с опережениями, а закрывать их с запаздываниями относительно положений поршня в м. т. Однако нельзя эти опережения и запаздывания делать чрезмерными. Если выпускной клапан открыть слишком рано, то будет бесцельно потеряна энергия еще работоспособного газа, а при чрезмерно позднем его закрытии может начаться отсос продуктов горения из выпускного коллектора. При чрезмерно раннем открытии впускного клапана может произойти выброс отработавших газов во впускной коллектор, а при слишком позднем его закрытии — выталкивание воздуха во впускной коллектор при начавшемся сжатии.

Мрменты открытия и закрытия клапанов называются фазами газораспределения. Их определяют опытным путем и приводят в формулярах двигателей в виде углов опережения и запаздывания (по повороту кривошипа).

Для большей наглядности часто строят диаграмму газораспределения. У четырехтактного двигателя она имеет вид спирали. Угол является углом опережения открытия впускного клапана, а угол а4— углом запаздывания его закрытия. Таким образом, впускной клапгн открыт в течение а2 + 180° + а4 п. к. в., что составляет продолжительность процесса впуска. Угол ах — угол опережения подачи топлива. Процесс выпуска начинается с опережёнием на угол а5, когда открывается выпускной клапан, и заканчивается с запаздыванием на угол. Общая продолжительность процесса выпуска составляет аъ + 180 + а3° п. к. в.

Как видно из диаграммы, в течение угла п. к. в. а2 + а3 оба клапана — впускной и выпускной — открыты одновременно. Этот угол называется углом перекрытия клапанов. У дизелей без наддува он равен 25—70° п. к. в.

Устройство деталей газораспределительного механизма | Устройство автомобиля

Какое назначение распределительного вала и как он устроен?

Распределительный вал (рис.21, а) служит для открытия клапанов 9 в соответствии с рабочим циклом двигателя. Изготовляется он из стали или специального чугуна. Опорные шейки и кулачки стальных валов закаляются токами высокой частоты; чугунные отбеливаются, что повышает их износостойкость.

Рис.21. Распределительный вал с шестерней привода:
а – ЗИЛ-130; б – ГАЗ-53А.

На распределительном валу выполняются кулачки 6 и опорные шейки 4 с разным диаметром, что необходимо для установки вала на неразъемных подшипниках 8, которые запрессовываются в картер двигателя. На валу также выполнены винтовая шестерня 10 для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя, эксцентрик 5 для привода топливного насоса. В передней части вала с помощью шпонки 7 и болта 13 с шайбой 14 жестко крепится косозубная шестерня 1, изготавливаемая из текстолита (двигатели автомобилей ГАЗ), чугуна (ЗИЛ), стали (КамАЗ). Эта шестерня находится в постоянном зацеплении с шестерней коленчатого вала (см. рис.16).

Так как в четырехтактных двигателях рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала, то за это время впускной и выпускной клапаны должны открыться по одному разу. Следовательно, распределительный вал должен повернуться на один оборот, то есть вращаться в два раза медленнее коленчатого вала. Поэтому шестерня распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала, что и обеспечивает передаточное отношение между ними 2:1. На обе шестерни наносят метки для установки фаз газораспределения (рис. 22).

Рис.22. Установочные метки на распределительных шестернях.

Между шестерней и валом устанавливают стальное распорное кольцо 3 (см. рис.21) и фланец 2, устраняющие осевое смещение распределительного вала, появляющееся из-за косых зубьев распределительных шестерен. Кулачкам при шлифовании придают небольшую конусность, что в сочетании со сферической поверхностью торца толкателя обеспечивает поворот толкателя при работе двигателя и уменьшает их износ.

Какие особенности устройства распределительного вала автомобиля ГАЗ-53А?

К особенностям устройства распределительного вала двигателя автомобиля ГАЗ-53А (см. рис.21, б) относится установка дополнительного выносного балансира 16, уравновешивающего силы инерции, вызванные наличием эксцентрика 15 привода топливного насоса. Эксцентрик и балансир крепятся болтом 13 с шайбой 14 совместно с шестерней привода распределительного вала.

Что устанавливается на переднем торце распределительного вала?

На переднем торце распределительного вала двигателей автомобилей ГАЗ-53А и ЗИЛ-130 устанавливается устройство для привода ротора пневмоцентробежного регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Какое назначение толкателей, как они устроены?

Толкатели 12 (см. рис.21, а) служат для передачи усилия от кулачков распределительного вала к клапанам (при нижнем их расположении) или на штангу 11 и коромысло 17 (при нижнем расположении распределительного вала и верхнем расположении клапанов).

В двигателях с нижним расположением клапанов толкатель (рис.23, а) состоит из стержня 2, изготовленного вместе с опорной тарелкой 1, которой он опирается на кулачок. В верхнюю часть стержня ввернут регулировочный болт 5 с контргайкой 4. Кроме того, на стержне выполнены лыски 3 для удержания толкателя от вращения при регулировке зазора между стержнем клапана и толкателем.

В двигателях с верхним расположением клапанов толкатель (рис. 23. б) обычно представляет собой металлический стакан, опирающийся днищем на кулачок распределительного вала. Толкатели перемещаются в направляющих, выполненных в стенках картера двигателя.

Рис.23. Толкатели и штанга:
а – ГАЗ-52; б – ГАЗ-53, ЗИЛ-130; в – штанга ГАЗ-24, ГАЗ-53, ЗИЛ-130.

Какое назначение штанг и как они устроены?

Штанги (рис.23, в) передают усилия от толкателей на коромысла. Изготавливают из стальных или дюралюминиевых трубок со сферическими стальными наконечниками. Штанга нижним концом опирается на толкатель, а верхним – в сферическую выемку головки регулировочного винта коромысла.

Какое назначение коромысла и как оно устроено?

Коромысло 17 (см. рис.21, а) передает усилие от штанги на стержень клапана. Изготавливают в виде двуплечего рычага, свободно установленного на пустотелую ось, жестко закрепленную на головке блока цилиндров с помощью стоек. Короткое плечо коромысла через регулировочный болт упирается в штангу, длинное – в стержень клапана. Разная длина плеч коромысла позволяет получить небольшую высоту хода толкателя и штанги и обеспечивает их бесшумную работу при повышенном сроке службы.

Коромысла изготавливают из стали или чугуна. Для уменьшения трения между осью и коромыслом в последнее запрессовывают бронзовые втулки. Для удержания коромысел на оси в заданном положении между ними установлены дистанционные втулки и распорные пружины.

Какое назначение клапанов и как они устроены?

Клапан открывает отверстие для впуска горючей смеси или воздуха в цилиндр двигателя или отверстие для выпуска, отработавших газов из цилиндра. Состоит он (рис.24, а) из тарелки 1 и стержня 3 с кольцевой выточкой 7. Тарелка клапана имеет рабочую фаску 11, выполненную под углом 45° или 30°. Этой фаской клапан плотно садится в гнездо 2 с такой же фаской. Рабочие фаски клапана тщательно притирают с тем, чтобы обеспечить герметичность посадки в гнезде. Притирку производят притирочной пастой ГОИ или иной специальной пастой. Для притирки клапана на его тарелке выполняется канавка для установки притирочного инструмента.

Рис.24. Клапан с пружиной и устройством для его проворачивания:
а – ГАЗ-53А; б – ЗИЛ-130.

Тарелку и гнездо выпускного клапана изготавливают из жаропрочного материала, впускного – из хромистой стали. Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью или воздухом на большинстве двигателей тарелки впускных клапанов имеют больший диаметр, чем выпускных.

Клапан удерживается в закрытом положении пружиной 8 с переменным шагом, которая одним концом упирается в упорную шайбу 12 или тело блока, а другим закрепляется на стержне клапана с помощью сухариков 9. Они буртиками входят в кольцевую выточку 7 на стержне клапана. Сухарики наружной конической поверхностью устанавливают во втулку 10 с внутренней конической поверхностью, втулку 10 – в опорную шайбу 11, в которую упирается пружина 8.

На двигателях автомобилей КамАЗ и некоторых других устанавливают по две пружины с противоположным направлением витков с тем, чтобы предотвратить вибрацию клапана. На стержень впускного клапана одевают резиновый колпачок 6, предотвращающий попадание масла в камеру сгорания. На двигателях ЗИЛ-130 и некоторых других верхняя часть стержня выпускного клапана выполняется пустотелой и заполняется натрием, который при нагревании плавится и эффективно охлаждает клапан путем переноса теплоты от головки к стержню и далее через направляющую втулку 4 к головке или блоку цилиндров. Направляющая втулка клапана удерживается в головке блока замочным кольцом 5.

Как устроено приспособление для проворачивания клапана?

С целью уменьшения подгорания посадочных фасок выпускных клапанов в некоторых двигателях устанавливают специальные приспособления для проворачивания клапана вокруг своей оси. В двигателе автомобиля ЗИЛ-130 это устройство (рис.24. б) состоит из корпуса 14, в наклонных канавках 20 которого установлены пять шариков 15 с возвратными пружинами 16. Над шариками находится дисковая пружина 17, опорная шайба 18 и замочное кольцо 19. Корпус устанавливают на направляющей втулке клапана. На опорную шайбу опирается рабочая пружина 8.

При закрытом клапане давление рабочей пружины невелико, дисковая пружина 17 не опирается на шарики и они под воздействием возвратных пружин 16 отжаты в крайнее положение.

Когда клапан открывается, рабочая пружина сжимается и давление на дисковую пружину 17 увеличивается. Она, прогибаясь, воздействует на шарики, которые под нагрузкой перемешаются в углубление канавок 20, вызывая поворот дисковой пружины и опорной шайбы 18, а вместе с ней и всего клапана с пружиной.

При закрытии клапана усилие его пружины уменьшается, дисковая пружина 17 возвращается в исходное положение, шарики освобождаются и под давлением пружин 16 закатываются в первоначальное положение.

На двигателях автомобилей ГАЗ-53А и других клапан проворачивается за счет установки промежуточной конической втулки между сухариками и упорной шайбой. Это происходит потому, что конические поверхности сухариков и втулки не совпадают по всей площади. В таблице 4 приведены краткие сведения о параметрах двигателей автомобилей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, КамАЗ-5320.

4. Краткие сведения о двигателях

***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Газораспределительный механизм»

газораспределительный механизм, клапан, коромысло, распределительный вал, штанга

Смотрите также:

Cam Theory 101

Cam Theory 101

Что вы думаете об этом
распределительный вал? Я слышу это все время. На каждой доске производительности в сети
вы увидите этот вопрос. Я сам спросил. Почему? Потому что это мистическое искусство
что только очень немногие действительно понимают. Я буду первым, кто признает, что я не
имейте это вниз.

Я намерен хотя бы дать
читателю этой статьи базовое понимание того, что такое распределительный вал, что это такое
делает, влияние, которое это имеет на двигатель и как это делает это. Вы будете по крайней мере
понять теорию кулачков и что означает весь жаргон кулачков, чтобы вы говорили о кулачках с
ваши почки. Я расскажу о выборе камеры в другой статье. Этот будет
быть достаточно длинным и довольно скучным для тех из вас, кто уже знает основы.

Что такое распределительный вал? это мозг
двигателя. Он регулирует количество топливно-воздушной смеси, которое может подавать двигатель.
втянуть и вытолкнуть. Это так просто. Количество топлива, которое двигатель может
эффективно и действенно сжечь и избавиться от, будет диктовать власть
двигатель будет генерировать. Не только это, но и кулачок будет диктовать, где пик
мощности и насколько плоскими будут кривые мощности. Вот почему это так важно
для выбора правильного кулачка для каждого построенного двигателя. Неправильная камера разрушит
потенциал двигателей для мощности независимо от того, сколько денег вы вкладываете в остальную часть
сборка.

Прежде чем я перейду к камерам,
нам нужно посмотреть на поршень, как он качает вверх и вниз и какие клапаны
делает.

1. Рабочий ход. поршень находится в верхней мертвой точке,
   впускной и выпускной клапаны закрыты, а свеча зажигания только что
   уволенный. Расширение воспламененной топливно-воздушной смеси заставляет поршень
   вниз. Прежде чем поршень достигнет нижней мертвой точки, выпускной клапан
   начинает открываться.
2. Такт выпуска. Поршень находится в нижней мертвой точке
   и начинает возвращаться. Выпускной клапан полностью открывается и начинает работать
   закрыто. Прежде чем поршень достигнет ВМТ, впускной клапан начинает открываться и
   выпускной клапан все еще частично открыт.
3. Такт впуска. Поршень теперь в ВМТ, оба
   впускной и выпускной клапаны частично открыты. Когда поршень движется назад
   в цилиндре, выпускной клапан полностью закрывается, а впускной клапан
   полностью открывается и начинает закрываться.
4. Такт сжатия. Поршень находится в НМТ и начинает
   двигаться вверх по цилиндру. Выпускной клапан все еще закрыт, а впускной
   клапан полностью закрывается.

Вы заметите, что во время
хода поршня, есть время, когда оба клапана открыты. Это кажется контр
продуктивно, но это необходимо для оптимальной работы. Это термин, называемый
перекрытие клапана «. Попытаюсь объяснить, зачем это нужно.

После подачи топливно-воздушной смеси
воспламеняется, расширение горючих газов будет завершено до
поршень достигает НМТ, но давление в
цилиндр. Когда выпускной клапан начинает открываться до того, как поршень достигнет
НМТ, часть давления в цилиндре будет проходить мимо выпускного клапана в
выходное отверстие головок. Когда поршень начинает движение обратно вверх по цилиндру,
поршень вытесняет оставшиеся газы в цилиндре через выхлоп
порт. Скорость выхлопных газов, протекающих мимо клапана в порт
создает отрицательное давление (вакуум) в камере сгорания (это то же самое
Принцип такой же, как дуть на соломинку в чашке с водой. Вода будет
течь по соломинке). До достижения поршнем ВМТ впускной клапан начинает
открыть. Созданный ранее вакуум в камере сгорания будет притягивать
смесь свежего воздуха и топлива попадает в камеру сгорания, а часть даже выходит наружу.
в выхлопное отверстие. Это гарантирует, что все отработавшие газы
удалены из камеры сгорания. Этот процесс называется « уборка мусора «.
Когда поршень достигает ВМТ и начинает свое движение вниз по цилиндру,
выпускной клапан будет полностью закрыт.

Точка в цикле, где
открытие впускного клапана очень важно. Если впускной клапан открывается слишком поздно в
цикл, начальное количество топливно-воздушной смеси всасывается в камеру сгорания
уменьшается, и отработанные газы не будут эффективно вымываться из камеры.
Если впускной клапан открывается слишком рано в цикле, вакуум уменьшится и
выхлопные газы будут поступать во впускной коллектор. Когда выхлопные газы
нагнетается во впускной коллектор, отрицательно влияет вакуум и впускной
бегуны закоптятся. Этот эффект называется « реверсия «.

Место, где находится выпускной клапан
полностью закрывается также важно. Если выпускной клапан закрывается слишком поздно в
цикл, камера сгорания будет «передута». Это будет
привести к попаданию чрезмерного количества топливно-воздушной смеси в выпускной канал
потому что впускной клапан все еще частично открыт. Если выпускной клапан закрывается
слишком рано эффект продувки будет снижен, и выхлопные газы будут задерживаться в
камера сгорания.

Как видите, перекрытие клапанов — это
обидчивые сроки в поршнях ходят. Кэм
гриндеры потратили бесчисленные часы на исследования, пытаясь сделать все правильно.

Продолжение отключения поршней
через фазу перекрытия и обратно вниз по цилиндру для такта впуска,
впускной клапан полностью откроется и начнет закрываться. После достижения поршнем НМТ
и начинает свой путь обратно вверх по цилиндру для такта сжатия, впускной
клапан закроется. Момент закрытия впускного клапана имеет большое
влияние на давление в цилиндре. Когда поршень движется обратно вверх по цилиндру,
это заставит часть топливно-воздушной смеси пройти через все еще открытый впускной клапан
во впускной порт. Когда впускной клапан закрывается рано в цикле, больше
топливно-воздушная смесь будет задерживаться в цилиндре, и давление в цилиндре увеличится.
будет создан. Если впускной клапан закрывается позже в цикле, некоторые из
топливно-воздушная смесь будет нагнетаться через впускной клапан во впускное отверстие,
что снизит давление в цилиндре.

Пока перекрытие клапана притирается
кулачок и не может быть изменен, точка во время движения поршня, что
закрытие впускного клапана можно изменить. Это называется « фазы газораспределения »
который не следует путать с опережением зажигания. Он также упоминается как «кулачок ».
фазировка » или « градация «. Когда вы здесь фраза
«вперед/замедлить кулачок», это просто означает изменить положение
момент закрытия впускного клапана. Чтобы выдвинуть кулачок, вы закрываете впуск
клапан раньше в цикле и замедление кулачка закроет впускной клапан
позже в цикле. Теперь, прежде чем вы все взволнованы и уволены, чтобы продвинуться
ваш кулачок, вы должны помнить, что впускное отверстие, выпускное отверстие и
Точки закрытия выхлопа также будут продвинуты. Я покрою тайминг кулачка подробнее
деталь последняя.

Угол разделения лепестков
(LSA) также
называется Доля
Центр Угол
(LCA). Этот термин часто путают с осевой линией лепестка , который Ill
адрес позже. Лучший способ, которым я могу описать LSA, — это представить себя
держите камеру перед собой, глядя на любой ее конец. Теперь отрежь
журнал, чтобы вы могли смотреть прямо на впускные и выпускные лепестки. Вы будете
обратите внимание, что нижняя часть лепестков, ближайших друг к другу, фактически перекрывается.
Помните перекрытие клапанов, которое мы уже обсуждали? Теперь найдите центр
каждая доля в своих самых высоких точках. Из этих точек проведите прямую к
центр кулачка. Угол, который создают эти две линии, называется LSA. Угол
выражается в градусах угла. Если сдвинуть лепестки ближе друг к другу,
LSA становится меньше/плотнее, а перекрытие увеличивается. Глядя на
различные профили кулачков для двигателя, вы всегда (почти всегда) будете видеть
в списке ЛСА. Хотя это очень важное соображение, перекрытие клапанов
часто забывают. Профиль с узким LSA также будет иметь большее перекрытие и
это то, о чем вы должны думать при выборе кулачка, но это для
другая статья.

Я упомянул, что кулачки Лепесток
Центральную линию часто путают с LSA/LCA. Я попытаюсь объяснить LC
сейчас. Помните, я говорил о фазе газораспределения и впускных клапанах?
точка закрытия? Это центральная линия выступа кулачка. это впускные патрубки
центральное (в высшей точке) положение по отношению к положению
поршень в ВМТ такта впуска. LC выражается в измерении
градусов, как LSA. Обычно он имеет 4 степени обозначения LSA, поэтому он
часто путают. Когда поршень находится в ВМТ такта впуска, впускной лепесток
толкает подъемник вверх, открывая впускной клапан. Центр
впускной лепесток будет около 106 градусов до того, как поршень окажется в ВМТ, или
положение поршней 0 градусов. Я попытаюсь уточнить последнее предложение
маленький. На каждые два оборота коленчатого вала кулачок
повернуть один раз. Все измерения градусов на самом деле «кривошипно
градусов». Один полный оборот кривошипа составляет 360 градусов. Когда поршень находится в
ВМТ, положение поршня равно 0 градусов коленчатого вала, а когда он находится в НМТ, положение поршня
составляет 180 градусов коленвала. Когда поршень находится примерно в 106 градусах после ВМТ
такт впуска, впускной лепесток будет направлен прямо вверх, а впускной клапан будет
полностью открыт. Камеры поставляются с рекомендуемым положением центральной линии от
производство. Тот, что в этом примере, установлен на осевой линии 106 лепестков.
Когда кулачок перемещается вперед или назад, осевая линия лепестка изменяется. Если бы мы были
чтобы сдвинуть этот кулачок на 4 градуса, мы бы установили его на лепестке 102 градуса.
Осевая линия и 110-градусная осевая линия лепестка, если мы отклонили кулачок на 4 градуса. я
упоминалось ранее, что продвижение кулачка увеличит давление в цилиндре. Это
будет в точку. Когда кулачок выдвигается, впускной клапан открывается раньше.
во время такта выпуска, а выпускной клапан закроется раньше во время такта выпуска.
такт впуска. Если кулачок выдвинут слишком далеко, произойдет реверс и
выхлопные газы не будут должным образом очищаться. Четыре градуса опережения
как правило, это максимум, что вы можете безопасно продвигать кулачок за пределы производителя
рекомендованный ЖК. Когда кулачок запаздывает, давление в цилиндре снижается, но
процесс очистки усиливается. Если вы испытываете преддетонацию,
замедление камеры поможет. Он также имеет тенденцию перемещать пиковые хп на более высокий уровень.
об/мин. Опять же, следует соблюдать осторожность при изменении синхронизации кулачка. Другой
При игре с синхронизацией кулачка следует учитывать зазор между поршнем и клапаном. Когда
вы меняете события клапана (время), зазоры изменятся и должны быть
проверено.

Поскольку мы говорим о степенях, я могу
а также продолжительность покрытия. Продолжительность — время, в течение которого клапан
открыты по отношению к вращению коленчатого вала. Выражается в градусах коленчатого вала.
Если у нас есть кулачок с продолжительностью 300 градусов, клапан будет открыт на 300
градусов вращения коленчатого вала. Для описания используются два метода
продолжительность. Между сиденьями или Рекламируется продолжительность и в
0,050″ продолжительность. Объявленная продолжительность — это измерение от
от самого начала до самого конца лепестковых пандусов. трудно получить
точное измерение с использованием рекламируемой продолжительности. Теоретически вы должны быть
удалось найти нулевую подъемную силу лепестковых аппарелей, но это сложнее, чем кажется. К
упростить этот метод, кулачковые шлифовальные машины выбирают произвольное число, уникальное для
сами себя. Это может быть от 0,002 дюйма до 0,008 дюйма.
Потому что кулачковые шлифовальные машины не собираются вместе и не дают нам последовательную рекламу.
точки подъема продолжительности, они придумали стандартизированный метод @.050″
поднимать. Когда лепесток находится на подъеме 0,050 дюйма, продолжительность начинается и заканчивается, когда
лепесток находится на высоте 0,050 дюйма с другой стороны лепестка. При сравнении
профилей кулачков, лучше всего использовать значения длительности 0,050 дюйма.

Продолжительность, наверное, самая
важный аспект профиля кулачка, на который следует обратить внимание при выборе кулачка. Кубический
рабочий объем в дюймах, характеристики ГБЦ, EFI, NOS, аспирация,
сжатие, трансмиссия, применение и вес транспортного средства, желаемая пиковая мощность,
желаемые рабочие обороты двигателя и т. д. — все это факторы, которые следует учитывать при выборе
камера Я обнаружил, что обычно эту задачу лучше доверить кулачковому шлифовальному станку.
Я не собираюсь вдаваться в выбор камеры в этой статье, но я должен поговорить
немного о влиянии продолжительности на двигатель.

LSA для высокопроизводительного шлифованного кулачка
обычно составляет 106-114 градусов. Иногда даже меньше 106 заточено
для ударных двигателей. Когда продолжительность увеличивается, а LSA постоянна, клапан
перекрытие увеличивается. Когда перекрытие увеличивается, вакуум ниже, цилиндр
давление снижается, а реверсия увеличивается. Все это нежелательно
черты для низкого и среднего крутящего момента. Вам нужно давление в цилиндре и вакуум
для низкого крутящего момента. К сожалению, мы не можем получить свой торт и съесть его тоже. Для
высокая мощность оборотов, продолжительность должна быть увеличена, но мы не можем расширить LSA или
события клапана будут происходить в неправильных точках хода поршня. Как
увеличивается скорость поршня, время, в течение которого цилиндр может адекватно заполниться и
эвакуация резко сокращается. Чтобы компенсировать это, мы должны увеличить
время, когда впускной клапан открыт, чтобы впустить больше топливно-воздушной смеси, и
выпускной клапан должен быть открыт дольше для отвода выхлопных газов. Единственный способ
сделать это, чтобы увеличить продолжительность и подъем. Мы ограничены количеством подъема
потому что боковые стороны/пандусы лепестков должны расширяться, иначе подъемник не поднимется.
и вниз по доле должным образом. Роликовые подъемники помогают, потому что они поднимаются вверх
гораздо более острая боковая часть лепестка, чем у плоского толкателя, но все же есть предел
для них также. Очень агрессивный профиль также оказывает негативное воздействие на весь клапан.
поезд и распределительный вал.

Подъем — общая высота лепестка.
Это измерение, которое описывается в дюймах. Подъем лепестка 0,500 дюйма
«. Чтобы получить общий подъем клапана, мы просто умножаем подъем кулачка на
соотношение коромысел. Подъем кулачка 0,500 дюйма и передаточное число коромысла 1,5 будут
дайте нам общий подъем клапана 0,750 дюйма. Если бы мы использовали коромысла с 1,6
отношение, наш общий подъем клапана будет 0,800».
указанный подъем обычно представляет собой общий подъем клапана с использованием 1,5 коромысла. Если вы хотите
знаете, что было бы с рокерами 1,6, тогда просто разделите подъемную силу на 1,5.
умножьте сумму на 1,6. 0,750/1,5=0,500 X 1,6=0,800

Кулачки кулачков отшлифованы либо с
либо симметричный профиль , либо асимметричный профиль . Симметричный
профиль представляет собой лепесток с зеркальными открывающимися и закрывающимися пандусами/флангами. Если вы
если разрезать лепесток пополам, обе половины будут идентичны друг другу. Ан
асимметричный профиль будет иметь разные открывающиеся и закрывающиеся пандусы/фланги.
В зависимости от гринда один скат будет более агрессивным, чем другой. Кулачковые шлифовальные машины обнаружили, что скорость, с которой клапан
открытие и закрытие может сильно повлиять на производительность. Как правило, закрывающая рампа
не будет таким агрессивным, как открытие рампы на асимметричном гринде. Это будет
предотвратить отскок клапана от седла клапана при закрытии.

Когда кулачок вращается и подъемник
делает переход от окружности основания кулачка к боковой поверхности отверстия, рампа
притертый к основанию кулачка на лучших профилях кулачка. Рампа обеспечивает
плавный переход от основного круга к флангу. Рампы впервые использовались для
механические подъемники, которые работали с большим количеством ударов. Представьте лифтера, едущего по
окружность основания кулачков со свободным ходом 0,012 дюйма (плеть). Когда кулачок вращается и
лифтер ударяется о бок, удар плетью, который он принял, немедленно вызывает шок
кулачок и заметный стук, когда коромысло ударяется о кончик штока клапана.
рампа позволит подъемнику плавно подняться по боковой поверхности выступа. Как лифтер
движется вниз по закрывающей стороне лепестка, используется еще одна рампа, чтобы иметь
такое же воздействие на лифтера перед переходом с фланга на
базовый круг. Чего многие люди не понимают, так это того, что это нужно гидрокомпенсаторам.
такой же плавный переход. Когда гидроподъемник совершает переход от
базового круга к боку, первоначальный толчок сожмет пружину в
подъемник, влияющий на общий подъем клапана и его продолжительность. Рампы открытия и закрытия
уменьшить эти первоначальные и конечные шоки. Не все кулачки отшлифованы
переходные пандусы, а еще меньше имеют закрывающие пандусы.

Чтобы помочь двигателю эффективно
откачивают выхлопные газы, используются кулачки двойного рисунка. Двойной кулачок
будет иметь различную подъемную силу и продолжительность между впускным и выпускным лепестками.
Например, у небольших блочных Chevy есть выхлопные отверстия с порами, которым нужно немного
помогите удалить выхлопные газы. Чуть больше продолжительность и подъем на выхлопе
лепестка даст двигателю больше времени для выброса выхлопных газов.

Если вы зашли так далеко, я надеюсь
ты не более запутался, чем до того, как начал. у меня есть склонность к болтовне
когда я говорю о хоттродинге. Я в процессе написания другого
статья, посвященная выбору камеры. Надеюсь, это будет не так скучно, как сейчас
один был для тебя.

Майкл Дрю, (AKA MD)

.

Распределительный вал против коленчатого вала — чем они отличаются?

Общеизвестно, что транспортное средство представляет собой большую сумму крошечных движущихся частей. Эти части движутся по-разному, но все же координируются, чтобы помочь вам переместиться из точки А в точку Б. Инициация движения начинается в двигателе. Двигатель содержит такие детали, как корпус, клапаны, поршни и рассматриваемый предмет, коленчатые и распределительные валы. Разница между распределительным валом и коленчатым валом существенна, поскольку эти два компонента различаются по форме и функциям.

Распределительный и коленчатый вал являются механическими компонентами двигателей внутреннего сгорания. Еще одна общая черта этих двух компонентов заключается в том, что различные компоненты или насадки на валах известны как шейки. Начнем с расшифровки — Распредвал vs Коленвал .

Распределительный вал против коленчатого

• Расположение: Распредвал находится в верхней части двигателя. Он находится в верхней части камеры сгорания. Однако коленчатый вал находится в нижней части двигателя. Поршни цилиндра будут опираться на коленчатый вал.
• Близость: Коленчатый вал соединен с рядом поршней через шатун. Распределительный вал находится в области, близкой к клапанам, и находится в непосредственном контакте с ними.
• Механизм: Распределительный вал способен преобразовывать вращательное движение в возвратно-поступательное. Однако коленчатый вал может преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное. Поэтому движение обоих компонентов противоположно друг другу.
• Форма: Форма распределительного вала овальная или яйцевидная. Коленчатые валы крупнее и не имеют определенной формы, как распределительный вал.
• Назначение: Распределительный вал работает в механизме открытия и закрытия клапана камеры сжатия. Движение коленчатого вала необходимо для движения маховика.

Распределительный вал: сборка и детали

Конструкция и конструкция распределительного вала в основном включают длинный стержень с несколькими распределительными валами, установленными по длине стержня. Важно отметить, что распределительный вал представляет собой шатун. На стержне, также известном как вал, находится несколько «кулачков». Вал содержит несколько компонентов, известных как шейки. На переднем конце распределительного вала находится датчик положения кулачка. Основная задача этого датчика — обнаружить любое изменение угла кулачка; он определяет угол поворота кулачка и инициирует движение в цилиндре. Движение в цилиндре происходит от цикла сгорания.

Каждый кулачок содержит головку, которая находится на кончике яйцевидного аппарата. При этом нижняя и более округлая часть – это пятка. В этом случае выступ представляет собой часть кулачка, контактирующую с клапаном.

В дополнение к этому область рядом с датчиком положения распределительного вала известна как тяга. Тяга будет удерживать вал на месте во время работы двигателя.

Функции распределительного вала

Соединение между распределительным валом и клапаном происходит в верхней части цилиндра. Здесь находится кулачок, который будет соединен с клапаном. Клапан, который имеет головку и шток, также содержит пружину в области штока. Головка выступает в открытую камеру сгорания и будет перемещаться в камеру через определенные промежутки времени. Кулачок постоянно вращается при движении автомобиля. При этом вращении выступ распределительного вала давит на пружину. Сжатие пружины открывает клапан, и, таким образом, топливо может как входить, так и выходить.

Вышеупомянутое возвратно-поступательное движение — это движение клапана вверх и вниз по мере вращения кулачка.

Поскольку распределительный вал соединен с клапаном, он также влияет на движение камеры сжатия. Каждая камера сгорания имеет два клапана; каждая камера будет содержать два распределительных вала.

Распределительный вал является составной частью теплового двигателя внутреннего сгорания. Этот ДВС работает по принципу преобразования химической энергии в тепловую. Химическая энергия – это топливо, хранящееся в баке; тепло от камеры сгорания помогает толкать поршни и цилиндр в движение. Цель движения будет более подробно рассмотрена при обсуждении функции коленчатого вала.

Распределительный вал является неотъемлемой частью двигателя и играет активную роль в цикле сгорания. Цикл сгорания — это процесс, который в значительной степени способствует движению транспортного средства, процесс, который преобразует топливо в энергию посредством ряда этапов. Распределительный вал участвует как в первом, так и в последнем шаге.

На первом этапе, известном как такт впуска, клапаны должны быть открыты. Следовательно, распределительный вал может находиться в движении в этом такте. Клапаны открываются, чтобы впустить топливо в камеру сгорания. Топливо находится в газообразном состоянии; смесь, выбрасываемая в камеру сгорания, содержит как воздух, так и топливо. Поршень, расположенный ближе к нижнему концу камеры, будет двигаться вверх. Таким образом, давление внутри камеры уменьшится.

При уменьшении объема камеры и повышении давления топливо готово к воспламенению через свечу зажигания, находящуюся в камере. Этот процесс создает большое количество тепла; температура камеры может достигать примерно 138-250 градусов по Цельсию. Средняя пиковая температура составляет 248 градусов по Цельсию.

После воспламенения воздушно-топливная смесь подвергается сгоранию; оставшийся газ будет состоять из оксида азота. Этот оксид азота образуется из кислорода и азота, присутствующих в воздушно-топливной смеси. Таким образом, газы будут удаляться из камеры через выпускной клапан. Это последний штрих или шаг в цикле; он известен как такт выпуска.

Положение и движение распределительного вала могут сильно влиять на движение автомобиля. Расположение кулачков обеспечит правильное время открытия и закрытия клапанов. Благодаря этому автомобиль сможет плавно работать и на более высоких оборотах.

Типы распределительных валов

Распределительные валы различаются по количеству клапанов, с которыми они соприкасаются. Два типа:

1. Одиночный верхний распределительный вал: Известно, что этот тип распределительного вала открывает и закрывает клапаны с помощью только одного кулачка. Этот распределительный вал идеально подходит для автомобилей, которые могут работать с меньшим количеством клапанов. Он также будет обеспечивать меньший крутящий момент и мощность.
2. Двойной верхний распределительный вал: Двойной верхний распределительный вал требует, чтобы один кулачок открывал клапаны, а другой — закрывал их. Этот тип распределительного вала лучше подходит для автомобилей, которым требуется более высокая мощность и максимальный крутящий момент. С этим распределительным валом в двигателе может быть больше клапанов.

Вы можете прочитать это: Что такое SOHC и DOHC?

Коленчатый вал: конструкция и конструкция

Коленчатый вал представляет собой более крупное устройство, на которое опираются цилиндры двигателя. Он сделан из расплавленного железа, который подвергается тщательной полировке, чтобы обеспечить меньшее трение. Коленчатый вал содержит неправильную форму или, в некоторых случаях, «синусоидальную». Как упоминалось ранее, вал имеет шейки. По сути, шейки — это части вала, которые вращаются внутри подшипника. Они бывают двух типов.

Первыми являются шатунные шейки. Это та часть, которая будет соединяться с шатунами, а затем и с поршнями. Другой тип — коренные опорные шейки. Они присутствуют ближе к оси вращения или, другими словами, к валу. Распространенной фразой, которая обычно используется, является слово «шатуны». Это относится к шатунным шейкам. Отбросив эти определения, следующим пунктом будет упоминание компонентов, присутствующих в передней (передней) и задней (задней) частях коленчатого вала.

Передняя часть известна как нос. Он содержит зубчатую передачу, соединенную с несколькими другими компонентами, такими как шкив, клапанный механизм и другие.

Основным рассматриваемым компонентом является маховик. Это присутствует в задней части, также известной как фланец. Функция этого маховика имеет решающее значение для движения автомобиля.

Коленчатые валы находятся в постоянном движении во время эксплуатации автомобиля. Поэтому важно следить за тем, чтобы между шейками не было трения. По этой причине коленчатый вал имеет специальный канал для прохождения масла; весь шток подвергается смазке. Путь включает в себя ряд отверстий, чтобы добраться до каждого журнала.

Принцип работы коленчатого вала

Основная функция коленчатого вала — помочь маховику начать вращение. Однако маховику для начала своего движения необходимы вращательные движения, исходящие от поршней, возвратно-поступательные или прямолинейные. Следовательно, коленчатые валы будут двигаться по мере того, как происходит цикл сгорания. Коленчатый вал работает на создание необходимого вращательного движения для маховика.

Вращательное движение маховика обеспечивает более плавную передачу мощности от двигателя к машине. Маховик работает по закону сохранения момента импульса. Этот принцип позволяет двигателю накапливать энергию и использовать ее по мере функционирования. Маховик также помогает предотвратить износ двигателя, особенно коленчатого вала, из-за создаваемой инерции.

В двух словах, маховик предназначен для уменьшения возможных колебаний скорости двигателя, когда он проходит через цикл сгорания.

Для повышения производительности коленчатого вала производитель использует альтернативный метод. Этот метод включает в себя придание цельному железному блоку традиционной формы коленчатого вала. Этот тип коленчатого вала можно увидеть в гоночных автомобилях или автомобилях, сделанных на заказ.

Среди всех компонентов двигателя коленчатый вал является самым нестабильным. Это связано с тем, что в этой области происходит наибольшая потеря энергии из-за рассеивания тепла, трения и даже знакомого скрежета. Причина такой нестабильности связана с неуклюжими движениями поршней. Поэтому коленчатый вал за эти годы претерпел несколько изменений.

Изменения и модификации коленчатого вала

• Двигатели V8: В настоящее время двигатели V8 очень популярны. V относится к ориентации цилиндров; пара цилиндров расположена под углом 45 градусов друг к другу. Этот тип конфигурации помогает сбалансировать коленчатый вал. Коленчатый вал в этом случае будет небольшим и легко управляемым.
• Строкер Коленчатый вал: Следующее изменение коснулось продолжительности такта цикла сгорания. Этот тип коленчатого вала известен как ходовой коленчатый вал. Радиус кривошипа управляет ходом, который создает движущую силу двигателя. Радиус относится к расстоянию между коренными шейками от шатунных шеек. Увеличение этого радиуса позволит получить два преимущества. Первым преимуществом является больший объем цилиндров. Таким образом, каждый удар будет производить больше энергии. Во-вторых, из-за большего объема цилиндра продолжительность каждого такта будет больше.
  • Таким образом, в новых моделях автомобилей стало чаще устанавливаться коленчатый вал. Однако следует иметь в виду, что этот тип коленчатого вала будет иметь большее смещение в поршнях. По этой причине длина шатунов также уменьшилась.
• Смещенный коленчатый вал: Однако существует более экономичный метод реализации того же принципа, что и в коленчатом вале со штоком.