Монтаж на нестандартни разпределителни валове
Преди да говорим за дизайна на разпределителния вал, нека разгледаме процесите, които се случват по време на пълненето на цилиндъра с гориво-въздушна смес и почистването му от отработените газове.
По време на такта на всмукване буталото има време да разпръсне сместа толкова много, че скоростта на потока във входа на главата на цилиндъра може да достигне няколкостотин километра в час. Такъв поток има достатъчно голям запас от кинетична енергия; няма да спре моментално по цялата дължина на прохода, дори ако клапанът е напълно затворен. Ето защо всички разпределителни валове са проектирани така, че всмукателният клапан се затваря по-късно, отколкото буталото премине BDC и се отваря, преди буталото да достигне TDC. Това е необходимо за това. Докато буталото се движи надолу по време на такта на всмукване, то създава вакуум в цилиндъра и засмуква горимата смес. След като достигне BDC, буталото спира и след това започва да се движи нагоре. Сега. на пръв поглед буталото трябва да избута сместа обратно, ако клапанът е отворен. Но, както бе споменато по-горе, скоростта на потока е толкова висока, че дори когато буталото започне да се движи нагоре, сместа ще влезе в цилиндъра до определена точка поради инерцията на потока. Когато налягането, с което движещото се нагоре бутало избутва сместа, надвиши налягането, създадено от движението на потока по инерция, сместа ще започне да се изхвърля обратно в канала; Това е моментът, в който вентилът трябва да се затвори. Така например разпределителният вал на двигателя VAZ-2101 осигурява затваряне на всмукателния клапан със закъснение от 40 градуса, след като коляновият вал премине BDC позицията, а за разпределителния вал M45 на конструкторското бюро Dvigatel забавянето на затварянето на клапана е 100 градуса. Но дори когато всмукателният клапан е затворен, потокът на сместа в каналитеЦилиндровата глава и колекторът не спират напълно; в началото на всмукателния тракт сместа продължава да се движи напред, поради което се създава известно излишно налягане пред всмукателния клапан. Ето защо всмукателният клапан не се отваря, когато буталото достигне ГМТ, а малко по-рано (за двигателя ВАЗ-2101 изпреварването на отварянето на всмукателния клапан е 12 градуса).
2. Изпускане и припокриване
Изпускателният клапан се отваря преди буталото да има време да достигне BDC, но в момента, когато цялата или почти цялата смес е имала време да изгори. Това се прави, за да се почисти цилиндърът от изгорелите газове възможно най-пълно В края на такта на изпускане, когато буталото е достигнало почти ГМТ, налягането на изгорелите газове, оставащи в цилиндъра, е много малко. Точно в този момент всмукателният клапан се отваря отново и работната смес, която все още не е загубила цялата си енергия, започва да тече в цилиндъра, изтласквайки остатъците от отработените газове. За двигателя VAZ-2101 изпускателният клапан се отваря с преднина от 42 градуса Изпускателният клапан се затваря, когато буталото премине TDC и коляновият вал се завърти с няколко (за VAZ-2101 - 10) градуса Позицията на разпределителния вал, при която всмукателният и изпускателният цилиндър са отворени едновременно, се нарича припокриване.
В българската техническа реч са възприети следните термини, свързани с темата на статията.
Ширина на фазата на отваряне или само фазаФаза,измерено в градуси на въртене на коляновия вал, това е мярка за продължителността на отваряне на клапана, която показва на какъв ъгъл ще се завърти коляновият вал през времето, когато клапанът е отворен.
ПовдиганеПовдигането на клапана в милиметри е максималният ход на клапана.
ПрипокриванеТерминът "припокриване" може да се отнася до две количества.
Припокриването в градуси на въртене на коляновия вал показва колко време са отворени и двата клапана. Припокриването в милиметри е колко всмукателният и изпускателният клапан са отворени, когато буталото е в ГМТ. Буталото преминава ГМТ точно в момента, когато клапаните са в припокриване, така че количеството на припокриване в милиметри трябва да се знае, за да се избегне удар на буталото в клапаните.
Диаметър на основата (“основа”)– диаметър на кръглата част на гърбицата. Ако основата на вала отговаря на стандарта за този двигател, валът се нарича пълна основа. Ако базата е намалена - непълна база.
Изпреварването на отваряне на клапана и изоставането при затваряне на клапана в градуси на въртене на коляновия вал трябва да бъдат известни, за да се сравняват валове с подобни характеристики.
4. Избор на разпределителен вал.
Нито един разпределителен вал не може да осигури на двигателя максимална ефективност в целия диапазон на работни обороти. Следователно валът трябва да бъде избран въз основа на режима на работа, който ще бъде основният.
От горното следва, че основният параметър, влияещ върху работата на разпределителния вал, е дебитът на сместа във всмукателния тракт, който се определя от текущия дебит на сместа. Консумацията на смес от своя страна зависи от обема на двигателя и оборотите на коляновия вал (тоест, например, малък двигател при високи обороти ще консумира толкова смес, колкото двигателголям обем при ниска скорост на коляновия вал).
Именно тези параметри определят максимално допустимата ширина на фазата и продължителността на припокриване. Ако широкофазов разпределителен вал е монтиран на двигател с малък работен обем или двигател, работещ при ниски скорости, тогава поради ниската скорост потокът на сместа няма да има резерва от кинетична енергия, необходим за постигане на ефектите, описани в раздел 1. Тоест, с голямо забавяне при затваряне на всмукателния клапан след BDC, буталото ще изтласка част от сместа във всмукателния тракт, което само ще влоши пълненето на цилиндрите. В същото време двигател с теснофазовият вал ще загуби мощност при високи скорости, тъй като всмукателният клапан, затваряйки се твърде рано и отваряйки твърде късно, ще отреже сместа, която може да влезе в цилиндъра.
Като цяло, тенденцията е, че колкото по-широка е фазата, толкова повече ще бъде двигателят. Обратно, при работа при ниски и средни обороти разпределителните валове с прекалено широка фаза ще покажат по-лоши резултати.
Също така, като правило, колкото по-широки са фазите на разпределителния вал, толкова по-голямо е количеството на припокриване.
4.2. Повдигане на клапана.
Увеличаването на повдигането на клапана подобрява пълненето на цилиндъра чрез увеличаване на площта на потока на всмукателния тракт. Степента на повдигане на клапана е ограничена от геометричните размери на частите и риска от „увисване“ на клапана при високи скорости. Известно е, че при работа при високи (повече от 8 хиляди) обороти, клапаните на много двигатели нямат време да се затворят напълно, преди буталото да достигне TDC. В допълнение към опасността от разрушаване на буталата и клапана, замръзването вреди и на факта, че процесът на разпределение на газа е нарушен. В същото време е очевидно, че колкото по-високо е повдигането на клапана (т.е. пътя, който той трябва да направи при отваряне изатваряне), толкова по-вероятно е да замръзне. Следователно дизайнерите на разпределителни валове, проектирани да работят в такива режими, ограничават повдигането на клапана. Така например разпределителният вал на известния VAZ-2105 VFTS имаше повдигане на клапана само 11,5 mm, въпреки че много спортни разпределителни валове на VAZ се произвеждат с повдигане на клапана до 13 mm.
Обобщавайки горното, можем да съставим няколко „типични портрета“ на разпределителните валове: „масови“ - вал за получаване на максимална мощност при ниски скорости (малка фаза, понякога дори по-малка от фазата на стандартен вал, със значително покачване); спорт - вал за работа при много високи скорости (най-широката фаза е повече от 320 градуса с умерено повдигане) и "настройка" - група валове, предназначени да получат максимална мощност в диапазона от 4-8 хиляди оборота (голямо повдигане на клапана при фаза от 280-320 градуса).
5. Подготовка на главата на цилиндъра за монтаж на разпределителния вал
Монтажът на някои разпределителни валове изисква леглата на клапаните да се утаят. Това е необходимо, първо, за да се осигури правилното положение на кобилицата спрямо разпределителния вал (отнася се за разпределителни валове с намален диаметър на основата), и второ, за декомпресия на пружината на клапана, чиито намотки могат да се затворят, когато повдигането на клапана е повече от 12,0 mm B е дълбочината на потъване на седлото; D е основният диаметър на монтирания вал.
1. Какви са характеристиките на стандартния разпределителен вал VAZ-2101?
- Двигателите ВАЗ-2101, -21011, -2103 и 2106 са оборудвани с еднакъв разпределителен вал със следните характеристики: Ширина на всмукателната и изпускателната фази - 232 градуса Припокриване - 0,8 mm;затваряне на входящия клапан - 40 градуса; Предварително отваряне на изпускателния клапан - 42 градуса; Повдигането на клапана е 9,728 mm (вижте "Автомобили VAZ". M: Транспорт. 1974, стр. 31), въпреки че стойността от 9,5 mm понякога се споменава в Интернет.
2. Имам разпределителен вал с неизвестен произход. Как мога да разбера неговите характеристики?
- С помощта на удобен инструмент за измерване може да се определи само повдигането на клапана. За да направите това, измерете минималния и максималния диаметър на гърбицата и умножете разликата по 1,55. Резултатът ще бъде равен на количеството повдигане на клапана.
3. Как да настроите тунинг или спортен разпределителен вал в гараж?
- Най-простият начин за регулиране на разпределителния вал е да се монтира "чрез припокриване". Когато буталото на първия цилиндър е в ГМТ в края на такта на изпускане, с помощта на раздвоена звезда или зъбно колело, валът се настройва така, че и двата клапана на първия цилиндър да са отворени с една и съща стойност (плочите на клапаните трябва да са на едно и също ниво). Това положение на разпределителния вал се нарича нулево припокриване; за повечето валове тя е близка до оптималната.
4. На моя двигател буталото в ГМТ лежи върху клапаните. Какво да правя?
- Необходимо е да се изрежат отворите в челото на буталото по такъв начин, че ходът на клапаните в положение на ГМТ на буталото да е поне с 5 mm повече от припокриването в милиметри.