Diržinės Pavaros Veikimo Principas ir Paskirtis

Diržinė pavaros sistema yra viena iš svarbiausių transporto priemonės mechaninių sistemų, naudojamų variklio energijai perduoti įvairiems automobilio komponentams. Ši sistema efektyviai perneša sukimo momentą nuo variklio į tokius komponentus kaip generatorius, vairo stiprintuvo siurblys, kondicionierius ir vandens siurblys. Diržinė pavaros sistema užtikrina, kad variklio energija būtų efektyviai perduodama įvairiems pagalbiniams komponentams, leisdama jiems veikti sinchroniškai ir efektyviai.

Diržinės pavaros sistemos komponentai

Diržinė pavaros sistema susideda iš kelių pagrindinių komponentų, kurie dirba kartu, kad užtikrintų patikimą ir efektyvų visos sistemos veikimą:

• Pagrindinis pavaros diržas (serpentino diržas): Tai pagrindinis komponentas, kuris perduoda sukimo momentą iš variklio alkūninio veleno į pagalbinius įrenginius.
• Alkūninis velenas: Pagrindinis variklio komponentas, kuris konvertuoja stūmoklių judesį į sukimo momentą.
• Generatorius: Prietaisas, kuris generuoja elektros energiją varikliui veikiant.
• Vandens siurblys: Atsakingas už aušinimo skysčio cirkuliaciją per variklį, užtikrinant, kad variklis neperkaistų.
• Vairo stiprintuvo siurblys: Tiekia hidraulinį slėgį vairo stiprintuvui, kad vairavimas būtų lengvesnis.
• Oro kondicionieriaus kompresorius: Varomas serpentino diržu ir yra atsakingas už oro kondicionavimo sistemos veikimą.
• Įtempiklis ir įtempimo skriemulys: Užtikrina, kad serpentino diržas visada būtų tinkamai įtemptas.

Paskirstymo pavaros esmė ir tipai

Variklio paskirstymo mechanizmas gali būti įgyvendintas naudojant diržą arba grandinę. Nei viena sistema savaime nėra universaliai pranašesnė. Paskirstymo pavaros esmė - perduoti judesį iš alkūninio veleno į paskirstymo veleną (arba velenus). Šio perdavimo santykis yra 1:2, tai reiškia, kad paskirstymo velenas sukasi perpus mažesniu greičiu nei alkūninis. Pavaros sprendimai skirtinguose varikliuose gali būti įvairūs. Dažniausiai naudojamas dantytasis diržas arba grandinė. Kai kuriuose varikliuose paskirstymo pavarą sudaro tik krumpliaračių sistema, pavyzdžiui, dyzeliniame V10 variklyje, kuris buvo montuotas į pirmos kartos „Volkswagen Touareg“. Taip pat egzistuoja mišrūs sprendimai, tokie kaip grandinė ir krumpliaračiai („Mercedes-Benz“ OM 651 dyzelinis variklis), diržas ir grandinė (senesniuose DOHC varikliuose), diržas ir krumpliaračiai („Renault“ 2.2 dCi variklyje). Kiekvienas sprendimas turi savų privalumų ir trūkumų, tačiau tinkama priežiūra, bet kuriuo atveju, yra būtina.

Diržinės pavaros paprastai susideda iš skriemulio (varančiojo skriemulio), pritvirtinto prie varančiojo veleno, skriemulio (varomo skriemulio), pritvirtinto prie varančiojo veleno, ir diržo (varančiojo diržo), tvirtai pritvirtinto prie dviejų ratų. Varomasis diržas yra įrankis, skirtas perduoti jėgą tarp varančiojo ir varančiojo rato. Pagal skirtingus veikimo principus jie daugiausia skirstomi į dvi kategorijas:

• Frikcinės diržinės pavaros: Šios pavaros priklauso nuo trinties tarp diržo ir skriemulio. Frikcinės diržinės pavaros pasižymi paprastos konstrukcijos, lengvo gamybos ir montavimo ypatumais, tačiau jų perdavimo santykis yra nestabilus, atsiranda elastingo slydimo ir slydimo reiškinių.

  • Plokščia diržinė pavara: diržas yra uždėtas ant lygaus rato paviršiaus, o transmisija atliekama dėl trinties tarp diržo ir rato paviršiaus. Tinka mažo greičio ir mažo sukimo momento atvejams.

  • V formos diržo pavara: galia perduodama trintis tarp dviejų trapecinio diržo pusių ir rato griovelio kraštų. Turi didelę laikomąją galią ir tinka dideliu greičiu ir dideliu sukimo momentu.

  • Apvali diržinė pavara: galią perduoda trintis tarp apvalaus diržo ir apvalaus diržo skriemulio kontaktinio paviršiaus. Pasižymi geru lankstumu ir tinka progoms, kai reikia dažnai užvesti ir stabdyti.

  Frikcinės diržo pavaros tinka didelės spartos transmisijai su maža ir vidutine galia, kuriai nereikia didelio perdavimo santykio tikslumo ir didelio atstumo nuo centro. Be to, frikcinio diržo pavara taip pat turi vibracijos sugėrimo, buferinio smūgio ir apsaugos nuo perkrovos pranašumų, todėl ji plačiai naudojama žemės ūkio technikoje, buitiniuose prietaisuose ir kitose srityse.

• Tinklinės diržinės pavaros: Šios pavaros priklauso nuo diržo ir skriemulio dantų susiliejimo. Tinklinė diržinė pavara - tai perdavimas per dantis ant diržo ir rato. Šis perdavimo būdas gali užtikrinti perdavimo santykio tikslumą, aukštą perdavimo efektyvumą ir neslysti perdavimo proceso metu. Paskirstymo diržo pavara yra tipiškas jungiamojo diržo pavaros metodas, kuriame naudojami dantytas paskirstymo diržas ir dantyti skriemulys.

  Paskirstymo diržo pavara pasižymi tiksliu perdavimo koeficientu, dideliu perdavimo efektyvumu, sklandžiu ir be smūgių bei mažu veikimo triukšmu. Jis plačiai naudojamas įvairioje pramoninėje įrangoje ir automatizavimo sistemose, tokiose kaip automatikos įranga, CNC staklės, spausdintuvai ir kitais atvejais, kuriems reikalingas didelio tikslumo perdavimas. Paskirstymo diržo pavara taip pat gali atlaikyti didelę apkrovą ir yra tinkama atvejams, kai perduodamas didelis sukimo momentas, pavyzdžiui, sunkiosios technikos, inžinerinės technikos ir kt. Be to, paskirstymo diržo pavara nereikalauja tepimo, o tai sumažina priežiūros darbų krūvį ir taršą bei atitinka energijos taupymo ir aplinkosaugos reikalavimus.

Paskirstymo diržo veikimo principas ir konstrukcija

Paskirstymo diržas (dar žinomas kaip laiko diržas arba GRM diržas) yra vienas iš pagrindinių vidaus degimo variklio komponentų. Jo pagrindinė funkcija - užtikrinti alkūninio ir paskirstymo velenų sinchroninį darbą. Tai leidžia vožtuvams atsidaryti ir užsidaryti tiksliai laiku, o tai yra kritiškai svarbu efektyviam variklio veikimui. Be tinkamos sinchronizacijos gali įvykti rimtas ir brangiai atsieisiantis mazgo gedimas.

Paskirstymo diržas sujungia alkūninį veleną su paskirstymo velenais ar velenais, leisdamas sinchroniškai veikti vožtuvams ir stūmokliams. Keturtakčiame variklyje alkūninis velenas per du apsisukimus atlieka pilną darbo ciklą, o paskirstymo velenas tuo metu apsisuka vieną kartą. Diržo konstrukcija yra dantyta. Tai leidžia išvengti slydimo ir užtikrina mechaninį tikslumą. Kiekvienas dantis turi atitikti skriemulio profilį. Techniniu požiūriu paskirstymo diržas yra sinchroninis perdavimo elementas, palaikantis nustatytą kampinį santykį tarp alkūninio ir paskirstymo velenų.

Daugelyje variklių paskirstymo diržas suka ir vandens siurblį. Vandens siurblys cirkuliuoja aušinimo skystį per variklio bloką ir cilindrų galvutę, palaikydamas darbinę temperatūrą. Dėl to paskirstymo sistema turi būti vertinama kaip vientisas mechaninis mazgas.

Paskirstymo diržo konstrukcija ir medžiagos

Paskirstymo diržas dažniausiai yra pagamintas iš dantytos gumos, sustiprintas stiklo pluoštu, plienu ar kitu tvirtu lanksčiu pluoštu. Šios medžiagos yra patvarumo ir stiprumo garantas. Šiuolaikiniai paskirstymo diržai gaminami iš kelių sluoksnių:

• Išorinis diržo žiedas: pagamintas iš sintetinio kaučiuko. Ši medžiaga yra labai elastinga ir slidi, todėl tarp išorinio žiedo ir kontakto su vedančiuoju ar įtempimo guoliais nesusidaro didelės pasipriešinimo (trinties) jėgos. Tačiau sintetinis kaučiukas nėra atsparus cheminėms medžiagoms, ypač pagamintoms iš angliavandenilių (alyvos, tepalai, kuras, skiedikliai ir t. t.) bei silikonų. Dėl jų poveikio diržas pradeda irti, netenka elastingumo ir patvarumo. Todėl negalima naudoti jokių cheminių medžiagų, kurios turėtų pašalinti diržo „cypimą“.
• Stiklo audinio kordas: įlydytas diržo viduje. Dėl jo diržas yra atsparus tampymui (beveik nesitempia) ir karščiui (nuo šilumos nesiplečia). Jis nenutrūksta ir nenukrenta. Vis dėlto stiklo audinio kordas nėra atsparus per dideliam sulenkimui ir gali sutrūkinėti. Todėl be būtino reikalo nerekomenduojama išimti paskirstymo diržo iš gamintojo pakuotės.
• Krumpliai: dažniausiai gaminami iš sintetinio kaučiuko su specialiais priedais (UVA ir UVB filtrai, priemonės nuo senėjimo), pagerinančiais atsparumą aukštai temperatūrai. Kai kuriuose diržuose su trapecinių krumplių profiliu galima pastebėti specialius griovelius, kurie pašalina orą iš tarp krumplių esančios erdvės, kai variklio sūkių greitis didelis.
• Krumplių danga: specialus audinys arba teflonas, kuriuo padengiami krumpliai. Šios medžiagos sustiprina krumplių konstrukciją ir sumažina trintį tarp diržo krumplio ir krumpliaračio (teflonas).

Kad visi diržo elementai būtų patikimai sujungti, jie vulkanizuojami. Dauguma gamintojų ant diržo žiedo įspaudžia specialią etiketę su pagaminimo data. Paskirstymo diržų gamintojai rekomenduoja ilgiausią sandėliavimo laikotarpį (laikant tinkamomis sąlygomis) - ne daugiau kaip 5 metai nuo pagaminimo datos. Praėjus šiam terminui diržas turi būti utilizuojamas. Ant paskirstymo diržų ar jų rinkinių, kuriuose yra „ContiTech“ gamybos paskirstymo diržų, dėžučių yra uždėtos specialios žymos, pagal kurias tiek pardavėjas, tiek pirkėjas iš karto žino, ar šis diržas (rinkinys) gali būti naudojamas.

Įtempiklis - svarbus paskirstymo diržo elementas

Įtempiklis yra neatsiejama paskirstymo mechanizmo dalis. Jis reguliuoja paskirstymo diržo laisvumą, nepriklausomai nuo variklio sūkių ir apkrovos. Be to, jis papildomai amortizuoja diržo virpesius, todėl yra dažnai montuojamas už alkūninio veleno. Įtempiklis tam tikru kampu nukreipia diržą kito krumpliaračio link taip, kad numatytą pavaros sukimo momentą perduotų reikiamą krumplių skaičių.

Įtempikliai būna dviejų tipų:

1. Automatiniai - automatinis įtempiklis automatiškai palaiko tinkamą diržo laisvumą.
2. Neautomatiniai (reguliuojami rankomis) - juose diržą įtempia mechanikas, atitinkamai nustatydamas įtempiklį.

Labai dažnai automobilių ar variklių, turinčių neautomatinius įtempiklius, gamintojai reikalauja, kad vartotojai periodiškai tikrintų paskirstymo pavaros mechanizmo būklę bei galimą įtempimo jėgą. Pažeidus įtempiklį, sunku išvengti diržo įtempimo problemų: diržas gali nutrūkti arba peršokti per krumpliaračius, gali būti nupjauti krumpliai. Visa tai galiausiai baigtųsi labai brangiu variklio remontu.

Paskirstymo diržo ir paskirstymo grandinės palyginimas

Paskirstymo diržas ir paskirstymo grandinė atlieka tą pačią funkciją - užtikrina tikslų variklio mechanizmų darbą. Tačiau jų priežiūra, gedimų rizika ir remonto kainos gali labai skirtis.

Paskirstymo diržo privalumai ir trūkumai

Paskirstymo diržas vertinamas dėl tylesnio veikimo ir mažesnio svorio. Jis yra pigus, lengvas, tyliai dirba ir jo nereikia tepti. Dėl trinties išsiskiria nemažai šilumos, todėl iš plastiko pagamintas diržas arba guolis gali išsilydyti. Tačiau sintetinis kaučiukas, iš kurio padarytas išorinis diržo žiedas, nėra atsparus cheminėms medžiagoms, ypač pagamintoms iš angliavandenilių (alyvos, tepalai, kuras, skiedikliai ir t. t.) bei silikonų. Dėl jų poveikio diržas pradeda irti. Jis ilgainiui netenka elastingumo, tamprumo, elementai išsisluoksniuoja, diržas ima „pūstis“, sumažėja jo patvarumas.

Dantytasis diržas, kuris perduoda judesį paskirstymo velenui, gali būti tradicinio tipo („sausasis“) arba „šlapiasis“, kuris yra papildomai sutepamas alyvoje. Pastarąjį sprendimą kadaise sukūrė „Continental“, žadėdama itin ilgas tarnavimo ribas. Tačiau praktika parodė priešingai. Didžiausią įtaką gedimams turėjo tiesioginio įpurškimo technologija, dėl kurios šaltuoju metu į variklio alyvą patekdavo benzino likučių. Be to, itin ilgi alyvos keitimo intervalai - iki 30 000 km - dar labiau blogino situaciją.

Paskirstymo grandinės privalumai ir trūkumai

Paskirstymo grandinė yra patikima ir ilgaamžė. Kai kurių konstrukcijų varikliuose ji gali sėkmingai išlaikyti net iki 300-500 tūkstančių kilometrų. Dėl medžiagų savybių (tinkamų lydinių) ir galimybės naudoti tepimą (pvz., alyvą ar tepalą) grandininių diskų gyvenimo trukmė yra didesnė. Grandinės pavaros gali būti naudojamos ekstremaliose situacijose ir atšiaurioje aplinkoje, kur kitos sistemos gali sugesti. Metalinė struktūra suteikia galimybę atlaikyti aukštesnę temperatūrą ir drėgnas sąlygas. Jai neturi įtakos purvo, purvo ar kitų teršalų buvimas sistemoje; taigi patikima.

Grandininių diskų trūkumai pašalina juos iš tikslių veikimo mechanizmų. Grandinės pavaros sukelia didelį triukšmą (tačiau tyliosios grandinės sukelia mažesnį triukšmą). Sprokliai pailgi ir deformuoti dėl jungties ir žvaigždės kontaktinio paviršiaus nešiojimo. Dėl trinties tarp krumplių joms reikia nuolatinio tepimo. Krumpliaračiai triukšmingai dirba, yra sunkūs ir brangiai pagaminami, todėl, vis plačiau įsigalint nuostatai kurti kuo lengvesnes transporto priemones, tai yra nemenkas trūkumas.

Paskirstymo pavaros priežiūra ir keitimo intervalai

Norint patikimai sujungti visus diržo elementus, juos reikia vulkanizuoti, t. y. apdirbti tam tikroje temperatūroje ir slėgyje. Paskirstymo mechanizmo ilgaamžiškumui ir patikimumui užtikrinti labai svarbu tinkamai prižiūrėti. Dėl netinkamos sinchronizacijos gali įvykti rimtas ir brangiai atsieisiantis mazgo gedimas. Kad paskirstymo mechanizmas sklandžiai funkcionuotų, visi elementai turi veikti saugiai ir patikimai.

Kada reikia aptarnauti paskirstymo mechanizmą?

Nustatyti vieną universalų paskirstymo pavaros keitimo intervalą - praktiškai neįmanoma. Tam įtakos turi ne tik konkretaus variklio konstrukcija ar naudojama pavara (diržas ar grandinė), bet ir daugybė kitų veiksnių: vairavimo stilius, automobilio eksploatavimo sąlygos, alyvos kokybė.

• Krumpliaračių sistema: Jei variklyje paskirstymo mechanizmas varomas vien krumpliaračių sistema, dažniausiai papildomos priežiūros tokiam varikliui nereikia. Vis dėlto, net ir čia, esant itin didelei ridos ribai - šimtams tūkstančių kilometrų - gali atsirasti problemų.
• Dantytasis diržas: Jei paskirstymo pavara varoma dantytuoju diržu, gamintojas visuomet nustato privalomą keitimo intervalą, kuris gali būti nurodytas tiek pagal nuvažiuotus kilometrus, tiek pagal eksploatavimo trukmę. Pavyzdžiui, diržo keitimo intervalas gali svyruoti nuo 60 000 km iki net 240 000 km, o numatytas eksploatacijos laikotarpis - iki 10 metų. Tačiau tokios ribos, ypač realiomis sąlygomis, dažnai peržengia protingą rizikos ribą. Tai - labiau teorinės, nei praktinės gairės, kurios labiau atspindi marketinginę strategiją nei faktinį patikimumą.
• Paskirstymo grandinė: Skirtingai nei dantytasis diržas, paskirstymo grandinė dažniausiai neturi griežtai nustatyto keitimo intervalo. Teoriškai ji turėtų tarnauti visą variklio eksploatavimo laiką. Senesniuose automobiliuose taip dažnai ir būdavo. Grandinė galėdavo atlaikyti šimtus tūkstančių kilometrų be žymesnio išsitampymo.

Rekomendacijos

Automobilių priežiūros ekspertai ragina neaklai pasitikėti vien tik gamintojo rekomendacijomis, o įvertinti realų automobilio naudojimą:

• Jeigu automobilis dažniausiai eksploatuojamas mieste (trumpos distancijos, spūstys), paskirstymo sistemos aptarnavimą reikėtų atlikti kas 60 000 km arba kas 2 metus.
• Jeigu automobilis naudojamas mišriu režimu (miestas ir užmiestis), paskirstymo sistemos aptarnavimą galima atlikti kas 70 000 km arba 3 metus.
• Jeigu automobilis turi paskirstymo grandinę, jos patikrą rekomenduojama atlikti bent kas 50 000-80 000 km. Nors grandinė teoriškai tarnauja ilgiau, ji taip pat reikalauja dėmesio. Taip pat vairuojant automobilį su grandine, variklio alyvą privaloma keisti ne rečiau negu kas 15 000 kilometrų arba kas vienerius metus.

Perkant naudotą automobilį svarbu žinoti, ar variklyje yra paskirstymo diržas, ar paskirstymo grandinė. Jei nėra dokumentų, kad paskirstymo diržas keistas, saugiausia jį pasikeisti iš karto.

Paskirstymo diržo keitimas

Paskirstymo diržo keitimas yra sudėtinga procedūra, kurią rekomenduojama patikėti profesionalams. Beveik visada kartu keičiami diržo įtempėjai, kreipiamieji guoliai ir, jei jis varomas paskirstymo diržu, vandens siurblys. Tai daroma todėl, kad šie komponentai dėvisi kartu, o jų gedimas gali sugadinti net ir naują diržą.

Keitimo etapai:

1. Atjungiama baterija, gali būti išleidžiamas aušinimo skystis (jei diržas suka vandens siurblį).
2. Nuimami pagalbiniai diržai, apsaugos ir komponentai, trukdantys pasiekti paskirstymo diržą.
3. Variklis nustatomas į pirmojo cilindro viršutinį mirusį - nulinį tašką (VMT), o alkūninis ir skirstomieji velenai fiksuojami specialiais įrankiais.
4. Atlaisvinus diržo įtempiklį, nuimamas senas paskirstymo diržas.
5. Naujas paskirstymo diržas montuojamas tiksliai pagal gamintojo žymes ir nustatytą įtempimą.
6. Po montavimo variklis rankiniu būdu pasukamas kelis kartus, kad būtų patikrinta, ar visi velenai išlieka sinchronizuoti.
7. Tik įsitikinus, kad sistema veikia tiksliai, atliekamas galutinis surinkimas ir variklio užvedimas.

Keitimo trukmė priklauso nuo variklio konstrukcijos:

• Paprastos konstrukcijos varikliai: apie 6-8 val.
• Sudėtingi varikliai: 12-20 ir daugiau val.

Kada paskirstymo grandinė tampa problema?

Kai paskirstymo grandinės pakeitė diržus daugelyje variklių, jų reputacija stipriai pašlijo. Ne vienas automobilis jau po 80-100 tūkst. kilometrų pradėdavo skleisti būdingą grandinės barškėjimą, o ir dauguma ekspertų sutartinai tvirtina, kad vienas iš pagrindinių ir ankstyvų grandinės nusidėvėjimo akceleratorių yra per ilgi alyvos keitimo intervalai. Kadangi paskirstymo grandinė yra tepama variklio alyva per specialų purkštuką ir įtempiama hidrauliniu įtempikliu, tinkamas alyvos būklės palaikymas yra itin svarbus. Jei alyva praranda savo tepamąsias savybes, įtempiklis gali nebesugebėti tinkamai įtempti grandinės.

Papildomų problemų kildavo ir dėl konstrukcinių sprendimų. Kai kuriems gamintojams nepavykdavo pagaminti kokybiškų grandinės ir kreipiančiųjų elementų. Iš prastos kokybės plastiko pagamintos kreipiančiosios ar netinkama konstrukcija gerokai trumpindavo paskirstymo sistemos tarnavimo laiką. Įtakos turėjo ir pačių įtempiklių konstrukcija. Japonų gamintojai, tokie kaip „Suzuki“ ar „Mazda“, naudojo įtempiklius su užrakinimo mechanizmu, kuris užtikrindavo grandinės įtempimą net ir išjungus variklį. Tuo tarpu kitos markės, pavyzdžiui, „Volkswagen“ (TSI varikliai), pasirinko įtempiklius be užraktų. Dėl to išjungus variklį alyvos slėgis nukrenta, įtempiklis atsileidžia ir grandinė laisvėja. Vėl užvedus variklį, kol susidaro pakankamas alyvos slėgis, grandinė būna laisva ir tai sukelia laikiną paskirstymo fazių nesuderinamumą.

Vis dėlto, automobilių pasaulyje egzistuoja ir nemažai gerų išimčių. Pavyzdžiui, „Renault“ M9R ir R9M dyzeliniai varikliai labai dažnai be didelių problemų nuvažiuoja 300 000 kilometrų su originalia, vis dar tyliai veikiančia paskirstymo sistema. Nepriklausomai nuo to, paskirstymo grandinės keitimas paprastai yra kur kas sudėtingesnis nei diržo. Diržas dažniausiai pasiekiamas nuėmus plastikinį dangtį, tuo tarpu norint pakeisti grandinę tenka atlikti dalinę variklio ardymo procedūrą, o tai natūraliai lemia didesnes remonto išlaidas.

tags: #dirzines #pavaros #paskirtis #variklio #sukamojo #judesio