Veikimo principas ir sukimosi dažnis

Įvadas į paskirstymo velenėlį

Vidaus degimo variklis veikia tik tada, kai visi jo mechaniniai komponentai juda griežtai suderintu ritmu. Stūmoklių judėjimas, vožtuvų atsidarymas ir degimo momentas turi vykti tiksliai nustatyta seka. Paskirstymo diržas sujungia alkūninį veleną su paskirstymo velenu ir palaiko tikslų jų tarpusavio santykį. Kitaip tariant, jis suderina stūmoklių judėjimą su vožtuvų darbu.

Paskirstymo velenėlio konstrukcija ir funkcijos

A kumštelinis velenas (paskirstymo velenėlis) yra gyvybiškai svarbus vidaus degimo variklio komponentas, atsakingas už įsiurbimo ir išmetimo vožtuvų laiko kontrolę. Jo sukimosi greitis yra pusė alkūninio veleno greičio. Tinkamas paskirstymo velenėlio veikimas yra gyvybiškai svarbus variklio ilgaamžiškumui ir našumui.

Kumštelių ir jų poveikis

Skirstomojo veleno serija turi kiaušinio formos kumštelių skilteles, kurios sukimosi judesius paverčia linijiniu. Jo konstrukcijos tikslas - užtikrinti pakankamą cilindro įsiurbimą ir išmetimą, konkrečiai, kad vožtuvas atsidarytų ir užsidarytų per trumpiausią įmanomą laiką. Be to, atsižvelgiant į variklio ilgaamžiškumą ir veikimo sklandumą, vožtuvas neturėtų turėti per daug įtakos dėl pagreičio ir lėtėjimo proceso atidarymo ir uždarymo metu, nes priešingu atveju tai sukels rimtą vožtuvo susidėvėjimą, padidins triukšmą ar kitas rimtas pasekmes. Todėl yra tiesioginis ryšys tarp kumštelio ir variklio galios, išėjimo sukimo momento ir veikimo sklandumo.

Paprastai tariant, eiliniame variklyje vienas kumštelis atitinka vieną vožtuvą, o V tipo variklis arba horizontaliai priešingas variklis turi po kumštelį kiekvienam dviem vožtuvams. Rotaciniam varikliui ir varikliui be vožtuvų nereikia kumštelių dėl jų ypatingos struktūros.

Matmenys ir išdėstymas

Skirstomojo veleno ilgis paprastai svyruoja nuo 10 iki 32 colių, kurių skersmuo tarp 1 į 2 colių. Skirstomojo veleno išdėstymas skiriasi priklausomai nuo variklio konstrukcijos. Daugelis šiuolaikinių variklių naudoja kintamo vožtuvo laiko nustatymo (VVT) sistemas, kurios reguliuoja vožtuvo laiką, trukmę ir pakėlimą pagal variklio sąlygas realiuoju laiku.

Veikimo mechanika

Skirstomasis velenas nustato, kada įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai atsidaro ir užsidaro alkūninio veleno padėties atžvilgiu. Paprastai skirstomasis velenas sukasi perpus mažesniu greičiu nei alkūninis velenas. Per vieną pilną paskirstymo veleno apsisukimą, alkūninis velenas apsisuka 2 kartus. Ir būtent čia paskirstymo mechanizmas turi užtikrinti visišką sinchronizavimą.

Paskirstymo velenėlio tipai ir rinkos tendencijos

Klasifikacija pagal velenėlių skaičių

Pagal skirstomųjų velenų skaičių jis gali būti suskirstytas į vieną viršutinį skirstomąjį veleną (SOHC) ir dvigubą viršutinį skirstomąjį veleną (DOHC). Vienas viršutinis skirstomasis velenas reiškia, kad yra tik vienas skirstomasis velenas, o dvigubas viršutinis skirstomasis velenas reiškia, kad yra du.

Vienas viršutinis skirstomasis velenas (SOHC)

Viename viršutiniame skirstomajame velene cilindro galvutėje esantis skirstomasis velenas tiesiogiai varo įsiurbimo ir išmetimo vožtuvus. Jis yra paprastos konstrukcijos ir tinka greitaeigiams varikliams. Anksčiau dažniausiai naudotas šoninis skirstomasis velenas, tai yra, skirstomasis velenas yra cilindro šone, yra tiesiogiai varomas paskirstymo pavaros. Norint paversti skirstomojo veleno sukimąsi grįžtamuoju vožtuvo judesiu, galiai perduoti reikia naudoti vožtuvo keltuvą. Tokiu būdu yra daug dalių, kurios juda atgal, o inercinė masė yra didelė, o tai nėra palanki variklio judėjimui dideliu greičiu. Be to, plonas svirtis turi tam tikrą elastingumą, dėl kurio lengva sukelti vibraciją, pagreitinti dalių susidėvėjimą ir netgi padaryti vožtuvą nekontroliuojamą.

Dvigubas viršutinis skirstomasis velenas (DOHC)

Viršutiniai dvigubi skirstomieji velenai - tai du skirstomieji velenai, sumontuoti ant cilindro galvutės, vienas skirtas varyti įsiurbimo vožtuvui, o kitas - išmetimo vožtuvui. Naudojant dvigubus viršutinius skirstomuosius velenus, nereikalaujama aukštų projektavimo reikalavimų skirstomiesiems velenams ir vožtuvų spyruoklėms.

Hidraulinės vožtuvų tarpų reguliavimo sistemos

Šiuolaikiniuose automobilių variklių paskirstymo mechanizmuose dažniausiai naudojamos hidraulinės vožtuvų tarpų reguliavimo sistemos. Pagrindinis šios sistemos elementas, paprastai vadinamas hidrauliniu stūmikliu, sąveikauja su paskirstymo velenėliu tiesiogiai arba per vožtuvo svirtelę. Taip galima išvengti gana dažnai pasitaikančios situacijos, kai velenėlis dirba svyruodamas dėl lizdų ašių nesutapimo.

Hidraulinio stūmiklio veikimo principas

Hidraulinio stūmiklio veikimas yra paremtas kontroliuojamu alyvos srautu tarp aukšto ir žemo slėgio kamerų. Tipinis hidraulinis stūmiklis susideda iš korpuso (1), kurio viduje slankioja plunžeris (2), kurio veikimas paremtas atbuline spyruokle (3). Kai vožtuvo svirtelė nespaudžia plunžerio galvutės, atbulinė spyruoklė (3) pakelia jį į viršų. Variklio alyva iš žemo slėgio kameros (slėgis 2-3 atm.) per vienos krypties rutulinį vožtuvą (4) užpildo aukšto slėgio kamerą (6).

Tarpų kompensavimas

Tarpas tarp vožtuvo svirtelės ir paskirstymo velenėlio kumštelio panaikinamas. Vožtuvo svirtelė iš vienos pusės yra paremta vožtuvo stūmiklio plunžerio, o iš kitos pusės - vožtuvo koto. Paskirstymo velenėlio kumštelio nuspaudžiama svirtelė stumia variklio vožtuvą į apačią. Varikliui įkaitus, variklio vožtuvas, veikiamas temperatūros, pailgėja. Šis pailgėjimas turi būti kompensuojamas pažeminant vožtuvo svirtelės atramos tašką (t. y. pakeičiant hidraulinio stūmiklio ilgį). Priešingu atveju variklio vožtuvo galvutė negulės savo lizde - vožtuvas bus ne iki galo uždarytas.

Kritinės sąlygos ir pasekmės

Kai vožtuvo svirtelė spaudžia plunžerio galvutę, alyva išstumiama iš hidraulinio stūmiklio aukšto slėgio kameros (6) per kalibruotą išleidimo plyšį (8). Kuro ir oro mišinio slėgis iš degimo kameros per ne iki galo uždarytą vožtuvą perkeliamas į paskirstymo velenėlio kumštelius ir veikia juos 1000 - 1500 kG jėga. Tokia jėga nuplėšia apsauginį alyvos sluoksnį, esantį tarp svirtelės (arba stūmiklio) ir paskirstymo velenėlio kumštelio. Dėl to šie elementai sąveikauja „sausai“, todėl labai staigiai kyla jų temperatūra ir abu elementai labai greitai dyla.

Tokiomis sąlygomis dirbanti sistema - paskirstymo velenėlis - hidraulinis stūmiklis / vožtuvo svirtelė - visiškai sudyla automobiliui nuvažiavus vos 100 km. Stūmiklių blokavimo rezultatas ir šio fakto pasekmės parodytos nuotraukose (1-3 nuotraukos).

Paskirstymo velenėlio priežiūra ir gedimai

Paskirstymo velenėlio konstrukcija turi įtakos vožtuvų pavaros komponentų susidėvėjimui. Skirstomojo veleno priežiūra yra labai svarbi siekiant užtikrinti optimalų variklio darbą ir ilgaamžiškumą. Reguliarus bandymas ir techninė priežiūra gali padėti išvengti problemų, dėl kurių variklis gali sugesti.

Dažnos problemos ir simptomai

Paskirstymo velenėlio kumšteliu ir su jais sąveikaujančių svirtelių / hidraulinių stūmiklių priešlaikinis sudilimas dažniausiai pasireiškia automobiliuose, kurių varikliai yra ypač jautrūs laikinai tepimo stokai. Visų pirma, tai visi „Ford“ 1,3-1,6 (CVH), 1,8 (CVH) TD varikliai bei „Opel“ 1,3 OHC arba 1,6 (16 DA) varikliai.

Simptomai, tokie kaip staigi tuščioji eiga, uždegimo pertrūkiai arba galios praradimas, gali rodyti paskirstymo veleno problemas. Taip pat gali pasireikšti alyvos nutekėjimai dėl skirstomojo veleno sandariklio gedimo, kas gali sumažinti alyvos lygį ir pakenkti variklio būklei.

Prevencinės priemonės

• Tinkamas tepimas: Norint sumažinti susidėvėjimą, būtinas tinkamas tepimas. Reikia naudoti aukštos kokybės variklio alyvą, laikantis klampumo rekomendacijų, nurodytų transporto priemonės vadove.
• Venkite per didelio sūkių skaičiaus: Per didelis apsisukimų dažnis gali apkrauti skirstomąjį veleną, o tai gali sukelti ankstyvą nusidėvėjimą.
• Tinkamas apšilimas ir atvėsimas: Leidžiant varikliui įšilti prieš agresyvų važiavimą, sumažėja skirstomojo veleno įtampa.

Diagnostika ir tikrinimai

• Apžiūra: Reguliariai tikrinkite skirstomojo veleno skilteles ir kakliukus, ar nėra įbrėžimų, įdubimų ar spalvos pakitimų požymių.
• Magnetinių dalelių tikrinimas: Šis neardomasis bandymo metodas apima skirstomojo veleno įmagnetinimą ir magnetinio tirpalo panaudojimą paviršiaus įtrūkimams ar defektams aptikti.
• Našumo diagnostika: Suspaudimo ir cilindrų nuotėkio bandymai gali padėti nustatyti veikimo problemas, susijusias su skirstomojo veleno problemomis.
• Tepimo sistemos tikrinimas: Būtina patikrinti tepimo sistemą, kartu su alyvos siurbliu, vožtuvu ir kt.
• Paskirstymo velenėlio sukimosi laisvumas: Patikrinti sukimosi laisvumą idėklų lizduose.

Ką daryti norint išvengti priešlaikinio paskirstymo velenėlio kumštelių sudilimo?

Kruopščiai išanalizuoti paskirstymo velenėlio susidėvėjimo priežastis. Visų pirma, būtina patikrinti vožtuvų darbo tinkamumą (ar jie nėra sugedę) bei tepimo sistemą. Vengti pakartotinio susidėvėjusių hidraulinių elementų montavimo. Sutepti paskirstymo velenėlio kumštelius specialia priemone, kurios konsistencija kaip sutirštintos alyvos. Montuojant naujus hidraulinius stūmiklius, įspausti jų plunžerius apie pusę eigos (2-3 mm). Laikytis tinkamos variklio paleidimo procedūros. Atlikę visus anksčiau nurodytus veiksmus, 90 % atvejų išvengsime pakartotinio paskirstymo velenėlio gedimo.

Paskirstymo diržas ir jo reikšmė

Pagrindinė paskirstymo diržo funkcija yra perduoti sukamąjį judesį iš alkūninio veleno į paskirstymo veleną taip, kad būtų išlaikytas tikslus fazių santykis. 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.

Paskirstymo mechanizmo tipai: diržas ar grandinė?

Variklio paskirstymo mechanizmas gali būti įgyvendintas naudojant diržą arba grandinę. Paskirstymo diržas gaminamas iš sustiprintos sintetinės gumos su armuojančiu sluoksniu. Grandinė yra metalinė, dažniausiai dirbanti alyvoje. Pasirinkimą lemia variklio konstrukcija. Nei viena sistema savaime nėra universaliai pranašesnė.

Diržinės pavaros

Diržinėse pavarose judesio perdavimui iš alkūninio veleno į paskirstymo veleną naudojami rumbuoti diržai. Paprastai diržinė pavara veikia „sausai“, tai reiškia, kad sistema yra už variklio korpuso ribų. Automobilių gamintojų pavarų diržų privalumai yra sklandus veikimas, minimalus išsitempimas per visą eksploatavimo laiką ir mažas svoris. Patogi yra gamintojų rekomendacija dėl pakeitimo dažnumo, nes dirbtuvės gali suplanuoti tinkamą pakeitimo laiką. Jei nesilaikoma rekomenduojamo pakeitimo dažnumo, diržas gali sugesti. Tai gali rimtai pakenkti varikliui, sugadinti vožtuvus ir stūmoklius.

Rekomendacija: Jokiu būdu nepatartina keisti atskirai diržo arba atskirų jo elementų. Profesionaliose dirbtuvėse keičiami visi diržinės pavaros elementai. Priklausomai nuo automobilio modelio, taip pat rekomenduojama pakeisti ir vandens siurblį.

Prekės ženklas INA, priklausantis Schaeffler grupei, siūlo atsarginių dalių rinkoje daugiau kaip 750 įvairių remonto skirtų rinkinių su diržu ir vandens siurbliu paskirstymo pavarai. INA pasiūlymas apima 97 % Europos automobilio parko automobilių ir 95 % Azijos parko poreikio. Dirbtuvių darbuotojai gali būti tikri, kad renkantis INA Belt Drive KIT gaus tos pačios kokybės produktą, kaip ir produktus, pateiktus naujų automobilių surinkimui. Remonto komplektai visada turi reikiamą montavimo įrangą, pvz. varžtus, veržles, kaiščius ir tarpines.

Grandininės pavaros

Sistema su paskirstymo veleno grandine yra variklio viduje po apsauga, papildomai sutepama tepalu ir priklausomai ar variklis sumontuotas išilgai ar skersai, stovi nuo variklio korpuso pusės arba pavarų dėžės pusėje. Grandininės pavaros yra neremontuojamos ir tarnauja tiek, kiek ir variklis. Bet net patvariausios pavaros susidėvi dėl laiko ir medžiagos senėjimo. Dažniausia problema yra grandinės ištempimas dėl medžiagos trinties. Kadangi grandinė veikia variklio korpuso viduje, nusidėvėjimas nematomas. Per didelis susidėvėjimas ir negrįžtama žala dažnai girdima kaip grandinės „bildesys“. Tai rodo galimą pavaros grandinės gedimą.

Rekomendacija: Kaip ir diržinės pavaros atveju, čia taip pat nereikia keisti pavienių grandininės pavaros elementų. Visada pakeiskite visus sistemos komponentus. Tokiu būdu jūs galėsite išvengti trumpalaikių nesėkmių pavojaus, kuris gali atsirasti, pavyzdžiui, pakeitus tik vieną iš grandinės įtempiklių.

Be to, nesilaikymas rekomenduojamo tepalų keitimo arba naudojant žemos kokybės tepalus vietoje tepalo, rekomenduojamo transporto priemonės gamintojo, veda prie greitesnio paskirstymo grandinės susidėvėjimo. Net vairavimo maniera turi įtakos grandinės ilgaamžiškumui. Per didelis susidėvėjimas gali būti važiavimo šaltu varikliu, mažais atstumais, didele galia, pasekmė. Tai iššaukia užteršimą, nepakankamą sistemos sutepimą tepalu. Padidėja trintis, kuri priveda prie metalo nusitrynimo ir grandinės pailgėjimo.

Markė „INA“ siūlo platų grandininių pavarų asortimentą. Komplekte yra paskirstymo grandinės, krumpliaračiai, hidrauliniai ir mechaniniai grandinių įtepikliai. „INA KIT“ remonto rinkiniuose yra papildomų tarpinių ir visi montavimo įrankiai, reikalingi profesionaliam remontui.

Paskirstymo mechanizmo įtempimo elementai

Kad būtų užtikrintas tobulas vožtuvų mechanizmo veikimas, abi paskirstymo sistemos `pavaros reikalauja įtempimo elementų, kad prisitaikytų prie temperatūros, atmosferos sąlygų ar medžiagos senėjimo. Grandininio mechanizmo atveju naudojami mechaniniai ir hidrauliniai grandinės įtempikliai, taip pat kreipiantieji ir įtempiantieji velenėliai. Diržiniam mechanizmui naudojami mechaniniai, pusiau automatiniai, automatiniai bei hidrauliniai įtempikliai.

„Schaeffler“ siekia prisitaikyti prie paskirstymo mechanizmo tendencijų bei reaguoja į transporto priemonių gamintojų lūkesčius dėl variklio darbo tikslumo, įvairovės ir šio mechanizmo ištvermės. Kitas iššūkis yra variklio downsizing, kurį naudoja dauguma transporto priemonių gamintojų. Downsizing turi įtakos degimo slėgio didinimui, o tai savo ruožtu sukelia nereguliarias variklio apsukas. Toks nereguliarumas perkeliamas į paskirstymo pavarą ir turi būti kompensuojamas. Didėjanti mechaninė ir terminė apkrova, taip pat yra iššūkis šiuolaikiniams paskirstymo mechanizmams. Atsižvelgiant į visus šiuos reikalavimus, paskirstymo mechanizmas turėtų būti labai patvarus, turėtų turėti maksimalų ilgalaikį tarnavimo laiką. Mechanizmai turėtų būti paprastai prižiūrimi ir lengvai remontuojami.

Aštrūs paskirstymo velenėliai autosporte

Aštrūs paskirstymo velenėliai puikiai žinomi mechanikams, ruošiantiems automobilius motorsportui. Nors paskirstymo velenas atlieka labai svarbų vaidmenį bet kuriame variklyje, aštrūs paskirstymo velenėliai drastiškai keičia variklio darbo charakteristiką. Ši modifikacija yra labai gerai žinoma ir vertinama motorsporte.

Poveikis variklio darbui ir montavimo ypatumai

Montuojant aštrius paskirstymo velenėlius, variklio darbas, ypač žemais sūkiais, drastiškai pasikeičia. Motorsportui skirtuose automobiliuose tai yra labai gera modifikacija, galinti padidinti galią 10-15%. Automobilis iš tiesų keičia darbo charakteristiką ir įgauna „gyvybingumo“. Tačiau kalbant apie kasdienius automobilius, nors juos, žinoma, galima taip modifikuoti, daugumos nuomone, tai neverta. Prie to prisideda ir didelės išlaidos.

Aštraus velenėlio naudojimas dažniausiai reikalaus variklio valdymo bloko (ECU) perprogramavimo, kad būtų suderintas kuro mišinys ir išvengta variklio gedimo. Ypač didžiausias skirtumas pastebimas, kai automobilyje yra „Standalone“ tipo laidų pynė ir kompiuteris.

Konfigūracijos ir rekomendacijos

Aštrūs velenėliai yra įvairių konfigūracijų su skirtingais parametrais. Jie apibūdinami vožtuvų bendro atidarymo kampu ir pakėlimu. Galima įsigyti aštresnius velenėlius nei serijiniai, kurie nėra labai ekstremalūs, arba galima įsigyti visiškai aštrius velenėlius, visiškai keičiančius variklio charakteristiką. Pavyzdžiui, kai kuriuose automobiliuose, tokiuose kaip Alpine E30, gamykliškai sumontuotas aštresnis velenėlis, ir skirtumas beveik nejaučiamas.

Tepalo sandarikliai (riebokšliai) paskirstymo velenėliui

Tepalo sandarikliai, kitaip dar vadinami riebokšliais, yra esminės transporto priemonės variklio sudedamosios dalys. Jie skirti užkirsti kelią alyvos nutekėjimui iš variklio ir nešvarumų, tokių kaip dulkės, purvas ir drėgmė, patekimui į variklio vidų, apsaugodami vidines dalis nuo išorinių teršalų. Paskirstymo velenėlio riebokšliai yra itin svarbūs, nes jie apsaugo velenėlio guolius ir aplinkinius komponentus nuo alyvos praradimo, o tai gali lemti variklio perkaitimą ir žalą.

Medžiagų svarba

Tepalo sandariklių gamyboje naudojamos įvairios medžiagos, tokios kaip FPM (fluoropolimero elastomeras) ir PTFE (politetrafluoretilenas). Šios medžiagos pasižymi atsparumu aukštai temperatūrai, alyvai ir cheminėms medžiagoms, todėl užtikrina ilgaamžiškumą ir patikimą sandarinimą įvairiomis sąlygomis.

Pavyzdžiai ir techninės charakteristikos

Žemiau pateikiami keli pavyzdžiai tepalo sandariklių (riebokšlių) paskirstymo velenėliui, su jų pagrindinėmis charakteristikomis:

Kur įsigyti?

Inter Cars Lietuva internetinė parduotuvė siūlo platų naujų atsarginių dalių, priedų ir aksesuarų asortimentą įvairioms transporto priemonėms, įskaitant automobilius, sunkvežimius, žemės ūkio techniką ir motociklus. Čia galima įsigyti naujų dalių tiesiai iš patikrintų gamintojų. Internetu užsakytos dalys, aksesuarai bei priedai bus pristatyti per kurjerį arba jas galima atsiimti asmeniškai viename iš Inter Cars Lietuva padalinių.

Paskirstymo velenėlio sukimosi dažnis

Paskirstymo velenėlis (arba kumštelinis velenas) yra esminis transporto priemonės variklio komponentas, atsakingas už vožtuvų atidarymą ir uždarymą tinkamu laiku, taip užtikrinant efektyvų kuro degimą ir išmetamųjų dujų pašalinimą. Jo sukimosi greitis yra pusė alkūninio veleno greičio. Nors keturtakčio variklio skirstomojo veleno apsisukimų dažnis yra perpus mažesnis už alkūninio veleno greitį (dvitaktyje skirstomojo veleno sukimosi greitis yra toks pat kaip alkūninio veleno), tačiau dažniausiai jo apsisukimų dažnis vis tiek yra labai didelis.

Didelis greitis ir didelis sukimo momentas kelia aukštus stiprumo ir atramos reikalavimus paskirstymo velenėlio konstrukcijai, o jo medžiaga dažniausiai yra specialus ketus, kartais naudojami kaltiniai. Kadangi vožtuvo judėjimo dėsnis yra susijęs su variklio galia ir veikimo charakteristikomis, skirstomojo veleno konstrukcija užima labai svarbią vietą variklio projektavimo procese.

tags: #skirstymo #velenelis #sukasi #dazniu