Skirstomasis velenas yra esminis stūmoklinio variklio komponentas, kurio pagrindinė funkcija yra valdyti vožtuvų atidarymą ir uždarymą. Nors keturtakčio variklio skirstomojo veleno apsisukimų dažnis yra perpus mažesnis už alkūninio veleno greitį (dvitaktyje variklyje skirstomojo veleno sukimosi greitis yra toks pat kaip alkūninio veleno), jo apsisukimų dažnis dažnai yra labai didelis. Jis taip pat turi atlaikyti didelį sukimo momentą.
Dėl šių priežasčių skirstomojo veleno konstrukcijai keliami aukšti stiprumo ir atsparumo reikalavimai. Jo medžiaga dažniausiai yra specialus ketus, o 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.
Skirstomojo veleno struktūra
Skirstomojo veleno korpusas yra cilindrinis strypas, tokio pat ilgio kaip cilindro blokas. Ant jo yra keli kumšteliai, kuriais varomi vožtuvai. Vienas skirstomojo veleno galas yra guolio atramos taškas, o kitas galas yra prijungtas prie varančiojo rato.
Kumštelio šonai yra kiaušinio formos. 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 patirti per didelio poveikio dėl pagreičio ir lėtėjimo proceso atidarymo ir uždarymo metu. Priešingu atveju, tai sukels rimtą vožtuvo susidėvėjimą, padidins triukšmą ar kitas rimtas pasekmes.
Todėl yra tiesioginis ryšys tarp kumštelio formos ir variklio galios, išėjimo sukimo momento bei veikimo sklandumo. Paprastai 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.
PUNTUKO AKMUO (ANIMACINIS FILMAS)
Skirstomųjų velenų klasifikacija
Pagal skirstomųjų velenų skaičių varikliai gali būti suskirstyti į du pagrindinius tipus:
- Vienas viršutinis skirstomasis velenas (SOHC - Single OverHead Camshaft)
- Dvigubas viršutinis skirstomasis velenas (DOHC - Double OverHead Camshaft)
Vienas viršutinis skirstomasis velenas (SOHC)
Viename viršutiniame skirstomajame velene (SOHC) cilindro galvutėje esantis skirstomasis velenas tiesiogiai varo įsiurbimo ir išmetimo vožtuvus. Šio tipo konstrukcija yra paprasta ir tinka greitaeigiams varikliams.
Anksčiau buvo dažnai naudojamas šoninis skirstomasis velenas, t. y., skirstomasis velenas buvo cilindro šone ir jį tiesiogiai varė paskirstymo pavara. Norint paversti skirstomojo veleno sukimąsi grįžtamuoju vožtuvo judesiu, galiai perduoti reikėjo naudoti vožtuvo keltuvą (svirtį). Tokiu būdu buvo daug dalių, kurios judėjo atgal, o inercinė masė buvo didelė, o tai nėra palanku variklio veikimui dideliu greičiu. Be to, plona svirtis turėjo tam tikrą elastingumą, dėl kurio lengvai galėjo atsirasti vibracija, pagreitėti dalių susidėvėjimas ir netgi vožtuvas galėjo tapti nekontroliuojamas.
Dvigubas viršutinis skirstomasis velenas (DOHC)
Viršutiniai dvigubi skirstomieji velenai (DOHC) reiškia, kad ant cilindro galvutės sumontuoti du skirstomieji velenai: vienas skirtas varyti įsiurbimo vožtuvams, o kitas - išmetimo vožtuvams. Naudojant dvigubus viršutinius skirstomuosius velenus, nereikalaujami aukšti projektavimo reikalavimai skirstomiesiems velenams ir vožtuvų spyruoklėms.
Šiuolaikiniuose varikliuose skirstomojo veleno padėtis yra viršutinėje cilindro galvutės dalyje. Priklausomai nuo variklio, galime rasti variklių su dviem skirstomaisiais velenais tame pačiame užpakaliuke. Vienas iš jų valdo įsiurbimo, o kitas - išmetimo vožtuvus. Senesniuose varikliuose skirstomasis velenas (-ai) galėjo būti kitose vietose, priklausomai nuo vožtuvų išdėstymo ir paskirstymo tipo. Dabartiniai varikliai vadinami
Skirstomojo veleno sinchronizacija ir jutikliai
Skirstomasis velenas priklauso variklio laiko sistemai. Keturtakčiuose automobiliuose kiekvienas du alkūninio veleno apsisukimai atlieka vieną skirstomojo veleno apsisukimą. Tai reiškia, kad skirstomojo veleno sukimosi greitis yra pusė alkūninio veleno sukimosi greičio. Toks santykis vadinamas skirstomojo veleno lėtėjimo koeficientu. Alkūninis velenas turi suktis du ciklus, kad būtų atlikta viena operacija, o paskirstymo velenui tereikia vieno ciklo.
Prie šios sinchronizacijos sistemos turime pridėti skirstomojo veleno padėties jutiklį (CMP - Camshaft Position Sensor), kuris leidžia variklio valdymo moduliui (ECM) sužinoti, kokioje padėtyje jis yra bet kuriuo metu. Kad veiktų, šis jutiklis turi varinę ritę, suvyniotą ant magneto šerdies. Jutiklis matuoja magnetinio lauko stiprumą, kuris susidaro sukant. Dėl to jis gauna tokius duomenis kaip variklio greitis ir metalinio rotoriaus artumas prie jutiklio, taip žinodamas 1-ojo stūmoklio padėtį. Skirstymo veleno padėties jutiklis yra sumontuotas variklio galvutėje ir nukreiptas link skriemulio, kuris pritvirtintas prie skirstymo veleno. Remiantis jutiklio signalu, variklio valdiklis (ECU) nustato veleno kampą.
Alkūninio veleno jutiklis (CKP - Crankshaft Position Sensor) yra atsakingas už tikslų alkūninio veleno padėties ir sukimosi greičio stebėjimą variklio užvedimo metu. Tikslus alkūninio veleno greičio ir padėties sekimas yra būtinas tinkamam keturtakčio vidaus degimo variklio veikimui. Variklis naudoja alkūninio veleno padėties jutiklį (CKP), kad pateiktų tikslius duomenis, būtinus tinkamam degalų įpurškimo valdymui. Be tinkamos informacijos apie stūmoklių padėtį, variklis gali neužsivesti. Kadangi degalų įpurškimo procesą apsunkins neteisingi signalai iš pažeisto alkūninio veleno jutiklio, degalai gali tinkamai nedegti variklyje. Tai gali ne tik sukelti netolygų variklio darbą, bet ir sumažinti galią.
Iš skirstymo veleno ir alkūninio veleno padėties jutiklių gautą informaciją variklio valdiklis (ECU) naudoja degalų įpurškimo laiko ir uždegimo laiko nustatymui kontroliuoti.
PUNTUKO AKMUO (ANIMACINIS FILMAS)
Sugedusio alkūninio veleno jutiklio požymiai
Sugedusio alkūninio veleno jutiklio požymius pastebėti lengviau nei gali atrodyti. Alkūninio veleno jutiklis yra svarbi komplekto dalis, užtikrinanti tinkamą variklio veikimą. Jis atlieka svarbų vaidmenį užtikrinant tikslų modernių, suderintų variklių veikimą. Transporto priemonė, kurioje diagnozuotas sugedęs alkūninio veleno jutiklis, gali turėti įvairių variklio ir bendrojo veikimo problemų.
Jei įtariamas sugedęs alkūninio veleno jutiklis ar panaši problema sukelia variklio problemų, reikalinga kontrolė. Jei atsiranda jutiklio problema, rekomenduojama visiškai pakeisti dalį. Sustojusi transporto priemonė su pažeistu alkūninio veleno jutikliu tikriausiai iš naujo nepajudės. Patikrinus sugedusio alkūninio veleno jutiklio požymius dėl kitų galimų priežasčių, rekomenduojamas veikimo būdas yra atlikti pakeitimą.
Variklio kontrolinės lemputės atsiradimas
Jei ECU neperduoda informacijos į ECU arba tai, ką jis siunčia, atrodo nerimą keliantis, ECU reaguoja įjungdamas variklio kontrolinę lemputę - tai užuomina įvertinti, kas negerai su transporto priemone. Variklio kontrolinės lemputės atsiradimą gali sukelti įvairios problemos, ne tik alkūninio veleno jutiklis. Jei transporto priemonėje nėra įrengtas paskirstymo veleno jutiklis, variklio įspėjamoji lemputė gali neatsirasti ir diagnostikos įrankyje nėra gedimo. ECU nežino, ar variklis konkrečiai neužsiveda, ar tiesiog yra ramybės būsenoje. Patikrinkite apsisukimus, kad įsitikintumėte.
Veikiančio variklio problemos
Veikiančio variklio atveju problema gali likti nepastebėta, net jei užsidega įspėjamoji lemputė. Taip yra todėl, kad ECU naudoja prognozavimo algoritmus, kad apskaičiuotų dabartinę alkūninio veleno padėtį remiantis ankstesniais duomenimis, leisdamas varikliui toliau veikti.
Kiti sugedusio alkūninio veleno jutiklio požymiai
Sugedęs alkūninio veleno jutiklis nėra vienintelė priežastis, dėl kurios transporto priemonė gali rodyti didesnį nei įprastai degalų suvartojimą, bet vis dėlto tai vienas iš įspėjamųjų ženklų. Sugedus alkūninio veleno jutikliui, variklis gali pereiti į avarinį režimą, jei jis vis dar veikia. Jei variklio darbo metu įvyks alkūninio veleno jutiklio (CKP) gedimas, gali atsirasti uždegimo trikdžių, tačiau tai ne visada turi sukelti neatidėliotinas eksploatacines problemas.
Jutiklių konstrukcija
Jutikliai ant jutiklio korpuso turi jungties lizdą arba su jungtimis užbaigtus laidus. Korpusas be jungčių ir elektroniniai sujungimai be litavimo sukuria patvarią konstrukciją.
Skirstomojo veleno priežiūra ir gedimai
Labai svarbu naudoti tinkamą alyvą mūsų varikliui, taip pat atlikti keitimus, kai gamintojas mums nurodo. Dėl nuolatinio šio komponento judėjimo, perteklinis tepimo trūkumas žymiai sumažina jo naudingo tarnavimo laiką. Taip pat, kai alyva nukritusi iki galo, nes automobilis jau daug dienų nenaudojamas, reikia laiko, kol alyvos siurblys ją nusiunčia į variklio viršų. Tai nėra tiesioginė alkūninio veleno problema, tačiau ji gali jį paveikti, nes sriegiai susidėvi kumštelius.
Tai nėra įprastas gedimas dabartiniuose automobiliuose, nes daug skirstomųjų velenų yra padirbti ir turi labai didelį atsparumą. Ir daug mažiau su individualiu naudojimu, kai retai viršijama tam tikra rida. Bet kokiu atveju, nors tai nėra įprasta daugelyje automobilių, jį galima pamatyti dažniau motociklų skirstomuosiuose velenuose.
Jei susidaro laisvumas prie skirstomojo veleno laikiklių, bus išgirstas barškėjimas ar rėkimas. Dėl to variklis gali labai smarkiai sugesti, jei jis ir toliau naudojamas. Paprastai šią problemą sukelia tepimo trūkumas. Skirstomojo veleno lūžimas ar gedimas yra labai retas. Tačiau turime žinoti, kad jei mums reikia pakeisti šią dalį, tai labai brangi dalis, todėl remontas gali būti labai brangus. Jei reikia keisti, normalu, kad dirbtuvių sąskaita bendruose modeliuose yra apie 1 000 eurų.