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. Hidraulinio stūmiklio veikimas yra paremtas kontroliuojamu alyvos srautui tarp aukšto ir žemo slėgio kamerų.
Tipinis hidraulinis stūmiklis susideda iš korpuso, kurio viduje slankioja plunžeris, kurio veikimas paremtas atbuline spyruokle. Kai vožtuvo svirtelė nespaudžia plunžerio galvutės, atbulinė spyruoklė pakelia jį į viršų. Variklio alyva iš žemo slėgio kameros per vienos krypties rutulinį vožtuvą užpildo aukšto slėgio kamerą. 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 kompensuotas pažeminant vožtuvo svirtelės atramos tašką (t. y. pakeičiant hidraulinio stūmiklio ilgį). Priešingu atveju variklio vožtuvų galvutė negulės savo lizdo, - vožtuvas bus ne iki galo uždarytas. Kai vožtuvo svirtelė spaudžia plunžerio galvutę, alyva išstumiama iš hidraulinio stūmiklio aukšto slėgio kameros per kalibruotą išleidimo plyšį.
Stūmiklių blokavimo rezultatas ir šio fakto pasekmės parodytos nuotraukose. 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. Esant vadinamajai „chilled cast iron“ medžiagai, šios reikšmės gali siekti atitinkamai 44 HRC (snapelis) ir 35 HRC (cilindrinė dalis).
Labai svarbi sąlyga yra ta, kad tarpusavyje sąveikaujanti pora būtų tinkamai parinkta. Kad ir kaip keista, paskirstymo velenėliai, pagaminti pagal „chilled cast“ technologiją, nepasižymi kietesniu kumštelių paviršiumi. Kaip išvengti priešlaikinio paskirstymo velenėlio kumštelių sudilimo? Svarbu patikrinti vožtuvų darbo tinkamumą bei tepimo sistemą, vengti netinkamo montavimo bei naudoti priemones, kurios pagerina tepimą. Montuojant naujus hidraulinius stūmiklius, įspausti jų plunžerius apie pusę eigos (2-3 mm). Laikytis tinkamos variklio paleidimo procedūros. Tokie veiksmai dažnai padeda išvengti pakartotinio gedimo.
Paskirstymo mechanizmų tipai
Paskirstymo veleniai būna keleto tipų, pritaikytų skirtingoms variklių konstrukcijoms. Dažniausiai sutinkami šie:
- SOHC - vieno paskirstomojo veleno mechanizmas: naudoja vieną skirstomąjį veleną cilindro galvutėje ir valdo tiek įsiurbimo, tiek išmetimo vožtuvus. Paprastas, pigus ir ekonominis sprendimas.
- DOHC - dviejų paskirstomųjų velenų mechanizmas: du atskiri skirstomieji velenai cilindrų galvutėse - įsiurbimo ir išmetimo vožtuvams. Leidžia tiksliau valdyti vožtuvų laiką ir pasiekti didesnį našumą.
- Stūmiklinis-svirtelinis vožtuvų mechanizmas (push-rod): skirstomasis velenas yra variklio bloke, o vožtuvų valdymą perima stūmikliai ir svirtelės. Kompaktiškas dizainas ir ilgaamžiškumas.
- Kintamo vožtuvų atidarymo laiko valdymo mechanizmas (Variable Valve Timing): reguliuoja vožtuvų atsidarymo laiką, didinantis efektyvumą. Pavyzdžiai - VVT, VTEC, VANOS.
- Be veleninės vožtuvų valdymo (camless): elektromagnetiniai vožtuvų valdymo sprendimai, leidžiantys visiškai keisti atidarymo laiką ir trukmę. Koenigsegg FreeValve yra vienas iš pirmtakų tokios technologijos pavyzdžių.
Dažniausi gedimai ir jų priežastys
Paskirstymo veleno ir susijusių komponentų gedimų galima išskirti kelis pagrindinius kelius:
- Kumštelių nusidėvėjimas: dėl nuolatinės trinties ir nepakankamo tepimo.
- Guolių problema: senėjantys arba užteršti guoliai gali sukelti netinkamą veleno išcentruotumą, kalenimą ar stuksenimą.
- Paskirstymo diržo/grandinės gedimai: nutrūkus sinchronizavimui, vožtuvai gali susiliečia su stūmokliais ir sukelti rimtus variklio pažeidimus.
- Neteisingas montavimas: netolygus sukimosi laisvumas ar mechaniniai pažeidimai.
Netrivialūs faktai iš materialo nurodo, kad „Stūmiklių blokavimo rezultatas“ ir pasireiškimai yra nuotraukose, taip pat teigiama, jog klastingos jėgos 1000-1500 kg paveikia stūmiklius ir kumštelius, kai vožtuvai liečia stūmiklius „sausai“. Taip pat įvardijama, kad kai kuriose, ypač ankstesnėse kartose Ford ir Opel varikliuose, stūmiklių susidėvėjimas yra ypač jautrus laikinai tepimo stokai.
Kodėl kyla problemos ir ką daryti į tai reaguojant
Norint išvengti priešlaikinio paskirstymo velenėlio sudilimo, svarbu atlikti šiuos veiksmus:
- Kruopštus vožtuvų ir tepimo sistemos patikrinimas; vengti netinkamo tepimo priemonių montavimo.
- Sutepti paskirstymo velenėlio kumštelius specialia priemone, kurios konsistencija panaši į sutirštintą alyvą.
- Patikrinti paskirstymo velenėlio sukimosi laisvumą idėklų lizduose.
- Montuoti naujus hidraulinius stūmiklius su įspaustu plunžerio judesiu apie pusę eigos (2-3 mm).
- Laikytis tinkamos variklio paleidimo procedūros. Taip pat labai svarbu laikytis gamintojo rekomendacijų dėl alyvos ir tarpo tarpinei apsaugai.
90 % atvejų, laikantis šių rekomendacijų, sumažėja pakartotinio paskirstymo velenėlio gedimo rizika. Paskirstymo velenėlis yra vidaus degimo variklio komponentas, kuris diktuoja vožtuvų atidarymo ir uždarymo laiką ir užtikrina tinkamą įsiurbimo bei išmetimo vožtuvų darbą.
Skirstymo mechanizmų pavaros tipai
Skirstymo veleno pavaros tipai apima:
- Krumplinė pavara: tarpusavyje alkūninio veleno ir skirstymo velenų jėga perduodama įstrižakrumpliais cilindriniais krumpliaračiais.
- Grandinine pavara: jėga perduodama žvaigždutėmis ir grandinėmis (vienaeile arba dvieile ritinine grandine). Privalumai - gali perduoti didelį sukimo momentą ir vieną grandinę galima panaudoti keliems skirstymo velenams.
- Krumplinio diržo pavara: derina grandinės ir diržo privalumus - mažą masę, tylų darbą, pigumą. Diržas turi būti atsparus tempimui, tepimo priemonių poveikiui ir drėgmei.
- Karališkasis velenas: kai keliamas didžiausias poreikis dėl mažos masės ir tikslio vožtuvų darbavimo, naudojamas dviejų krumpliaračių porų su velenu derinys.
Techninė priežiūra ir aptarnavimas
Kad variklis veiktų sklandžiai ir išvengtumėte paskirstymo velenų susidėvėjimo ar kitų problemų, laikykitės šių rekomendacijų:
- Alyvos keitimas: reguliarus alyvos keitimas užtikrina gerą tepimą ir ilgaamžiškumą.
- Naudokite kokybišką alyvą ir filtrus: laikykitės gamintojo specifikacijų, naudokite aukštos kokybės filtrus.
- Paskirstymo diržo/grandinės keitimas: laikant gamintojo intervalus, užtikrinamas tinkamas sinchronizavimas ir išvengiama variklio pažeidimo.
- Kruopštus priežiūros planavimas: patikrinkite vožtuvų darbą ir tepimo sistemą; vengti pakartotinio sugedusios hidraulinės įrangos montavimo.
- Priežiūros priemonės: naudojkite priemones, kurios pagerina tepimą ir sumažina trintį tarp stūmiklio, kumštelio ir svirtelių.
- Montavimo patikros: užtikrinkite, kad nauji stūmikliai būtų įmontuoti tinkamai ir laikykitės įspausto plunžerio judesio norms.
- Laikytis tinkamos paleidimo procedūros: tai padeda išvengti ankstyvo dėvėjimosi ir ilgesnio tarnavimo laiko.
Trumpa istorija ir tikslas
Paskirstymo velenas jau nuo XIX a pabaigos atlieka esminį vaidmenį vidaus degimo varikliuose. Nicolaus Otto 1876 m. sukūrė pirmąjį praktišką keturtaktį variklį su skirstomuoju velenu, kuris valdė vožtuvų atsidarymo laiką. Toks patobulinimas leido varikliams veikti efektyviau, tiksliai kontroliuojant įsiurbimo ir išmetimo ciklus. Paskirstymo mechanizmų visuma evoliucionavo nuo paprastų plokščių velenų iki pažangių ritininių skirstomųjų velenų, kurie sumažino trintį ir nusidėvėjimą.
Paskirtis ir funkcija
Variklyje paskirstymo velenas valdo įsiurbimo ir išmetimo vožtuvų darbą. Jam besisukant, veleno kumšteliai spaudžia vožtuvų kėliklius arba stūmiklius, atidarydami vožtuvus ir uždarydami juos. Taip leidžiama oro ir kuro mišiniui patekti į degimo kamerą, o degimo metu susidariusios išmetamosios dujos pašalinamos per išmetimo kolektorių. Preciziškas dujų reguliavimas yra svarbus variklio darbo efektyvumui ir galiai.
Daugeliu atvejų paskirstymo velenas sinchronizuojamas su alkūniniu velenu naudojant diržą arba grandinę, tačiau egzistuoja ir kitokie sprendimai, kaip krumplinė pavara. Palaikomas tikslus velenų koordinaavimas užtikrina, kad stūmokliai ir vožtuvai judėtų darniai, vengiant variklio pažeidimų ir išlaikant sklandų veikimą.
| Tipas | ||
|---|---|---|
| SOHC | Paprastas, pigus | Kompaktiški varikliai |
| DOHC | Tikslus valdymas, didesnis našumas | Aukštesni sūkiai |
| Push-rod | Kompiaktiškumas, ilgaamžiškumas | Dideliame variklyje |
| Variable Valve Timing | Didesnis efektyvumas | Modernūs našūs varikliai |
Be veleninės vožtuvų valdymo (camless) sistemos: tokios sistemos naudoja elektromagnetinius ventilius, leidžiančius keisti vožtuvų atidarymo laiką ir trukmę. Tai ateities technologija, kuri gali pakeisti tradicines sistemas ateityje. Tokių sprendimų pirmtakai - Koenigsegg ir jų FreeValve technologija.
tags: #velenelis #pusmenulis #kojinam #uzvedimaui