Что называется перекрытием клапанов: Перекрытие клапанов. Что это такое, как выставить?

Содержание

Фазы газораспределения — Энциклопедия журнала «За рулем»

Горючая смесь (или воздух, поступающий в цилиндры двигателя) и отработавшие газы имеют определенную массу и обладают инерцией. Вследствие инерционного напора струи воздух (горючая смесь) будет продолжать поступать в цилиндр через впускной клапан в процессе впуска даже тогда, когда поршень, достигнув НМТ, начнет двигаться вверх, в начале такта сжатия. Это обеспечивает лучшее наполнение цилиндра горючей смесью. Таким же образом можно заранее, в конце рабочего хода, открыть выпускной клапан, поскольку поршень уже получил основную энергию от сгоревшего топлива. А также необходимо успеть очистить цилиндр от отработавших газов. Закрыть выпускной клапан лучше после того, как поршень пройдет ВМТ в конце такта выпуска, потому что продукты сгорания по инерции будут еще некоторое время выходить из цилиндра.
Другими словами, клапаны не должны открываться и закрываться в моменты нахождения поршней в соответствующих мертвых точках. В частности, в реальных двигателях существует момент времени, когда одновременно открыты впускной и выпускной клапаны (приблизительно 50° по углу поворота коленчатого вала). Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах поворота коленчатого вала, называют фазами газораспределения, а их графическое изображение носит название диаграммы фаз газораспределения. Угол на диаграмме, соответствующий периоду одновременного частичного открытия впускных и выпускных клапанов, называют углом перекрытия клапанов. Так как время перекрытия клапанов небольшое, то это не приводит к проникновению отработавших газов во впускной трубопровод, а наоборот, за счет инерции уходящего потока этих газов происходит дополнительный подсос горючей смеси в цилиндр, и тем самым улучшается его наполнение.
При этом важно добиться, чтобы цилиндр очищался с максимально возможной степенью, но свежий заряд горючей смеси не уходил в выпускную трубу. У некоторых двигателей (особенно высокооборотных двигателей спортивных автомобилей) угол перекрытия клапанов может достигать большой величины, а если клапаны остаются открытыми на большую величину, когда поршень достигает ВМТ, может произойти удар клапанов в поршень, что приведет к аварии двигателя. Наличие перекрытия клапанов в НМТ (выпускной открывается раньше, чем поршень достигнет НМТ, а впускной позже) не представляет такой опасности, суммарный угол перекрытия всегда боль ше, чем в ВМТ, и часто бывает значительным, особенно в высокофорсированных двигателях.

Теория перекрытия клапанов

вверх в отверстии цилиндра, начинает вжимать некоторую часть уже втянутой рабочей смеси обратно во впускной коллектор. Если продолжительность открывания клапана увеличивается, то мощность начнет слабеть, особенно на низких оборотах.

Увеличение продолжительности выпуска дает подобные преимущества в мощности и подобные ограничения. Открывание выпускного клапана немного раньше НМТ позволяет большей части отработанных газов с высоким давлением выйти самостоятельно, т. е. они выдуваются перед тем, как остальные выдавливаются движением поршня. Это уменьшает давление на поршень, которое сокращает потери на прокачивание и улучшает мощность. В заключение, подобно впускному клапану, положения более раннего открывания и более позднего закрывания клапана относительно седла при такте выпуска уменьшают сопротивление между клапаном и головкой и улучшают характеристики потока. Однако, если выпускной клапан открывается слишком рано, сжатые газы, которые могли бы давить на поршень и вырабатывать мощность, будут освобождаться слишком быстро, рассеивая потенциально полезную энергию.

Когда впускной клапан открывается раньше, а выпускной клапан закрывается поздно, имеется период времени, когда оба клапана открыты. Этот период перекрытия клапанов имеет место, когда поршень находится около ВМТ. Открывание обоих клапанов одновременно может не показаться хорошей идеей, однако, такая технология сжимает движущуюся массу потока выхлопных газов как своеобразный «пылесос», чтобы вытянуть оставшиеся газы. Фактически, этот эффект пылесоса такой сильный, что он также помогает начать впуск потока. Этот более ранний впускной поток, вызванный энергией выхлопных газов, называется продувкой, и он улучшает наполнение цилиндра и увеличивает мощность, особенно на высоких оборотах. Тогда как чрезмерное перекрытие клапанов уменьшает крутящий момент на низких оборотах, потери уменьшаются, когда продолжительность перекрытия настраивается в соответствии с применением — примерно от 40″ для обычного распредвала и примерно до 85° для специального профиля.

Распределительные валы с короткой продолжительностью тактов, разработанные для работы при низких оборотах двигателя, почти всегда имеют короткие периоды перекрытия клапанов. Эти распределительные валы обеспечивают хорошие значения мощности двигателя на низких оборотах, так как фазы работы клапанов не слишком удалены от фаз ВМТ/НМТ. Однако, если вы проводите исследования по получению большей мощности двигателя, не увеличивая число обо-

Что достигают применением устройства для изменения фаз газораспределения при изменении режима работы двигателя?





⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

Главными задачами системы изменения фаз газораспределения являются:

— улучшение качества работы двигателя на холостом ходу;

— снижение расхода топлива;

— оптимизация крутящего момента в области средних и высоких частот вращения коленчатого вала;

— увеличение внутренней рециркуляции отработавших газов с сопутствующим ей снижением температуры газов при сгорании и уменьшением выброса оксидов азота;

— увеличение мощности в области высоких частот вращения коленчатого вала.

19. Что дает опережение открытия выпускного клапана?

Выпускной кулачок должен открывать клапан достаточно рано, чтобы цилиндр успел очиститься от продуктов сгорания. При позднем открытии оставшиеся в цилиндре несгоревшие газы будут смешиваться с поступающей свежей смесью; раннее открытие может существенно снизить мощность рабочего хода, так как давление, толкающее поршень вниз, будет сбрасываться через выпускной канал. Тоже и при закрытии: если закрыть клапан слишком рано, то отработанные газы не успеют выйти, а если слишком поздно, то входящая порция смеси будет вытолкнута в выхлоп вместе со сгоревшими газами. Такое может происходить потому, что в момент прохода поршня через ВМТ при переходе от такта выпуска к такту впуска впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. Это называется «перекрытием клапанов». Этот «перелив» из впускного канала в выпускной может дать двигателю несколько преимуществ. Во-первых, выхлопные газы, выходящие из цилиндра могут быть использованы для создания вакуума — нечто подобное происходит при выдергивании пробки из бутылки. Это будет помогать опускающемуся поршню втягивать в цилиндр свежую смесь. Во-вторых, выхлопную систему можно настроить так, что свежая смесь, переливающаяся в выпускной канал, будут втягиваться обратно в камеру сгорания перед самым закрытием выпускного клапана. Решающим обстоятельством является здесь не продолжительность перекрытия (выражаемая в градусах поворота коленчатого вала), а то, насколько высоко поднимаются клапаны в верхней мертвой точке. При стандартном распредвале высота подъема обоих клапанов в верхней мертвой точке может доходить до 0,76 мм, в то время, как для гоночных автомобилей эта величина достигает 5 мм. В целом, чем больше подъем клапанов при перекрытии, тем при больших оборотах двигатель достигает максимальной мощности, и тем хуже распределение мощности. Здесь уже возникает проблема зазора между клапанами и поршнем. При чрезмерно больших кулачках, дающих высокий подъем клапанов в фазе перекрытия, приходится делать в поршнях специальные углубления — «карманы», чтобы исключить столкновение поршня с клапанами к верхней мертвой точке.



В чем назначение перекрытие фаз?

Когда впускной клапан открывается раньше, а выпускной клапан закрывается поздно, имеется период времени, когда оба клапана открыты. Этот период перекрытия клапанов имеет место, когда поршень находится около ВМТ. Открывание обоихкла-панов одновременно может не показаться хорошей идеей, однако, такая технология сжимает движущуюся массу потока выхлопных газов как своеобразный «пылесос», чтобы вытянуть оставшиеся газы. Фактически, этот эффект пылесоса такой сильный, что он также помогает начать впуск потока. Этот более ранний впускной поток, вызванный энергией выхлопных газов, называется продувкой, и он улучшает наполнение цилиндра и увеличивает мощность, особенно на высоких оборотах. Тогда как чрезмерное перекрытие клапанов уменьшает крутящий момент на низких оборотах, потери уменьшаются, когда продолжительность перекрытия настраивается в соответствии с применением — примерно от 400 для обычного распредвала и примерно до 850 для специального профиля.Распределительные валы с короткой продолжительностью тактов, разработанные для работы при низких оборотах двигателя, почти всегда имеют короткие периоды перекрытия клапанов. Эти распределительные валы обеспечивают хорошие значения мощности двигателя на низких оборотах, так как фазы работы клапанов не слишком удалены от фаз ВМТ/НМТ.

Какие силы действуют вдоль оси распределительного вала?


Преимущества и недостатки косозубых шестерен в приводе распределительного вала

Достоинства:




-практически неограниченная передаваемая мощность

-малые габариты и вес

-стабильное передаточное отношение

Высокий КПД, который составляет в среднем 0,97 – 0,98

Недостатки:

шум в работе на высоких скоростях (может быть снижен при применении зубьев соответствующей геометрической формы и улучшении качества обработки профилей зубьев)

Преимущественное распространение получили передачи с зубьями эвольвентного профиля, которые изготавливаются массовым методом обкатки на зубофрезерных или зубодолбежных станках. Достоинство эвольвентного зацепления состоит в том, что оно мало чувствительно к колебанию межцентрового расстояния

При высоких угловых скоростях вращения рекомендуется применять косозубые шестерни, в которых зубья входят о зацепление плавно, что и обеспечивает относительно бесшумную работу.

Недостатком косозубых шестерен является наличие осевых усилий, которые дополнительно нагружают подшипники. Этот недостаток можно устранить, применив сдвоенные шестерни с равнонаправленными спиралями зубьев или шевронные шестерни.

Шевронные шестерни, ввиду высокой стоимости и трудности изготовления применяются сравнительно редко – лишь для уникальных передач большой мощности.

При малых угловых скоростях вращения применяются конические прямозубые шестерни, при больших – шестерни с круговым зубом, которые в настоящее время заменили конические косозубые шестерни, применяемые ранее.

Конические гипоидные шестерни тоже имеют круговой зуб, однако оси колес в них смещены, что создает особенно плавную и бесшумную работу. Передаточное отнесение в зубчатых парах колеблется в широких пределах, однако обычно оно равно 3 – 5

Преимущества и недостатки цепной и ременной передач в приводе распределительного вала

Преимуществами являются возможность осуществлять передачу на значительные расстояния, эластичность привода, смягчающая колебания и нагрузки и предохраняющая от значительных перегрузок (за счет проскальзывания), плавность хода и бесшумность работы.

К недостаткам относятся меньшая компактность, непостоянство передаточного отношения (из-за скольжения ремня на шкивах), большое давление на валы и подшипники, немного меньший коэффициент полезного действия.

Способы осевой фиксации распределительного вала

Фиксация вала в осевом направлении осуществляется специальными торцевыми ограничителями. У большинства двигателей осевые перемещения ограничиваются упорным фланцем, укрепленным болтами к блок-картеру. Распорное кольцо 6, зажатое между ступицей шестерни и передней опорной шейкой, толще

упорного фланца, что обеспечивает необходимый осевой зазор между торцом шейки и ступицей шестерни.

С какой целью на деталях привода распределительного вала ставят метки?

метка на шкиве коленчатого вала совмещена с меткой на крышке масляного насоса). При этом метка 8 должна совпадать с меткой на задней крышке зубчатого ремня, а метка на маховике должна находиться против среднего деления шкалы на картере сцепления.

Если метки не совпадают, то ослабляют ремень натяжным роликом, снимают со шкива распределительного вала, корректируют положение шкива, снова надевают ремень на шкив и слегка натягивают натяжным роликом. Опять проверяют совпадение установочных меток, провернув коленчатый вал на два оборота по часовой стрелке.

Назначение теплового зазора в приводе клапана, почему его необходимо регулировать в процессе эксплуатации двигателя?


Каково основное назначение пружины клапана?

 

 











Фазы газораспределения


Категория:

   Автомобили и трактора


Публикация:

   Фазы газораспределения


Читать далее:

Фазы газораспределения

Для лучшего наполнения цилиндров двигателя горючей смесью или воздухом и более полной очистки их от отработавших газов открытие и закрытие клапанов производится не в тот момент, когда поршень находится в мертвых точках, а обычно с некоторым опережением при открытии и запаздыванием при закрытии.

Моменты открытия и закрытия клапанов или впускных, выпускных и продувочных окон, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, называются фазами газораспределения.

Фазы газораспределения изображаются в виде круговой диаграммы, называемой диаграммой газораспределения.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Впускной клапан в большинстве случаев открывается с некоторым опережением (аф = 5° — 30°), т. е. до прихода поршня в ВМТ. Опережение открытия предусматривают для того, чтобы к началу такту впуска клапан был достаточно открыт, что улучшает наполнение цилиндра.

Закрытие впускного клапана производится с запаздыванием, т. е. после прохождения поршнем НМТ. При этом, несмотря на начавшееся движение поршня вверх, заполнение цилиндра горючей смесью или воздухом будет продолжаться вследствие все еще имеющегося в нем разряжения, а также вследствие инерции потока горючей смеси или воздуха, движущегося во впускном трубопроводе. С повышением частоты вращения коленчатого вала двигателя понижается давление в цилиндре вследствие сопротивления впускного трубопровода и клапанов и увеличивается инерционный напор потока во впускном трубопроводе и цилиндре. Поэтому с возрастанием быстроходности двигателя обычно увеличивают запаздывание закрытия впускного клапана после НМТ.

Таким образом, время открытия впускного клапана, учитывая опережение открытия и запаздывания закрытия, значительно больше 180° поворота коленчатого вала, в течение которого происходит такт впуска. Этим и достигается улучшение заполнения цилиндров горючей смесью или воздухом.

Выпускной клапан открываемся с некоторым опережением (уф = 40°—80°), т. е. до прихода поршня в НМТ. Так как давление в цилиндре значи тельно превышает атмосферное, то основная масса отработавших газов под собственным давлением уходит из цилиндра до достижения поршнем НМТ. Затем поршень, пройдя НМТ и двигаясь к ВМТ, будет выталкивать оставшиеся в цилиндре отработавшие газы.

Рис. 1. Диаграммы фаз газораспределения:
а — четырехтактного карбюраторного двигателя; б — двигателя ЗИЛ-130; в — двигателя СМД-14

Закрытие выпускного клапана производится с запаздыванием, т. е. когда поршень пройдет ВМТ. При этом очистка цилиндров улучшается, так как, несмотря на движение поршня к НМТ, продукты сгорания продолжают удаляться из цилиндра по инерции, а также вследствие отсасывающего воздействия потока газов, движущегося по выпускному трубопроводу.

Таким образом, для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов период открытия выпускного клапана значительно больше 180° поворота коленчатого вала, в течение которого происходит такт выпуска. Этим и достигается лучшая очистка цилиндра от отработавших газов.

Из диаграммы фаз газораспределения видно, что есть период, когда оба клапана открыты одновременно, — так называемое перекрытие клапанов. Величина угла перекрытия колеблется в пределах 16— 46°. При перекрытии клапанов утечки горючей смеси с отработавшими газами не происходит вследствие небольшого промежутка времени перекрытия и малых проходных сечений в этот период.

Перекрытие клапанов особенно благоприятно влияет на наполнение цилиндров при большой частоте вращения коленчатого вала. В момент, когда впускной клапан начинает открываться, давление в цилиндре остается выше атмосферного. Отработавшие газы с большой скоростью устремляются к незакрытому еще выпускному клапану и в силу своей инерции не пойдут в открывшуюся узкую щель впускного клапана. Когда же начнется такт впуска в цилиндре создастся нужное разрежение, выпускной клапан закроется, а впускной к этому времени будет уже настолько поднят, что проходное сечение для смеси станет значительным и наполнение цилиндра произойдет лучше.

Наивыгоднейшие фазы газораспределения для каждой модели двигателя устанавливают экспериментальным путем при доводке опытных образцов двигателей.

Под фазами газораспределения понимают моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала. Фазы газораспределения изображаются круговыми диаграммами, их подбирают экспериментальным путем в зависимости от частоты вращения коленчатого вала при максимальной мощности двигателя и конструкции его впускных и выпускных газопроводов.

При рассмотрении рабочих процессов двигателей в первом приближении было принято, что открытие и закрытие клапанов происходят в мертвых точках. Однако в действительности открытие и закрытие клапанов не совпадают с положением поршней в мертвых точках. Это связано с тем, что время, приходящееся на такты впуска и выпуска, очень мало, и при максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя оно составляет тысячные доли секунды. Поэтому если открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов будут происходить точно в мертвых точках, то наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгорания будут недостаточными. В связи с этим моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях происходят с определенным опережением или запаздыванием относительно положения поршней в в. м. т. и н. м. т.

Из общей круговой диаграммы фаз газораспределения видно, что при такте впуска впускной клапан начинает открываться с опережением, т. е. до подхода поршня в в.м.т. Угол а опережения открытия впускного клапана для двигателей различных моделей находится в пределах 10—32°. Закрывается впускной клапан с запаздыванием после прохождения поршнем н.м.т. (во время такта сжатия). Угол запаздывания закрытия впускного клапана в зависимости от модели двигателя составляет 40—85°.

Выпускной клапан начинает открываться до подхода поршня к н.м.т. Угол опережения открытия выпускного клапана для различных двигателей колеблется в пределах 40—70°. Закрывается выпускной клапан после прохождения поршнем в.м.т. (во время такта впуска). Угол запаздывания закрытия выпускного клапана равен 10—50°.

Рис. 2. Диаграммы (а—в) фаз газораспределения двигателей и положения поршней (г), соответствующие фазам газораспределения а — общая четырехтактного; б — ЗИЛ-130; в — КамАЗ-740

Углы опережения и запаздывания, а следовательно, и время открытия клапанов делают тем больше, чем выше частота вращения коленчатого вала, при которой развивается максимальная мощность двигателя. Правильность установки газораспределения определяется точным зацеплением зубчатых колес по имеющимся на них меткам или расположением метки на ведущей звездочке (двигатели ВАЗ) против специального прилива на блоке цилиндров.

Общая круговая диаграмма показывает, что в определенный период времени одновременно открыты впускной и выпускной клапаны. Угловой интервал а+ 6 вращения коленчатого вала, при котором оба клапана открыты, называется перекрытием клапанов, которое необходимо для своевременной и качественной очистки цилиндров от продуктов сгорания.

Из диаграммы фаз газораспределения двигателя ЗИЛ-130 видно, что впускной клапан открывается за 31° до прихода поршня в в.м.т., а выпускной клапан закрывается при угле 47° поворота коленчатого вала после в.м.т., следовательно, угол перекрытия клапанов составляет 78°. Открытие выпускного клапана происходит с опережением на 67° до н.м.т., а закрытие впускного клапана — с запаздыванием на 83° после н.м.т. Таким образом, общая продолжительность открытия каждого клапана составляет 294° по углу поворота коленчатого вала двигателя.

Рассмотренные фазы газораспределения двигателя ЗИЛ-130 получены при зазоре в обоих клапанах 0,3 мм (между носком коромысла и торцом стержня клапана). При уменьшении зазора продолжительность открытия впускного и выпускного клапанов возрастает, а при увеличении зазора уменьшается.

Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Фазы подбирают опытным путем в зависимости от быстроходности двигателя и конструкции его впускной и выпускной систем. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов выпускной клапан начинает открываться до достижения поршнем н. м. т., а закрывается после в. м. т. С целью лучшего наполнения цилиндров впускной клапан начинает открываться до достижения поршнем в. м. т., а закрывается после прохождения н. м. т.

Рис. 3. Фазы газораспределения двигателей:
а —ЗМЗ-24, 6 — 3M3-53, в— ЗИЛ-130, г —ЯМЗ-740

Правильность установки газораспределительного механизма определяется зацеплением распределительных шестерен в соответствии с имеющимися на них метками.

Постоянство фаз газораспределения сохраняется при соблюдении температурного зазора между стержнем клапана и носком коромысла. При увеличении зазора продолжительность открытия клапана уменьшается, а при уменьшении зазора — увеличивается.

При рассмотрении рабочих циклов двигателей условно было принято, что открытие и закрытие клапанов происходит в момент нахождения поршня соответственно в в: м. т. или в н. м. т. В действительности моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положением поршней в мертвых точках. Клапаны открываются и закрываются с некоторым, иногда очень значительным, опережением или запаздыванием, что необходимо для улучшения наполнения цилиндров чистым воздухом (дизели) или горючей смесью (карбюраторные двигатели) и лучшей очистки их от отработавших газов. Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах поворота коленчатого вала по отношению к соответствующим мертвым точкам, называют фазами газораспределения и изображают в виде круговых диаграмм.

Рис. 4. Диаграммы фаз газораспределения:
а — общая диаграмма фаз четырехтактного двигателя; б — диаграмма фаз двигателя автомобиля ЗИЛ-130; в — диаграмма фаз дизеля автомобиля КамАЭ-5320; О — центр вращения вала

Рассмотрим общую диаграмму фаз газораспределения четырехтактного двигателя (рис. 4, а). Впускной клапан (точка 1) открывается с опережением (угол а), т. е. до прихода поршня в в. м. т. Вследствие этого в начале движения поршня вниз впускной клапан будет уже открыт на значительную величину, и наполнение цилиндра (благодаря разрежению) воздухом или горючей смесью улучшится. Впускной клапан (точка 2) закрывается с запаздыванием (угол б), т. е. поршень проходит н. м. т., поднимается вверх, совершая такт сжатия, а клапан в это время еще открыт, и горючая смесь или воздух по инерции заполняют цилиндр.

Выпускной клапан (точка 3) открывается до прихода поршня в н. м. т., т. е. с опережением (угол у). Поршень движется вниз, а отработавшие газы уже начинают выходить из цилиндра, так как давление в нем больше атмосферного. Поэтому при движении поршня вверх, во время такта выпуска, меньше затрачивается работы на удаление отработавших газов из цилиндра двигателя. Закрытие выпускного клапана (точка 4) происходит с запаздыванием (угол Р) — после перехода поршнем в. м. т. В этом случае используется инерция продуктов сгорания и отсасывающее действие потока газов в выпускном трубопроводе.

Таким образом, открытие выпускного клапана с опережением и закрытие его с запаздыванием улучшает очистку цилиндра от отработавших газов. Анализируя диаграмму, видим, что в течение некоторого периода времени, за который коленчатый вал повертывается на угол, равный сумме углов а + Р, открыты оба клапана (впускной и выпускной). Этот период называют перекрытием клапанов.

Для правильной установки фаз газораспределения распределительные шестерни двигателя необходимо точно соединить по меткам.

Диаграммы фаз газораспределения некоторых отечественных двигателей приведены в табл. 6. Указанные фазы газораспределения являются расчетными и действительны при соответствующих зазорах между стержнем клапана и концом коромысла или между стержнем клапана и регулировочным болтом толкателя. Для двигателя автомобиля ГАЗ-63А этот зазор равен 0,35 мм, а для автомобиля ЗИЛ-130 составляет 0,30 мм.

Фазы газораспределения

Чтобы получить от двигателя наибольшую мощность, необходимо обеспечить более полную очистку цилиндров от продуктов сгорания и лучшее наполнение их горючей смесью. Для этого клапаны открываются и закрываются с некоторым опережением или запаздыванием. Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, называются фазами газораспределения.

Впускной клапан открывается с опережением в конце такта выпуска, когда поршень не доходит до ВМТ у разных двигателей в пределах 12—30°, а закрывается с запаздыванием в начале такта сжатия, когда поршень отойдет от НМТ на 40—70°. Раннее открытие и позднее закрытие впускного клапана обеспечивают лучшее наполнение цилиндров горючей смесью за счет инерционного напора горючей смеси в впускном трубопроводе. Выпускной клапан открывается с опережением в конце такта рабочего хода за 42— 70° до НМТ, что позволяет отработавшим газам начать выходить из цилиндра под собственным избыточным давлением. Закрытие выпускного клапана происходит через 10—30° после ВМТ в начале такта впуска, что обеспечивает лучшую очистку цилиндра, так как отработавшие газы в это время будут продолжать выходить из цилиндра по инерции. Угол поворота коленчатого вала, на протяжении которого оба клапана в цилиндре открыты, называется перекрытием клапанов величина перекрытия в разных двигателях колеблется от 22 до 60°.

При рассмотрении рабочих процессов двигателей условно принималось, что открытие и закрытие клапанов происходит в момент нахождения поршня в в. м. т. или н. м. т. В действительности моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положением поршней в мертвых точках. Клапаны открываются и закрываются с некоторым, иногда очень значительным, опережением или запаздыванием, что необходимо для улучшения наполнения цилиндров чистым воздухом (дизели) или горючей смесью (карбюраторные двигатели) и лучшей очистки их от отработавших газов.

Рис. 5. Диаграммы фаз газораспределения:
а — общая диаграмма четырехтактного двигателя; б — диаграмма двигателя ЗИЛ-130; о — диаграмма двухтактного дизеля ЯАЗ-М204; О — центр вращения коленчатого вала

Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах поворота коленчатого вала по отношению к соответствующим мертвым точкам, называются фазами газораспределения и изображаются в виде диаграмм.

Рассмотрим диаграммы газораспределения четырехтактного двигателя.

Впускной клапан (точка 1) открывается с опережением (угол а), т. е. до прихода поршня в в. м. т. Вследствие этого при начале движения поршня вниз впускной клапан будет уже открыт на значительную величину и наполнение цилиндра воздухом или горючей смесью улучшится.

Впускной клапан закрывается (точка 2) с запаздыванием (угол б), т. е. поршень проходит н. м. т., поднимается вверх, совершая такт сжатия, когда клапан еще открыт, и горючая смесь или воздух по инерции заполняют цилиндр.

Выпускной клапан (точка 3) открывается до прихода поршня вн. м. т., т. е. с опережением (угол у). Поршень движется вниз, а отработавшие газы уже начинают выходить из цилиндра, так как давление в нем намного больше атмосферного. Поэтому при движении поршня вверх во время такта выпуска меньше затрачивается работы на вытеснение отработавших газов из цилиндра двигателя.

Закрытие выпускного клапана (точка 4) происходит с запаздыванием (угол р) — после перехода поршнем в. м. т. В этом случае используется инерция продуктов сгорания и отсасывающее действие потока газов в выпускном трубопроводе. Таким образом, открытие выпускного клапана с опережением и закрытие его с запаздыванием улучшают очистку цилиндра от отработавших газов. Из диаграммы видно, что в течение некоторого времени, соответствующего сумме углов а + р, открыты оба клапана (впускной и выпускной). Этот период называется перекрытием клапанов.

На рис. 5, в приведена диаграмма фаз газораспределения двухтактного дизеля ЯАЗ-М204. Точка соответствует началу открытия опускающимся поршнем продувочных окон, а точка — закрытию этих окон поднимающимся поршнем. Таким образом, дуга 1—2 характеризует угол поворота коленчатого вала, соответствующий продувке цилиндров, т. е. фазу впуска. Точка соответствует моменту открытия выпускного клапана, а точка — моменту его закрытия, т. е. дуга 3—4 представляет собой фазу выпуска. Точками 5 я 6 обозначены начало и конец впрыска топлива.

Таблица 7
Фазы газораспределения некоторых автомобильных двигателей в градусах поворота коленчатого вала

Фазы газораспределения выбирают в зависимости от быстроходности двигателя.

Величина зазора между стержнем клапана и концом коромысла или между стержнем клапана и регулировочным болтом толкателя оказывает некоторое влияние на фазы газораспределения. Уменьшение указанных зазоров влечет за собой расширение фаз газораспределения, так как клапаны открываются раньше. Увеличение этих зазоров приводит к сужению фаз — клапаны открываются позже.

Для правильной установки фаз газораспределения распределительные шестерни двигателя нужно точно соединять по меткам.

В соответствии с рассмотренными выше теоретическими циклами двигателей внутреннего сгорания открытие и закрытие органов газораспределения (клапанов, окон) должно происходить, когда поршень находится в в. м. т. и н. м. т. В действительных же циклах впуск горючей смеси (воздуха) или выпуск отработавших газов происходит с некоторым опережением или запаздыванием по отношению к этим точкам. Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, называются фазами газораспределения. Графически фазы газораспределения можно представить в виде круговой диаграммы газораспределения. Как видно из диаграммы, открытие впускных клапанов автотракторных двигателей происходит за 10—20° до в. м. т., т. е. раньше, чем закроется отверстие выпускного клапана. Это необходимо для того, чтобы избежать излишнего разрежения в цилиндре и возрастания насосных потерь двигателя. Кроме того, опережение открытия впускного клапана при запаздывании закрытия выпускного клапана улучшает продувку камеры сгорания и очистку ее от остаточных газов с использованием инерционного напора горючей смеси, что особенно важно для быстроходных двигателей. Угол поворота коленчатого вала, при котором одновременно открыты впускной и выпускной клапаны, называется углом перекрытия клапанов. Обычно угол перекрытия равен 20—40°.

Запаздывание закрытия впускного клапана (на 50—70° после н.м.т.) позволяет улучшить наполнение цилиндра. Если оставить впускной клапан открытым после н.м.т., то в цилиндр будет продолжать поступать воздух (смесь) до тех пор, пока не будет использована полностью инерция потока воздуха (смеси), движущегося во впускном трубопроводе. Преждевременное открытие выпускного клапана (за 40—60° Закрытие поворота коленчатого вала до Впускного н.м.т.) позволяет выпускать от- ктпана работавшие газы под собственным давлением (0,35—0,4 МПа), что уменьшает сопротивление

движению поршня в период выпуска. Запаздывание закрытия выпускного клапана (10—20° поворота коленчатого вала после в.м.т.) обеспечивает достаточные проходные сечения для выпуска газов, а также улучшает очистку камеры сгорания от отработавших газов. Фазы газораспределения для каждого двигателя подбирают опытным путем. Величины опережения открытия и запаздывания закрытия клапанов у высокооборотных двигателей больше, чем у тихоходных.


Рекламные предложения:

Читать далее: Детали клапанного механизма газораспределения

Категория: —
Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Зачем менять фазы газораспределения — ДРАЙВ

  • Войти
  • Регистрация
  • Забыли пароль?
  • user
  • Выход

Найти

ДРАЙВ

  • Наши
    тест-драйвы
  • Наши
    видео
  • Цены и
    комплектации
  • Сообщество
    DRIVE2
  • Новости
  • Наши тест-драйвы
  • Наши видео
  • Поиск по сайту
  • Полная версия сайта
  • Войти

  • Выйти
  • Acura
  • Alfa Romeo
  • Aston Martin
  • Audi
  • Bentley
  • Bilenkin Classic Cars
  • BMW
  • Brilliance
  • Cadillac
  • Changan
  • Chery
  • Chevrolet
  • Chrysler
  • Citroen
  • Daewoo
  • Datsun
  • Dodge
  • Dongfeng
  • DS
  • FAW
  • Ferrari
  • FIAT
  • Ford
  • Foton
  • GAC
  • Geely
  • Genesis
  • Great Wall
  • Haima
  • Haval
  • Hawtai
  • Honda
  • Hummer
  • Hyundai
  • Infiniti
  • Isuzu
  • JAC
  • Jaguar
  • Jeep
  • KIA
  • Lada
  • Lamborghini
  • Land Rover
  • Lexus
  • Lifan
  • Maserati
  • Mazda
  • Mercedes-Benz
  • MINI
  • Mitsubishi
  • Nissan
  • Opel
  • Peugeot
  • Porsche
  • Ravon
  • Renault
  • Rolls-Royce
  • Saab
  • SEAT
  • Skoda
  • Smart
  • SsangYong
  • Subaru
  • Suzuki
  • Tesla
  • Toyota
  • Volkswagen
  • Volvo
  • Zotye
  • УАЗ

  • Kunst!
  • Тесты шин
  • Шпионерия
  • Автомобизнес
  • Техника
  • Наши дороги
  • Гостиная
  • Автоспорт
  • Авторские колонки

  • Acura
  • Alfa Romeo
  • Aston Martin
  • Audi
  • Bentley
  • BCC
  • BMW
  • Brilliance
  • Cadillac
  • Changan
  • Chery
  • Chevrolet
  • Chrysler
  • Citroen
  • Daewoo
  • Datsun
  • Dodge
  • Dongfeng
  • DS
  • FAW
  • Ferrari
  • FIAT
  • Ford
  • Foton
  • GAC
  • Geely
  • Genesis
  • Great Wall
  • Haima
  • Haval
  • Hawtai
  • Honda
  • Hummer
  • Hyundai
  • Infiniti
  • Isuzu
  • JAC
  • Jaguar
  • Jeep
  • KIA
  • Lada
  • Lamborghini
  • Land Rover
  • Lexus
  • Lifan
  • Maserati
  • Mazda
  • Mercedes-Benz
  • MINI
  • Mitsubishi
  • Nissan
  • Opel
  • Peugeot
  • Porsche
  • Ravon
  • Renault
  • Rolls-Royce
  • Saab
  • SEAT
  • Skoda
  • Smart
  • SsangYong
  • Subaru
  • Suzuki
  • Tesla
  • Toyota
  • Volkswagen
  • Volvo
  • Zotye
  • УАЗ

Перекрытие — клапан — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Перекрытие — клапан

Cтраница 3

Потери от дросселирования тем значительнее, чем больше величина перекрытия клапанов, поэтому ее следует выбирать при проектировании турбины и настройке регулирования минимально допустимой.
 [32]

Если поток подается под высоким давлением, то при перекрытии клапана может возникать гидравлический удар.
 [33]

Период, когда оба клапана находятся в открытом состоянии, называется перекрытием клапанов, он составляет 140 по углу поворота коленчатого вала. В этот период происходит очистка цилиндров от отработавших газов.
 [34]

При сжатии газа в турбокомпрессорах малой мощности питание колонн газом регулируется перекрытием клапанов на всасывающей линии компрессора, что связано с дополнительной затратой энергии на преодоление сопротивления клапанов и приводит к снижению коэффициента полезного действия электродвигателя вследствие его неполной нагрузки.
 [35]

Продувка камеры сгорания холодным воздухом в конце хода выталкивания ( при перекрытии клапанов) значительно снижает теплонапряженность двигателя, температуру поршня, клапанов, цилиндра, что уменьшает подогрев свежего заряда, увеличивает коэффициент наполнения и уменьшает коэффициент остаточных газов. Подача газа в цилиндры двигателя KVR, как и в двухтактных двигателях ГМК, осуществляется установленными в головке каждого цилиндра газовпускными клапанами.
 [36]

Оба эти метода основаны на продувке дополнительным воздухом пространства камеры сгорания во время перекрытия клапанов. В первом случае продувка производится небольшим количеством воздуха ( 10 — 15 % от всего поступающего воздуха), подаваемого под невысоким давлением в период перекрытия клапанов.
 [37]

Степень полноты сгорания трассирующего газа определяется испытанием его на четырехтактном двигателе, не имеющем перекрытия клапанов. У такого двигателя воздух не может попасть в выхлопную трубу, не участвуя предварительно в горении. Поэтому содержание трассирующего газа в выхлопных газах позволяет определить коэффициент полноты сгорания его при данном тепловом режиме работы двигателя.
 [38]

В четырехтактных двигателях коэффициент уост может быть уменьшен путем применения продувки при некотором увеличении перекрытия клапанов.
 [39]

У четырехтактных двигателей с наддувом, учитывая интенсивное охлаждение днища поршня наддувочным воздухом за время перекрытия клапанов, цилиндровая мощность при неохлаждаемом поршне, особенно алюминиевом, может быть повышена.
 [40]

Из диаграммы фаз газораспределения видно, что есть период, когда оба клапана открыты одновременно, — так называемое перекрытие клапанов.
 [41]

Период, в теч вине которого впускной и выпускной клапаны находятся одновременно в отк рытом состоянии, называется перекрытием клапанов.
 [42]

Угловой промежуток в конце выпуска и в начале впуска, на протяжении которого оба клапана открыты, называется перекрытием клапанов. В период перекрытия происходит продувка, осуществляемая за счет инерции движущихся с большой скоростью отработавших газов и свежей горючей смеси.
 [44]

Угол поворота коленчатого вала, соответствующий положению, при котором впускной и выпускной клапаны одновременно открыты, называется углом перекрытия клапанов.
 [45]

Страницы:  

   1

   2

   3

   

Фазы газораспределения | Устройство автомобиля

 

Что называется фазами газораспределения?

Опережение открытия или запаздывание закрытия клапанов, выраженное в градусах угла поворота коленчатого вала по отношению к мертвым точкам поршня, называется фазами газораспределения.

Например, в двигателе автомобиля ГАЗ-53А (рис.20) впускной клапан открывается за 24° до прихода поршня в ВМТ и закрывается после прохождения поршнем НМТ за 64°. Следовательно, такт впуска длится в течение 24° + 180° + 64° = 268°, а не 180°.

Выпускной клапан открывается за 50° до прихода поршня в НМТ и закрывается после прохождения поршнем ВМТ за 22°. Такт выпуска длится 50° + 180° + 22° = 252° вместо 180°.

Рис.20. Диаграмма фаз газораспределения двигателя автомобиля ГАЗ-53А.

Из диаграммы видно, что в момент нахождения поршня в ВМТ оба клапана приоткрыты (впускной открывается, выпускной закрывается). Следовательно, в этот момент осуществляется продувка цилиндра свежей горючей смесью. Фактически поступающая горючая смесь вытесняет отработавшие газы из цилиндра и в момент, когда она начала бы выходить в выхлопную трубу, выпускной клапан закрывается. Это способствует более полной очистке цилиндра от отработавших газов и лучшему его наполнению свежей горючей смесью, что позволяет получить большую мощность двигателя при тех же размерах цилиндров, клапанов и других деталей. Для двигателя ГАЗ-53А перекрытие клапанов будет 24° + 22° = 46°.

Что называется перекрытием клапанов?

Момент, когда оба клапана в цилиндре двигателя приоткрыты, называется перекрытием клапанов.

Где рассчитываются и проверяются фазы газораспределения?

Фазы газораспределения рассчитываются и проверяются экспериментально на заводе-изготовителе при конструировании двигателя. Поэтому каждая модель двигателя имеет свои фазы газораспределения (табл.3).

3. Данные о параметрах фаз газораспределения

ПараметрыДвигатели автомобилей
ГАЗ-24ГАЗ-53АЗИЛ-130КамАЗ-5320
Открытие впускного клапана до прихода поршня в ВМТ, град.

Закрытие впускного клапана после прохождения поршнем НМТ, град.

Открытие выпускного клапана до прихода поршня в НМТ, град.

Закрытие выпускного клапана после прохождения поршнем ВМТ, град.

Перекрытие клапанов, град.

12

60

54

18

30

24

64

50

22

46

31

83

67

47

78

10

46

66

10

20

Фазы газораспределения сохраняются, если зазор между стержнем клапана и коромыслом находится в пределах 0,25-0,30 мм для двигателей автомобилей ГАЗ-53А и ЗИЛ-130, находящихся в холодном состоянии; 0,35-0,40 мм, кроме первого и восьмого клапанов (для них 0,30-0,35 мм), – для двигателя автомобиля ГАЗ-24 «Волга», находящегося в холодном состоянии; 0,25-0,30 мм – для впускного и 0,35-0,40 мм – для выпускного клапанов двигателя автомобиля КамАЗ-5320, также находящегося в холодном состоянии.

При увеличении зазора продолжительность открытия клапана уменьшается, а при уменьшении – увеличивается. В этом случае возможно подгорание посадочной фаски клапана, утечка горючей смеси при такте сжатия или газов при расширении, что ведет к потере мощности и экономичности двигателя. С увеличением зазора появляются стуки клапанов, ухудшается наполнение цилиндров горючей смесью, что также ведет к потере мощности и экономичности двигателя.

Как определяется правильность установки фаз газораспределения?

Правильность установки фаз газораспределения определяется по зацеплению распределительных шестерен в соответствии с имеющимися на них метками.

***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Газораспределительный механизм»

автомобиль, газораспределение, газораспределительный механизм, двигатель, клапан, поршень, фаза, цилиндр

Смотрите также:

перекрытие клапана — это … Что такое перекрытие клапана?

  • перекрытие клапанов — Определенный период, в течение которого впускной и выпускной клапаны частично открыты. Впускное отверстие начинает открываться, а выпускное отверстие еще не закрыто. Обычно выражается в градусах вращения коленчатого вала и определяется фазой газораспределения,…… Словарь автомобильных терминов

  • перекрытие клапанов — Часть рабочего цикла поршневого двигателя, в которой, когда поршень проходит ВМТ (верхнюю мертвую точку) на такте выпуска, впускной и выпускной клапаны открыты.Перекрытие клапанов увеличивает КПД двигателя…… Авиационный словарь

  • клапан — Устройство, используемое для открытия или закрытия отверстия, чтобы позволить или предотвратить поток жидкости или газа из одного места в другое. Есть много разных типов. См. Релейный клапан ABS, гидроаккумулятор, воздушный клапан, карбюратор, воздушный регулирующий клапан, воздушный клапан… Словарь автомобильных терминов

  • перекрытие — [1] Часть ленты распылителя, которая закрывает предыдущее нанесение краски.Обычно рекомендуется 50% перекрытия на каждом гребке. [3] Распространение металла лицевой поверхности сварного шва за пределы носка сварного шва. [2] Число градусов поворота коленчатого вала… Словарь автомобильных терминов

  • Клапанный усилитель — Клапанный усилитель или ламповый усилитель — это тип электронного усилителя, в котором вместо твердотельных полупроводниковых устройств (например, транзисторов) используются электронные лампы. Как и любой другой электронный усилитель, они служат для увеличения мощности и / или…… Wikipedia

  • Клапанный усилитель звука — Клапанный усилитель звука (Великобритания) или ламповый усилитель звука (США) — это клапанный усилитель, используемый для записи, усиления или воспроизведения звука.До изобретения твердотельных устройств, таких как транзистор, все электронные усилители были…… Wikipedia

  • Непрерывная регулировка фаз газораспределения — предлагает уникальную возможность независимого управления впускными и выпускными клапанами в двигателе внутреннего сгорания. Для любого критерия нагрузки двигателя время впуска и выпуска можно независимо программировать [1]. Основные варианты…… Wikipedia

  • Поршневой клапан — Поршневой клапан — это устройство, используемое для управления движением жидкости по трубе или трубе посредством линейного движения поршня в камере или цилиндре.Примеры поршневых клапанов: * Клапаны, используемые в клапанных механизмах многих стационарных…… Wikipedia

  • Клапан Хьюстона — Информационное окно Анатомия Имя = PAGENAME Latin = plicae transversae recti GraySubject = 249 GrayPage = 1183 Caption = Коронарный срез прямой кишки и анального канала. Caption2 = Анатомия заднего прохода и прямой кишки System = MeshName = MeshNumber = DorlandsPre = p 24…… Wikipedia

  • MIVEC — (Инновационная система электронного управления фазами газораспределения Mitsubishi) [1] — это торговая марка технологии двигателей с регулируемыми фазами газораспределения (VVT), разработанная Mitsubishi Motors.MIVEC, как и другие подобные системы, меняет время подачи и…… Wikipedia

  • Коллектор (автомобильный) — В автомобилестроении впускной коллектор или впускной коллектор — это часть двигателя, которая подает топливно-воздушную смесь в цилиндры. Выпускной коллектор или коллектор собирает выхлопные газы из нескольких цилиндров в одну трубу. Слово… Википедия

  • .

    перекрытие клапана — это … Что такое перекрытие клапана?

  • перекрытие клапанов — Определенный период, в течение которого впускной и выпускной клапаны частично открыты. Впускное отверстие начинает открываться, а выпускное отверстие еще не закрыто. Обычно выражается в градусах вращения коленчатого вала и определяется фазой газораспределения,…… Словарь автомобильных терминов

  • перекрытие клапанов — Часть рабочего цикла поршневого двигателя, в которой, когда поршень проходит ВМТ (верхнюю мертвую точку) на такте выпуска, впускной и выпускной клапаны открыты.Перекрытие клапанов увеличивает КПД двигателя…… Авиационный словарь

  • клапан — Устройство, используемое для открытия или закрытия отверстия, чтобы позволить или предотвратить поток жидкости или газа из одного места в другое. Есть много разных типов. См. Релейный клапан ABS, гидроаккумулятор, воздушный клапан, карбюратор, воздушный регулирующий клапан, воздушный клапан… Словарь автомобильных терминов

  • перекрытие — [1] Часть ленты распылителя, которая закрывает предыдущее нанесение краски.Обычно рекомендуется 50% перекрытия на каждом гребке. [3] Распространение металла лицевой поверхности сварного шва за пределы носка сварного шва. [2] Число градусов поворота коленчатого вала… Словарь автомобильных терминов

  • Клапанный усилитель — Клапанный усилитель или ламповый усилитель — это тип электронного усилителя, в котором вместо твердотельных полупроводниковых устройств (например, транзисторов) используются электронные лампы. Как и любой другой электронный усилитель, они служат для увеличения мощности и / или…… Wikipedia

  • Клапанный усилитель звука — Клапанный усилитель звука (Великобритания) или ламповый усилитель звука (США) — это клапанный усилитель, используемый для записи, усиления или воспроизведения звука.До изобретения твердотельных устройств, таких как транзистор, все электронные усилители были…… Wikipedia

  • Непрерывная регулировка фаз газораспределения — предлагает уникальную возможность независимого управления впускными и выпускными клапанами в двигателе внутреннего сгорания. Для любого критерия нагрузки двигателя время впуска и выпуска можно независимо программировать [1]. Основные варианты…… Wikipedia

  • Поршневой клапан — Поршневой клапан — это устройство, используемое для управления движением жидкости по трубе или трубе посредством линейного движения поршня в камере или цилиндре.Примеры поршневых клапанов: * Клапаны, используемые в клапанных механизмах многих стационарных…… Wikipedia

  • Клапан Хьюстона — Информационное окно Анатомия Имя = PAGENAME Latin = plicae transversae recti GraySubject = 249 GrayPage = 1183 Caption = Коронарный срез прямой кишки и анального канала. Caption2 = Анатомия заднего прохода и прямой кишки System = MeshName = MeshNumber = DorlandsPre = p 24…… Wikipedia

  • MIVEC — (Инновационная система электронного управления фазами газораспределения Mitsubishi) [1] — это торговая марка технологии двигателей с регулируемыми фазами газораспределения (VVT), разработанная Mitsubishi Motors.MIVEC, как и другие подобные системы, меняет время подачи и…… Wikipedia

  • Коллектор (автомобильный) — В автомобилестроении впускной коллектор или впускной коллектор — это часть двигателя, которая подает топливно-воздушную смесь в цилиндры. Выпускной коллектор или коллектор собирает выхлопные газы из нескольких цилиндров в одну трубу. Слово… Википедия

  • .

    Cam Theory 101

    Теория кулачков 101

    Что вы думаете об этом
    распредвал? Я все время это слышу. На каждой доске производительности в сети
    вы увидите этот вопрос. Я сам спросил об этом. Зачем? Потому что это мистическое искусство
    это действительно понимают лишь очень немногие. Я буду первым, кто признает, что не
    это вниз.

    Это мое намерение хотя бы дать
    у читателя этой статьи базовое представление о том, что такое распредвал, что это
    влияет на двигатель и как он это делает.Вы будете по крайней мере
    понять теорию кулачков и все, что означает весь этот жаргон, чтобы вы говорили о камерах с
    твои бутоны. Я расскажу о выборе камеры в другой статье. Этот будет
    быть достаточно длинным и довольно скучным для тех из вас, кто уже знает основы.

    Что такое распредвал? Это мозг
    двигателя. Он регулирует количество топливовоздушной смеси, которое может
    втянуть и вытолкнуть. Это так просто. Количество топлива, которое может
    эффективно и эффективно сжечь и избавиться, будет определять мощность
    двигатель будет генерировать.Не только это, но камера будет указывать, где пик
    мощности, и насколько плоскими будут кривые мощности. Вот почему это так важно
    чтобы выбрать правильный кулачок для каждого построенного двигателя. Неправильный кулачок разрушит
    потенциал двигателей для мощности независимо от того, сколько денег вы вкладываете в остальные
    сборка.

    Прежде чем я перейду к кулачкам,
    нам нужно посмотреть на поршень, когда он качает вверх и вниз, и какие клапаны
    делаю.

    1. Рабочий ход.Поршень находится в верхней мертвой точке,
      впускной и выпускной клапаны закрыты, свеча зажигания
      уволен. Расширение воспламененной топливно-воздушной смеси заставляет поршень
      вниз. Прежде чем поршень достигнет нижней мертвой точки, выпускной клапан
      начинает открываться.
    2. Ход выпуска. Поршень находится в нижней мертвой точке
      и начинает возвращаться. Выпускной клапан полностью открывается и начинает идти
      закрыто. Прежде чем поршень достигнет ВМТ, впускной клапан начинает открываться и
      выпускной клапан все еще частично открыт.
    3. Ход впуска. Поршень теперь находится в ВМТ, оба
      впускной и выпускной клапаны частично открыты. Когда поршень движется назад
      вниз по цилиндру, выпускной клапан полностью закрывается, а впускной клапан
      полностью открывается и начинает закрываться.
    4. Ход сжатия. Поршень находится на НМТ и запускается
      двигаться вверх по цилиндру. Выпускной клапан по-прежнему закрыт, а впускной.
      клапан полностью закрывается.

    Вы заметите, что во время
    ход поршня, есть момент, когда оба клапана открыты.Это кажется встречным
    продуктивно, но необходимо для оптимальной работы. Этот термин называется
    « клапан перекрытия ». Попробую объяснить, зачем это нужно.

    После того, как топливно-воздушная смесь
    воспламеняется, расширение горящих газов будет полным до
    поршень достигает НМТ, но давление в
    цилиндр. Когда выпускной клапан начинает открываться до того, как поршень достигнет
    НМТ, часть давления в цилиндре будет проходить через выпускной клапан в
    выхлопное отверстие головки.Когда поршень начинает движение обратно вверх по цилиндру,
    поршень вытесняет оставшиеся в цилиндре газы через выхлоп
    порт. Скорость выхлопных газов, проходящих мимо клапана в порт
    создает отрицательное давление (вакуум) в камере сгорания (то же самое
    принцип такой же, как дуть через соломинку в чашке с водой. Вода будет
    течь по соломе). До достижения поршнем ВМТ запускается впускной клапан.
    открыть. Созданный ранее вакуум в камере сгорания потянет
    смесь свежего воздуха и топлива в камеру сгорания, а некоторые даже улетучиваются
    в выхлопное отверстие.Это гарантирует, что все отработанные газы будут
    снят с камеры сгорания. Этот процесс называется «очистка ».
    Когда поршень достигает ВМТ и начинает движение обратно по цилиндру,
    выпускной клапан полностью закроется.

    Точка цикла, в которой
    впускной клапан открывается очень важно. Если впускной клапан открывается слишком поздно в
    цикл, начальное количество топливовоздушной смеси всасывается в камеру сгорания
    уменьшается, и отработанные газы не будут эффективно вымываться из камеры.Если впускной клапан открывается слишком рано в цикле, вакуум будет уменьшен и
    выхлопные газы будут нагнетаться во впускной коллектор. Когда выхлопные газы
    попадает во впускной коллектор, разрежение ухудшается, и
    бегуны будут сажать. Этот эффект получил название « реверсия ».

    Точка, где выпускной клапан
    полностью закрывается также важно. Если выпускной клапан закрывается слишком поздно в
    цикла, камера сгорания будет «переполнена продувкой».Это будет
    вызвать утечку чрезмерного количества топливно-воздушной смеси в выхлопное отверстие
    потому что впускной клапан все еще частично открыт. Если выпускной клапан закрывается
    слишком рано, эффект продувки будет уменьшен, выхлопные газы будут задерживаться в
    камера сгорания.

    Как видите, перекрытие клапанов — это
    обидчивые временные рамки в перемещении поршней. Кулачок
    шлифовальные машины потратили бесчисленное количество часов на поиски правильного решения.

    Продолжение хода поршней
    через фазу перекрытия и назад вниз по цилиндру для такта впуска,
    впускной клапан полностью откроется и начнет закрываться.После того, как поршень достигнет НМТ
    и начинает свой путь обратно вверх по цилиндру для такта сжатия, впускной
    клапан закроется. То, что впускной клапан закрывается, имеет большое
    влияние на давление в баллоне. Когда поршень движется назад по цилиндру,
    он заставит часть топливно-воздушной смеси пройти через все еще открытый впускной клапан
    во впускной порт. Когда впускной клапан закрывается в начале цикла, больше
    топливно-воздушная смесь будет задерживаться в цилиндре, что приведет к увеличению давления в цилиндре
    будет создан.Если впускной клапан закрывается позже в цикле, некоторые из
    топливно-воздушная смесь будет проходить через впускной клапан во впускной канал,
    что снизит давление в цилиндре.

    Пока перекрытие клапана притерто к
    кулачок и не может быть изменен, точка во время движения поршней, что
    закрытие впускного клапана можно изменить. Это называется « фазы газораспределения ».
    который не следует путать с моментом зажигания. Его также называют «кулачок ».
    фазировка
    »или« градус ».Когда вы здесь фраза
    «вперед / назад кулачок», это просто означает изменение положения
    точка закрытия впускного клапана. Чтобы продвинуть кулачок, вы закрываете впускной
    клапан на более ранней стадии цикла и замедление кулачка закроет впускной клапан
    позже в цикле. Теперь, прежде чем вы взволнованы и загорелись, чтобы продвигаться
    ваш кулачок, вы должны помнить, что впускное отверстие, выпускное отверстие и
    точки закрытия выхлопа также будут продвинуты. Я закрою время кулачка в более
    деталь последняя.

    Угол разделения лепестков
    (LSA)
    также
    называется Лоб
    Центр
    Угол
    (ДМС).
    Этот термин часто путают с Lobe Centerline , который
    обратимся позже. Лучший способ описать LSA — это представить себя
    держа кулачок перед собой, глядя в оба конца. Теперь отключите
    журнал, чтобы вы могли смотреть прямо на впускные и выпускные патрубки. Ты будешь
    обратите внимание, что нижние части лепестков, ближайшие друг к другу, фактически перекрываются.Помните перекрытие клапанов, которое мы уже обсуждали? Теперь найдите центр
    каждая доля в самых высоких точках. Проведите прямую линию от этих точек до
    центр кулачка. Угол, создаваемый этими двумя линиями, и есть LSA. Угол
    выражается в градусах угла. Если сдвинуть доли ближе друг к другу,
    LSA становится меньше / плотнее, а перекрытие увеличивается. Глядя на
    различные профили кулачка для двигателя, вы всегда (почти всегда) увидите
    LSA в списке.Хотя это очень важное соображение, перекрытие клапана
    часто забывают. Профиль с плотной LSA также будет иметь большее перекрытие и
    это то, о чем вы должны думать, выбирая камеру, но это для
    другая статья.

    Я упоминал, что кулачки Лопасти
    Осевую линию
    часто путают с LSA / LCA. Попробую объяснить LC
    сейчас. Помните, когда я говорил о фазах газораспределения и впускных клапанах
    точка закрытия? Это центральная линия лепестка кулачка.Это доли впуска
    центр (в самой высокой точке) положение по отношению к положению
    поршень в ВМТ такта впуска. LC выражается в измерении
    градусов как LSA. Обычно это 4 степени обозначения LSA, поэтому
    часто путают. Когда поршень находится в ВМТ такта впуска, впускной лепесток
    будет подталкивать подъемник вверх, открывая впускной клапан. Центр
    впускной лепесток будет около 106 градусов до того, как поршень окажется в ВМТ, или
    положение поршней 0 градусов.Я попытаюсь прояснить последнее предложение.
    маленький. На каждые два оборота коленчатого вала кулачок будет
    повернуть один раз. Все градусы на самом деле «кривошипные».
    градусов «. Один полный оборот кривошипа составляет 360 градусов. Когда поршень
    ВМТ, положение поршня составляет 0 градусов кривошипа, а когда он находится в НМТ, положение поршня
    составляет 180 градусов кривошипа. Когда поршень находится примерно на 106 градусов выше ВМТ
    такт впуска, впускной лепесток будет прямо вверх, а впускной клапан будет
    полностью открыт.Кулачки будут иметь рекомендованное положение средней линии от
    производство. Тот, что в этом примере, установлен на осевой линии 106 лепестков.
    Когда кулачок продвигается вперед или назад, центральная линия лепестка изменяется. Если бы мы были
    чтобы переместить этот кулачок на 4 градуса, мы бы установили его на лепестке 102 градуса.
    Осевая линия и осевая линия лепестка 110 градусов, если мы запустим кулачок на 4 градуса. я
    упоминалось ранее, что продвижение кулачка увеличивает давление в цилиндре. Это
    будет в точку. При выдвижении кулачка впускной клапан открывается раньше.
    во время такта выпуска, и выпускной клапан закроется раньше во время
    впускной ход.Если кулачок продвинулся слишком далеко, произойдет реверс и
    выхлопные газы не удаляются должным образом. Прогресс на четыре градуса
    обычно самое лучшее, что вы можете безопасно продвинуть кулачком за пределы производителей
    рекомендованный LC. Когда кулачок замедлен, давление в цилиндре будет уменьшено, но
    процесс очистки увеличивается. Если вы испытываете предвзрыв,
    замедление кулачка поможет. Он также имеет тенденцию смещать пиковые показатели здоровья на более высокие
    об / мин. Опять же, следует проявлять осторожность при изменении фаз газораспределения.Другой
    При выборе фаз газораспределения следует учитывать зазор между поршнем и клапаном. когда
    вы измените события клапана (время), зазоры изменятся и должны быть
    проверил.

    Раз уж мы говорим о степенях, я мог бы
    а также продолжительность покрытия. Продолжительность — это время, в течение которого клапан
    открыт по отношению к вращению коленчатого вала. Выражается в градусах коленчатого вала.
    Если у нас будет кулачок с длительностью 300 градусов, клапан будет открыт на 300
    градусы поворота коленчатого вала.Есть два метода описания
    продолжительность. Между местами или Объявленная продолжительность и при
    .050 «Продолжительность
    . Объявленная длительность — это результат измерения
    от самого начала до самого конца лепестковых пандусов. Трудно получить
    точное измерение с использованием заявленной продолжительности. Теоретически вы должны быть
    удалось найти нулевой подъем лепестковых аппарелей, но это сложнее, чем кажется. Чтобы
    упростить этот метод, кулачковые шлифовальные машины выбирают произвольный номер, уникальный для
    самих себя.Это может быть от 0,002 дюйма до 0,008 дюйма.
    Потому что кулачковые шлифовальные машины не собираются вместе и дают нам постоянную рекламу
    точки подъема длительности, они придумали стандартный метод @ .050 »
    лифт. Когда лепесток поднимается на 0,050 дюйма, продолжительность начинается и заканчивается, когда
    лепесток находится на высоте 0,050 дюйма на другой стороне лепестка. При сравнении
    профили кулачка, лучше всего использовать значения продолжительности 0,050 дюйма.

    Продолжительность наверное самая
    важный аспект профиля кулачка, который необходимо учитывать при выборе кулачка.Кубический
    смещение в дюймах, характеристики головки блока цилиндров, EFI, NOS, аспирация,
    компрессия, трансмиссия, применение и вес транспортного средства, желаемая пиковая мощность,
    желаемые рабочие обороты двигателя и т. д. — все это факторы, которые следует учитывать при выборе
    кулачок. Я обнаружил, что обычно эту задачу лучше доверить кулачковому станку.
    Я не собираюсь вдаваться в выбор кулачков в этой статье, но я должен поговорить
    немного о влиянии продолжительности на двигатель.

    LSA для высокопроизводительного наземного кулачка
    обычно составляет 106-114 градусов.Иногда шлифуется даже меньше 106
    для строковых двигателей. Когда продолжительность увеличивается, а LSA остается постоянным, клапан
    перекрытие увеличивается. Когда перекрытие увеличивается, вакуум ниже, цилиндр
    давление снижается, а реверсия увеличивается. Все это нежелательно
    характеристики крутящего момента на низких и средних частотах. Вам нужно давление в баллоне и вакуум
    для низкого крутящего момента. К сожалению, мы не можем съесть и съесть пирог. Для
    мощность при высоких оборотах, продолжительность должна быть увеличена, но мы не можем расширить LSA или
    события клапана будут происходить в неправильных точках хода поршня.Так как
    скорость поршня увеличивается, время, в течение которого цилиндр может адекватно заполнить и
    эвакуация резко снижается. Чтобы компенсировать это, мы должны увеличить
    время, когда впускной клапан открыт для впуска большего количества топливно-воздушной смеси, и
    выпускной клапан должен быть открыт дольше для отвода отработавших газов. Единственный способ
    сделать это, чтобы увеличить продолжительность и подъем. Мы ограничены количеством подъема
    потому что боковые стороны лопастей / аппарели должны быть расширены, иначе подъемник не подъедет вверх
    и вниз по мочке правильно.Роликовые подъемники помогают, потому что они проходят поперек вверх
    гораздо более острый фланец, чем у плоского толкателя, но есть еще предел
    для них тоже. Очень агрессивный профиль отрицательно сказывается на всем клапане.
    поезд и распредвал.

    Подъем — это общая высота лепестка.
    Это измерение, которое описывается в дюймах. Лепестковый подъем 0,500 дюйма — это
    «. Чтобы получить общий подъем клапана, мы просто умножаем подъем лепестка на
    соотношение коромысел. Лопатка.500 дюймов и передаточное число коромысла 1,5
    даст нам общий подъем клапана 0,750 дюйма. Если бы мы использовали коромысла с 1,6
    коэффициент, наш общий подъем клапана будет 0,800 «. Если посмотреть на профили кулачков,
    Указанный подъем обычно представляет собой общий подъем клапана с использованием 1,5 коромысла. Если хочешь
    знаете, что было бы с рокерами 1,6, просто поделите подъемник на 1,5 тогда
    умножьте сумму на 1,6. 0,750 / 1,5 = 0,500 X 1,6 = 0,800

    Лопасти кулачков отшлифованы
    либо симметричный профиль , либо асимметричный профиль .Симметричный
    профиль — это выступ, который имеет зеркальные пандусы / боковые стороны открытия и закрытия. если ты
    Если бы мочку разрезать пополам, обе половинки были бы идентичны друг другу. An
    асимметричный профиль будет иметь разные пандусы / боковые стороны открывания и закрывания.
    В зависимости от помола одна рампа будет более агрессивной, чем другая. Кулачковые шлифовальные машины обнаружили, что скорость, с которой работает клапан
    открытие и закрытие могут сильно повлиять на производительность. Обычно рампа закрытия
    не будет таким агрессивным, как пандус открытия на асимметричных шлифах.Это будет
    предотвратить отскок клапана от седла клапана при закрытии.

    При вращении кулачка и подъемника
    совершает переход от базовой окружности кулачков к открывающейся боковой стороне, наклонная
    шлифовать основание кулачка на лучших профилях кулачка. Пандус обеспечивает
    плавный переход от основного круга к флангу. Пандусы впервые использовались для
    механические подъемники, работающие с большим количеством ударов. Представьте себе лифтера, едущего на
    базовая окружность кулачков с 0,012 дюйма свободного хода (люфта).Когда кулачок вращается и
    Атлет ударяется о бок, удар, который он принял, немедленно вызывает шок
    лепесток и заметное постукивание, когда коромысло ударяется о наконечник штока клапана. В
    пандус позволяет лифтеру плавно подниматься по бокам лопасти. Как лифтер
    движется вниз по закрывающей стороне лепестка, используется другой пандус, чтобы
    тот же эффект на атлета перед переходом с фланга на
    базовый круг. Многие люди не догадываются, что это нужно гидравлическим подъемникам.
    такой же нежный переход.Когда гидравлический подъемник переключается с
    базовый круг к флангу, первоначальный толчок будет сжимать пружину в
    подъемник, влияющий на общий подъем клапана и продолжительность. Пандусы открытия и закрытия
    уменьшить эти начальные и исходящие шоки. Не все кулачки шлифуются
    переходные пандусы и даже меньше имеют пандусы закрытия.

    Чтобы помочь двигателю эффективно
    для откачивания выхлопных газов используются кулачки с двойным профилем. Двойной кулачок
    будет иметь различную подъемную силу и продолжительность между впускными и выпускными лепестками.Например, автомобили Small Block Chevrolet имеют пористые выпускные отверстия, которым требуется немного
    помочь удалить выхлопные газы. Еще немного продолжительности и подъема на выхлопе
    лепесток даст двигателю больше времени, чтобы удалить выхлопные газы.

    Если вы зашли так далеко, я надеюсь
    Вы не более запутались, чем прежде, чем начали. Я склонен болтать
    когда я говорю о хоттроддинге. Я в процессе написания другого
    статья посвящена выбору кулачка. Надеюсь, это не будет так скучно, как это
    один был для тебя.

    Майкл Дрю, (AKA md)

    .

    .

    Как работают распредвалы | HowStuffWorks

    Если вы читали статью Как работают автомобильные двигатели, вы знаете о клапанах, которые пропускают топливно-воздушную смесь в двигатель, а выхлопные газы выходят из двигателя. В распределительном валу используются выступы (называемые кулачками ), которые прижимаются к клапанам, открывая их при вращении распределительного вала; пружины на клапанах возвращают их в закрытое положение. Это критически важная работа, которая может сильно повлиять на работу двигателя на разных скоростях.На следующей странице этой статьи вы можете увидеть анимацию, которую мы создали, чтобы действительно показать вам разницу между рабочим распредвалом и стандартным.

    Из этой статьи вы узнаете, как распредвал влияет на работу двигателя. У нас есть отличные анимации, которые показывают, как действительно работают разные компоновки двигателей, такие как с одинарным верхним кулачком (SOHC) и с двойным верхним кулачком (DOHC). А затем мы рассмотрим несколько изящных способов, которыми некоторые автомобили регулируют распределительный вал, чтобы он мог более эффективно работать с разными оборотами двигателя.

    Объявление

    Начнем с основ.

    Основы распределительного вала

    Ключевыми частями любого распределительного вала являются кулачки . Когда распределительный вал вращается, кулачки открывают и закрывают впускной и выпускной клапаны синхронно с движением поршня. Оказывается, существует прямая зависимость между формой кулачков и тем, как двигатель работает в разных диапазонах скоростей.

    Чтобы понять, почему это так, представьте, что мы запускаем двигатель очень медленно — всего 10 или 20 оборотов в минуту (об / мин) — так что поршню требуется пара секунд, чтобы завершить цикл.Было бы невозможно запустить обычный двигатель так медленно, но давайте представим, что мы могли бы. На этой низкой скорости нам нужно, чтобы выступы кулачков имели такую ​​форму:

    • Как только поршень начинает двигаться вниз на такте впуска (так называемая верхняя мертвая точка, или ВМТ ), впускной клапан открывается. Впускной клапан закроется сразу, когда поршень опустится до дна.
    • Выпускной клапан открывается сразу после того, как поршень опускается до дна (так называемая нижняя мертвая точка, или BDC ) в конце такта сгорания, и закрывается, когда поршень завершает такт выпуска.

    Эта установка будет очень хорошо работать для двигателя, пока он работает на этой очень низкой скорости. Но что будет, если увеличить обороты? Давайте разберемся.

    Когда вы увеличиваете число оборотов в минуту, конфигурация распределительного вала от 10 до 20 оборотов в минуту не работает. Если двигатель работает со скоростью 4000 об / мин, клапаны открываются и закрываются 2000 раз в минуту или 33 раза в секунду. На этих скоростях поршень движется очень быстро, поэтому воздушно-топливная смесь, устремляющаяся в цилиндр, также движется очень быстро.

    Когда впускной клапан открывается и поршень начинает свой ход впуска, топливно-воздушная смесь во впускном желобе начинает ускоряться в цилиндр. К тому времени, когда поршень достигает нижней точки своего такта впуска, воздух / топливо движутся с довольно высокой скоростью. Если бы мы закрыли впускной клапан, весь этот воздух / топливо остановился бы и не попал в цилиндр. Если впускной клапан остается открытым немного дольше, импульс быстро движущегося воздуха / топлива продолжает нагнетать воздух / топливо в цилиндр, когда поршень начинает свой ход сжатия.Таким образом, чем быстрее работает двигатель, тем быстрее движется воздух / топливо и тем дольше мы хотим, чтобы впускной клапан оставался открытым. Мы также хотим, чтобы клапан открывался шире на более высоких скоростях — этот параметр, называемый подъем клапана , регулируется профилем выступа кулачка.

    На анимации ниже показано, как у обычного кулачка и рабочего кулачка разные фазы газораспределения. Обратите внимание, что циклы выпуска (красный кружок) и впуска (синий кружок) намного больше перекрываются на кулачке производительности.Из-за этого автомобили с этим типом кулачка, как правило, очень грубо работают на холостом ходу.

    Этот контент несовместим с этим устройством.

    Два разных профиля кулачка: Нажмите кнопку под кнопкой воспроизведения, чтобы переключаться между кулачками. Кружки показывают, как долго клапаны остаются открытыми: синий — впускной, красный — выпускной. Перекрытие клапанов (когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно) выделяется в начале каждой анимации.

    Любой распределительный вал идеален только при одной частоте вращения двигателя. При любой другой частоте вращения двигатель не будет работать в полную силу. Поэтому фиксированный распределительный вал — это всегда компромисс. Вот почему автопроизводители разработали схемы изменения профиля кулачка при изменении частоты вращения двигателя.

    Распредвалы на двигателях имеют несколько различных расположений. Мы поговорим о некоторых из самых распространенных. Вы, наверное, слышали терминологию:

    • Одинарный верхний кулачок (SOHC)
    • Двойной верхний кулачок (DOHC)
    • Толкатель

    В следующем разделе мы рассмотрим каждую из этих конфигураций.

    .