Работа клапанов в двигателе: Клапанный механизм двигателя: устройство, работа и регулировка

Регулировка клапанов — порядок проведения работ и рекомендации

Антибактериальная обработка

Антикоррозийная обработка

Бронирование пленкой кузова

Бронирование стекол

Бронирование фар

Диагностика ДВС

Диагностика КПП

Диагностика и ремонт ТНВД дизеля

Диагностика и ремонт системы Common Rail

Диагностика и ремонт форсунок дизельного двигателя

Диагностика кондиционера

Диагностика подвески

Диагностика тормозной системы

Диагностика электрооборудования

Замена ГРМ

Замена ШРУСа

Замена амортизатора

Замена барабанов

Замена бензонасоса

Замена блока ABS EBD ESP

Замена блока предохранителей

Замена бокового стекла

Замена водяного насоса (помпы)

Замена воздушного фильтра

Замена втулки стабилизатора

Замена выпускного коллектора

Замена галогеновых ламп

Замена генератора

Замена глушителя

Замена двери

Замена жидкости ГУР

Замена заднего фонаря

Замена замка зажигания

Замена испарителя

Замена катализатора

Замена катушки зажигания

Замена коммутатора

Замена компрессора кондиционера

Замена ксеноновых ламп

Замена ламп габаритных огней

Замена лобового стекла

Замена масла

Замена масла КПП

Замена масла в двигателе

Замена масла в мостах

Замена масла в редукторе

Замена масла раздаточной коробки

Замена маслосъемных колпачков

Замена масляного насоса

Замена механизма стеклоочистителя

Замена мотора печки

Замена насоса гидроусилителя

Замена опорного подшипника

Замена опоры амортизатора

Замена опоры двигателя

Замена охлаждающей жидкости (антифриз)

Замена патрубка системы охлаждения

Замена поворотного кулака

Замена подшипника ступицы

Замена приводного ремня

Замена приемной трубы глушителя

Замена проводов высокого напряжения

Замена прокладки ГБЦ (головки блока цилиндров)

Замена прокладки впускного-выпуского коллектора

Замена прокладки клапанной крышки

Замена прокладки поддона

Замена пружин

Замена пыльника ШРУСа

Замена радиатора кондиционера

Замена радиатора охлаждения

Замена радиатора печки

Замена редуктора

Замена резонатора

Замена ремня ГРМ

Замена ремня гидроусилителя

Замена ремня кондиционера

Замена ролика приводного ремня

Замена рулевого наконечника

Замена рулевой рейки

Замена рулевой тяги

Замена рычага

Замена сайленблока

Замена салонного фильтра

Замена сальника

Замена свечей

Замена свечей зажигания

Замена стартера

Замена стеклоподъемника

Замена стойки амортизатора

Замена стойки стабилизатора

Замена стояночного тормоза

Замена ступицы

Замена суппорта

Замена сцепления

Замена термостата

Замена топливного фильтра

Замена тормозной жидкости

Замена тормозных дисков

Замена тормозных колодок

Замена тормозных шлангов

Замена троса ручника

Замена турбины

Замена фары

Замена форсунок

Замена цепи ГРМ

Замена шаровой опоры

Замер компрессии

Заправка кондиционера

Зарядка аккумулятора

Капитальный ремонт бензинового двигателя

Капитальный ремонт дизельного двигателя

Комплексная диагностика

Компьютерная диагностика

Компьютерная диагностика дизельных двигателей

Оклейка кузова пленкой

Перетяжка потолка

Перетяжка руля

Перетяжка салона

Перетяжка торпеды

Плановое ТО

Покраска бампера

Покраска двери

Покраска капота

Покраска крыла

Покраска крышки багажника

Покраска кузова

Полировка кузова

Полировка фар

Предпродажная подготовка

Проверка и очистка топливной системы

Промывка инжектора

Промывка радиатора

Промывка форсунок

Работы по рулевой колонке

Регулировка клапанов

Регулировка света фар

Ремонт DSG

Ремонт АКПП

Ремонт ГБЦ (головки блока цилиндров)

Ремонт МКПП

Ремонт РКПП

Ремонт бампера

Ремонт вариатора

Ремонт газобаллонного оборудования (ГБО)

Ремонт генератора

Ремонт гидроусилителя

Ремонт глушителя

Ремонт двери

Ремонт двигателя

Ремонт зеркал

Ремонт капота

Ремонт катализатора

Ремонт компрессора

Ремонт кондиционера

Ремонт коробки

Ремонт крыла

Ремонт крышки багажника

Ремонт пневматической подвески

Ремонт радиатора кондиционера

Ремонт раздаточной коробки

Ремонт редуктора

Ремонт рулевого механизма

Ремонт рулевой рейки

Ремонт сколов стекла

Ремонт стартера

Ремонт суппорта

Ремонт трещин стекла

Ремонт трещин/сколов ветрового стекла

Ремонт турбины

Ремонт электрики кузова

Стапельные работы

Сход-развал

Тонировка стекол

Тюнинг выхлопной системы

Удаление катализатора

Установка автозвука

Установка видеорегистратора

Установка газобаллонного оборудования (ГБО)

Установка защиты картера

Установка иммобилайзера

Установка камеры заднего вида

Установка ксенона

Установка навигации

Установка омывателя фар

Установка парктроника

Установка подогрева сидений

Установка сабвуфера

Установка секретки

Установка сигнализации

Установка усилителя

Устранение сколов

Химчистка салона

Шумоизоляция

Какой двигатель лучше: 8- или 16-клапанный

При выборе нового автомобиля у официальных дилеров или на рынке подержанных авто каждый покупатель обращает внимание на целый ряд характеристик и особенностей транспортного средства.

16-клапанный двигатель

Критерии выбора у всех разные. Но практически все первым делом смотрят на технические аспекты в лице двигателя. Автолюбители учитывают объём, мощность и уточняют количество клапанов.

Работа двигателя напрямую влияет на возможности транспортного средства в плане разгона, максимальной скорости, экономичности, динамики и пр. Из-за этого относительно моторов ходит огромное количество споров. Эксперты и автолюбители пытаются выяснить, что же лучше выбрать.

Одним из актуальных вопросов относительно характеристик двигателя выступает количество используемых клапанов. Встречаются моторы, имеющие 8 и 16 клапанов. Но чем они друг от друга отличаются, какие у них есть преимущества и какому из вариантов отдать предпочтение при покупке автомобиля.

Критерии сравнения

Чтобы определить фаворита или доказать равенство моторов, требуется их сравнить. Для этого можно использовать множество критериев оценивания.

Но в действительности основополагающими критериями можно назвать следующие:

• устройство или конструктивные особенности;
• мощностные показатели;
• экономичность;
• обслуживание.

По каждому из критериев следует пройтись отдельно, что позволит в итоге понять, кто по какому из них опережает конкурента. Это даст возможность лично для себя выбрать приоритетный вариант при покупке нового автомобиля.

Устройство двигателя с 8 клапанами

Первостепенное отличие 8-клапанного мотора от 16-клапанника в том, что количество клапанов у них разное. Но это понятная и естественная разница.

Некоторые машины преимущественно оснащаются моторами на 8 клапанов. Здесь в каждом цилиндре имеется одно отверстие для впуска топливовоздушной смеси, а также одно отверстие, через которое выходит отработанный газ после сгорания топлива. Плюс у 8-клапанников всегда лишь один распределительный вал, включающийся в работу за счёт довольно простого ременного или цепного приводного механизма.

Простота конструкции делает обслуживание и ремонт такого мотора значительно дешевле.

Производство 8-клапанных моторов отличается тем, что сами изготовители стараются всяческими способами сэкономить. Причём не в ущерб качеству и надёжности. Делается это за счёт применения примитивных схем регулировки тепловых зазоров, которая чаще всего оказывается ручной. Это нельзя отнести к плюсам 8-клапанников, поскольку ручная регулировка требует много времени, а стук из впусковой системы порой появляется резко и неожиданно.

Ещё 8-клапанные двигатели не оснащаются автоматическими видами гидрокомпенсаторов. Этот момент имеет положительные стороны, поскольку мотор не становится чрезмерно чувствительным к качеству заливаемого горючего и масла.

Определённая разница есть и в контексте размеров самих клапанов. Это даёт определённое преимущество 8 клапанам, поскольку здесь не страшно столкнуться с обрывом приводного ремня газораспределительного механизма. Даже если обрыв произойдёт, специальные выемки в поршнях приведут к тому, что клапаны туда упадут. Это защищает от серьёзных повреждений мотора.

Устройство мотора с 16 клапанами

При выборе между 8-клапанным или 16-клапанным мотором нужно учесть характеристики и конструктивные особенности каждого из представленных вариантов.

В действительности не сложно определить, скольки клапанный двигатель устанавливается на транспортном средстве, 8 или 16. Для начала производитель всегда указывает соответствующие параметры на корпусе мотора. Плюс имеются конструктивные отличительные характеристики.

В техническом плане 16-клапанники намного сложнее по своей конструкции, нежели условный конкурент. 16 клапанов подразумевают, что на каждый цилиндр приходится по 4 клапана. 2 из них работает на впуске, а ещё 2 на выпуске. Это автоматически увеличивает в 2 раза количество распредвалов, то есть тут их уже 2. Каждый отвечает за регулировку и работу собственной пары. Такая особенность позволяет снизить расход горючего и поднять мощность. Это выгодно отличает 16-клапанник в борьбе с 8-клапанным аналогом.

Поэтому при выборе нового автомобиля следует узнать, скольки клапанный двигатель устанавливается на машину, и определить собственного фаворита между 8 и 16 единицами.

Каждый из моторов имеет свои преимущества, особенности и недостатки. Чтобы дать объективную оценку и узнать, какой же мотор лучше, нужно посмотреть на технические характеристики, которыми может похвастаться 8- и 16-клапанный автомобильный двигатель.

Технические параметры

Поскольку речь идёт о сравнении силовых установок, то тут стоит обратить внимание на их ключевые показатели.

Наиболее важными и актуальными считаются следующие характеристики:

• мощность;
• экономичность;
• запас хода.

Сравнив моторы на 8 и 16 клапанов, можно будет понять, в чём между ними разница и кто является фаворитом по тем или иным критериям.

8-клапанный двигатель

Мощность

Чаще всего при выборе машины потенциальные покупатели смотрят именно на мощность двигателя. Уже после изучения количества лошадиных сил принимается во внимание вопрос экономичности.

В плане мощности всё довольно просто. Если автолюбителю требуется машина, от которой он ожидает максимальной мощности, хорошей динамики и разгона, тогда объективно фаворитом будет именно версия на 16 клапанов. Ведь 16-клапанники обладают весомым преимуществом в виде повышенной пропускной способности выпускной системы.

Всего имеется 4 круга, которые вписываются в ещё один круг с внушительным диаметром, обеспечивают суммарную солидную площадь. Они заметно превосходят конкурента с 2 кругами. Это означает, что за одинаковый промежуток времени в 16-клапанный мотор попадает больший объём топлива и отводится большее количество отработанного газа. Здесь процессы сгорания быстрее и эффективнее. Тем самым, при прочих равных 16 клапанов дают прибавку мощности на 15-20%.

Этот же параметр положительно сказывается на комфорте при передвижении. Лучшая эффективность сжигания топливовоздушной смеси позволяет снизить вибрации и шум в процессе эксплуатации.

Также стоит отметить улучшенные конструктивные особенности ремня газораспределительного механизма, которому не требуется регулировка, пока не наступит момент для замены элемента.

Экономичность

Следующим критерием выбора становится экономичность. Потребителей закономерно интересует, какой двигатель из рассматриваемых экономичнее и что предпочтительнее использовать – 8- или 16-клапанный.

Действительно интересный вопрос, требующий обратить особое внимание на предыдущий рассмотренный пункт. Во многом в нём кроется ответ.

Некоторые могут сказать, что раз у 16-клапанника мощность выше, то и уровень потребления топлива также увеличен. Но в действительности ответ на вопрос о том, какой двигатель экономичнее, если сравнивать 8- и 16-клапанный вариант, кого-то наверняка удивит. Потому что здесь превосходство снова на стороне мотора с большим количеством клапанов. Его экономичность превосходит аналог с 8 клапанами.

Не все понимают, почему именно так обстоят дела. Всё просто. Здесь дело не просто в мощности, а в эффективности процесса сгорания топливовоздушной смеси и так называемой эластичности двигателя. 16-клапанники обладают более оптимизированным сжиганием. Они способны быстрее выходить на рабочий режим функционирования.

Поэтому ошибочно считать, что 8 клапанов дают лучшую экономичность. Тут объективное преимущество на стороне конкурента, который обеспечивает меньший расход топлива, нежели у 8-клапанного силового агрегата. Ещё одна победа 16-клапанного двигателя.

Запас хода

Немаловажным критерием выбора для некоторых автолюбителей становится запас хода. Но сравнивать два мотора сугубо по этому параметру не стоит.

Дело всё в том, что такой параметр не даст никакого ответа и точно не определит фаворита. Разницы попросту нет. По запасу ходу оба мотора демонстрируют примерно одинаковые показатели. Поэтому будет правильнее брать за основу другие критерии отбора и сравнения.

Использование гидрокомпенсаторов

Объективно покупателей автомобилей интересует не только техническая составляющая, но также сложность и стоимость ремонта в рамках последующей эксплуатации. Всем хочется хороший и динамичный мотор с отличными показателями экономичности. Но открытым остаётся вопрос их эксплуатационной стоимости.

Тут далеко не последнюю роль играют гидрокомпенсаторы. Фактически это новые элементы, которые заменили собой старые шайбы и рычаги, предназначенные для регулировки межклапанных зазоров.

По ряду причин настройка с помощью гидрокомпенсторов лучше и предпочтительнее, поскольку исключается необходимость водителя вмешиваться в работу системы. У восьмиклапанников гидрокомпенсаторы отсутствуют. А потому регулировка выполняется вручную на каждом отдельном клапане. Стоит допустить даже небольшую ошибку и придётся настраивать всё заново. А при неправильной настройке мотор будет работать некорректно.

Использование гидрокомпенсаторов идёт на пользу 16-клапанникам и даёт определённые преимущества. Но эта же технология обеспечивает моторы недостатками в виде повышенной чувствительности к заливаемому топливу и используемому маслу. Если туда попадает небольшое количество загрязнений, гидрокомпенсатор может легко засориться и забиться, что обернётся скорым выходом из строя.

За ряд преимуществ, которые даёт мотор с 16 клапанами, приходится платить более сложной конструкцией двигателя. Это автоматически повышает его стоимость. Такие двигатели дороже 8-клапанных аналогов, а также требуют более сложного и дорогостоящего ремонта.

Конструктивно восьмиклапанники проще, но они уступают конкуренту по мощности, эффективности и экономичности.

16-клапанный ДВС

Потребительские характеристики

Помимо технических характеристик, при выборе между двумя видами двигателей учитываются также и потребительские.

К ним относятся следующие аспекты:

• эксплуатационная стоимость;
• адаптированность к тюнингу;
• обслуживание.

Важные критерии, которые порой воспринимаются покупателями как более значимые, нежели технические характеристики.

Эксплуатационная стоимость

Тут учитывается не только цена самого мотора или автомобиля с определённым двигателем, но и последующая эксплуатационная стоимость. То есть покупателей интересует, насколько дёшево или дорого будет эксплуатировать тут или иную машину.

В понятие эксплуатационной стоимости входит приобретение горючего, всевозможных расходников, необходимых в рамках обслуживания. Не стоит путать с ремонтом. Этот вопрос будет рассмотрен отдельно.

Покупая машину, каждый потребитель обязан учитывать условия, в которых будет находиться машина большую часть времени.

По цене двигателя и его эксплуатационной стоимости приоритет на стороне 8-клапанного силового агрегата. Если вы покупаете авто и планируете ездить на нём вдалеке от крупных городов и автосервисов, тогда стоит брать восьмиклапанник. Он дешевле по цене, его проще обслуживать, он менее требователен к качеству топлива и расходникам. Такие двигатели многие без особых проблем обслуживают самостоятельно. Пусть он и уступает по эффективности конкуренту, но порой этот критерий отходит на второй план.

Преимущества 16-клапанного аналога в виде мощности и экономичности подразумевают при этом проявление некоторых недостатков. За все эти достоинства приходится платить необходимостью покупать высококачественное горючее и хорошие смазочные материалы. Начальная цена машины с таким двигателем будет выше, нежели 8-клапанника.

16 клапанов предпочтительнее выбирать тем, кто проживает в достаточно крупном городе, где имеется ряд хороших автосервисов, куда можно обратиться при необходимости. Такие двигатели подходят поклонникам динамичной и активной езды. Экономить на покупке дешёвого топлива здесь категорически не рекомендуется, поскольку это грозит серьёзными негативными последствиями в виде неполадок мотора.

Ремонтные работы

Если говорить применительно к отечественному рынку в России и странах СНГ, то здесь преимущества 16-клапанных моторов часто оборачиваются недостатками. И причина именно в качестве горюче-смазочных материалов. В большей степени это касается топлива, которое далеко не всегда соответствует требуемым стандартам.

А поскольку 16-клапанники очень чувствительны к качеству горючего, они частенько выходят из строя, требуют проведения ремонтных работ. Причём связано большинство неполадок с засорением клапанов и связанных с ними элементов примесями из рабочих жидкостей.

Ремонт двигателей на 16 клапанов простым точно назвать нельзя. Для их восстановления требуется применять сложное оборудование, некоторые дорогостоящие инструменты. Всё это негативно отражается на повышении стоимости сервиса. Такие двигатели комплектуются большим количеством подвижных элементов. А потому вероятность выхода из строя повышается.

Здесь преимущество на стороне силовых агрегатов с 8 клапанами. Они дешевле в плане ремонта, реже выходят из строя и лучше адаптированы под работу даже на не самом качественном топливе.

Если машина приобретается для спокойной и размеренной езды в городских условиях, то возможностей 8-клапанного двигателя хватит водителю в полной мере. Это проверенная временем конструкция, в которой разбираются практически все мастера автосервисов, они требуют простого и понятного ремонта. Неудивительно, что ремонтом двигателя порой занимаются сами автовладельцы у себя в гараже.

Поклонникам активной езды и любителям превосходной динамики лучше подходят 16-клапанные моторы. Но за эти возможности придётся платить больше, если силовой агрегат выйдет из строя.

8-клапанный ДВС

Тюнинг

Всё чаще в последнее время автовладельцы задумываются об улучшении и модернизации штатного двигателя. Для этих целей существуют различные варианты технического тюнинга, предусматривающего вмешательство в конструкцию и работу силовой установки.

Есть категория покупателей автомобилей, которые не особо обращают внимание на текущую мощность и экономичность. Им просто нужна машина, которую получится улучшить и доработать, поднять мощность и изменить технические характеристики.

Выбирая между 16 и 8 клапанами по этому критерию, фаворитом снова окажется двигатель с большим числом клапанов. Такие моторы обладают улучшенным потенциалом в плане тюнинга и модернизации.

Тут всё дело в распределении впускных и выпускных трактов в разные стороны головки блока цилиндров. Тем самым упрощается установка выпускных и впускных коллекторов. Плюс сама головка блока рассчитана на большие возможности, что даёт хороший простор для усовершенствований.

При этом нельзя утверждать о том, что потенциал для тюнинга у 8-клапанника отсутствует. Такие моторы также подвергаются модернизации, но только на проведение подобных работ потребуется потратить больше времени и сил.

На чём остановить свой выбор

Теперь следует подвести некоторые итоги и решить, какой же автомобильный двигатель лучше: 8- или 16-клапанный.

Такой вопрос стал актуальным буквально сразу, как только на рынке появились модифицированные моторы. Важно не забывать о том, что принцип работы и ключевые конструктивные особенности в обоих случаях остаются неизменными. Основная разница кроется именно в усовершенствовании и изменении газораспределительного механизма.

Восьмиклапанники являются более простым вариантом силовой установки, в то время как у 16-клапанного конкурента имеются определённые конструктивные преимущества. У мотора с большим числом клапанов используется пара распредвалов, каждый из которых отвечает за регулировку собственной пары выпускных и впускных клапанов. Это даёт некоторое превосходство по параметрам, которые были рассмотрены ранее. Но одновременно сама система газораспределения оказалась заметно сложнее.

Одновременно за счёт усложнения газораспределительного механизма улучшились показатели экономичности, мощности и эффективности работы силовых агрегатов с 16 клапанами. Особенно это становится очевидным в рамках городской эксплуатации транспортного средства.

Конструкторам удалось поднять показатели мощности двигателей, оснащённых сразу 16 клапанами. Такие моторы превосходно подхватывают на низких оборотах, демонстрируют превосходную динамику и пр. То есть 16-клапанные двигатели при меньшей скорости совершаемого вращения коленвала выдают больший показатель крутящего момента. Аналогичными возможностями 8-клапанный конкурент похвастаться не может.

Ещё немаловажным моментом считается отсутствие необходимости проведения ручной настройки при установке зазором между клапанами и кулачками распредвалов, что актуально для моторов только с 16 клапанами. Задачу по регулировке полностью берут на себя гидрокомпенсаторы. Это способствует уменьшению шума от двигателя и обеспечению его более ровной работы.

При всех своих очевидных преимуществах эти же достоинства могут с лёгкостью превратиться в важные недостатки. Двигатели на 8 клапанов хороши тем, что они простые, а от этого более надёжные. Для восьмиклапанников не принципиально важной является чистота топлива и качество используемых рабочих жидкостей. Что касается именно моторного масла, то средние показатели его расхода ниже именно у моторов с 8 клапанами.

Следует обратить внимание на расход топлива при показателях мощности. У 16-клапанных двигателей процесс горения топливовоздушной смеси более оптимизирован, что позволяет ему расходовать не более чем на 10% топлива больше, но при этом обеспечивать прирост мощности в 15-20 лошадиных сил. При прочих равных 16-клапанники потребляют меньше, но дают больше мощности.

Но за такие технические превосходства приходится платить. Ремонт и обслуживание, как и эксплуатационная стоимость, выше именно у 16-клапанных.

Чтобы выбрать себе двигатель среди двух вариантов, нужно учесть целый ряд параметров, критериев, а также предъявить собственные требования к мотору. Только так удастся определить фаворита конкретно в вашей ситуации.

Принцип работы 16 клапанного двигателя

На чтение 6 мин. Просмотров 7.7k.

Сегодня будет рассказано о том, что такое 16 клапанный двигатель, каков принцип его работы, а так же затронем тему преимуществ этого агрегата над 8 клапанным.

16 клапанный двигатель

В настоящее время именно 16 клапанный двигатель взят за основу работы многих
автомобилей. Это и не странно, ведь он отличается высокой степенью экономичности и
надежности. Для 8 клапанного двигателя такие характеристики в плене эксплуатации
попросту недостижимы. Что касается воздействия на окружающую среду, то эти
экземпляры в процессе своей работы оказывают на нее минимальное отрицательное
влияние. Это очень важно в эпоху, когда растительность и свежий воздух становятся чем-
то экстравагантным. Не стоит забывать и об экономичности 16 клапанного двигателя. Он
потребляет на несколько процентов меньше горючего, чем его 8 клапанный собрат.
Именно о поколении шестнадцатиклапанных агрегатов сегодня и пойдет речь. Не забудем
мы и о принципе работы этого устройства.

16 клапанный двигатель

Устройство и работа

Начать разговор, разумеется, нужно с устройства 16 клапанного двигателя. На каждый
цилиндр в моторе в данном случае будет приходиться по 2 клапана. Это не единственное
отличие данного агрегата от своего младшего собрата. Здесь монтируется целых 2
распределительных вала. Для 16 клапанного двигателя это норма. Один из распредвалов
отвечает за управление удалением отработанных газов, то есть, по сути, осуществляет
процесс выпуска. Второй при этом полностью берет на себя открытие впускных клапанов,
которые поставляют свежую порцию горючего в цилиндры. Для этого двигателя
характерно, что с одной стороны происходит поступление бензина или дизеля к рабочему
органу, а с другой — удаляются все отработанные вещества. По сути, смешивания не
происходит. Благодаря этому и происходит экономия. Только для 16 клапанного
двигателя это характерно.

Распределительный вал

Так как строение цилиндров несколько изменено, это не могло сказаться на камере
сгорания. Она имеет некоторые отличительные особенности в своей структуре. Благодаря
новому построению в цилиндрах в значительной степени снижен риск детонации.
Опасность этого страшного явления практически сведена к минимуму. Это так же не
могло ни сказаться на популярности двигателя данного типа. Даже если человек заливает
в бензобак горючее низкого качества, на работу двигателя это не оказывает практически
никакого влияния. Разумеется, машина будет работать не так качественно, как на хорошем
горючем, но при этом никакой детонации не произойдет. Очень важный аспект, благодаря
которому каждый водитель, который страдает невнимательностью при выборе бензина,
может быть спокоен за свое существование и работу своего двигателя.
Что касается системы охлаждения, то в таких моторах она работает достаточно стабильно.
Это сказывается на их продолжительности жизни, которая значительно продлевается.

Преимущества

Здесь их вытекает огромное количество. Принцип работы шестнадцатиклапанного
двигателя говорит нам о том, что цилиндры в гораздо большей степени наполняются
смесью горючего, а это напрямую влияет на выходную мощность агрегата. она возрастает.
Причем, коэффициент полезного действия остается на высоте.
Это не единственное преимущества данной модели двигателя. Как уже отмечалось ранее,
построение камеры сгорания дает возможность защитить себя от случайной детонации,
даже если в бак льется не совсем качественное топливо. Современная действительность
такова, что на многих АЗС именно таковое и распространяется.
Система охлаждения таких агрегатов построена уникальным образом, что позволяет
долгие годы эксплуатировать 16 клапанный двигатель без особых проблем.
Компоновка устройств в камере сгорания позволяет разнести между собой такты впуска и
выпуска. Это очень сильно сказывается на КПД механизма.
Еще одной отличительной чертой данной модели является улучшение тяги на больших
оборотах. Принцип работы 8 клапанного агрегата не позволяет этого сделать.

Модернизация

Разумеется, многие люди, которые имеют в своем арсенале только 8 клапанный двигатель,
рано или поздно начинают задумываться о том, чтобы увеличить его мощность и
повысить КПД. Это можно сделать путем модернизации. По сути, она сводится к тому,
что одна головка меняется на другую. Только на новой будет присутствовать 16 клапанов.
Первая проблема, с которой придется столкнуться автолюбителю — это несоответствие
диаметров и длины болтов, которые крепят головку на ее законном месте. Здесь придется
проявить смекалку и хитрость. Так как для крепления 16 клапанной головки двигателя
используются болты с меньшим диаметром, новы модифицированные крепежи будут
иметь большее значение этого параметра, то для них придется заранее подготовить
головку, то есть попросту рассверлить уже готовые отверстия. Их длина при этом будет
оставаться неизменной. Прокладку блока цилиндров так же придется поменять. Это и
естественно, ведь старая предназначена для крепления другой головки. Если этого не
сделать, то герметизация может быть попросту нарушена.

16 клапанный двигатель с чугунным блоком цилиндров

Перед тем, как установить головку, придется внести изменения в конструкцию и самого
блока цилиндров. Конструкция поршней, которые используются для данного агрегата,
несколько отличается от тех, которые использовались в 8 клапанниках. Их попросту
нужно заменить.
Когда мы говорим о старой модели автомобиля, то вполне вероятно, что шатуны в не так
же имеют не те стандарты, которые необходимы для монтажа новинки. Здесь придется так
же потратить лишнюю копеечку, что бы произвести замену. Это характерно для машин,
которые выпускались еще в 80 и 90 годах прошлого столетия. Примером могут служить
ВАЗ 2108 или Ваз 2109.
не может модернизация двигателя не сказываться и на проводке и работе блока
управления. Некоторые датчики в шестнадцатиклапанном варианте смещены от
стандартного расположения. Придется приобрести несколько метров провода, чтобы
нарастить те элементы, до которых достать будет проблематично.
Для тех людей, кто хочет сэкономить на монтаже, есть еще несколько вариантов того, как
можно это сделать. Патрубок можно не менять, а произвести его модернизацию. Это позволит сохранить некоторое количество денежных средств, которое тратится на
приобретение коллектора с катализатором.
После того, как работа, связанная с тюнингом завершена, можно направиться к
специалисту по настройке двигателя. Он с помощью компьютера и соответствующего
программного обеспечения произведет отладку работы устройства. В противном случае
могут возникать самые разнообразные проблемы, ведь изменения самого мотора будут
весьма глобальными.
Таким образом, в настоящее врем шестнадцатиклапанные двигатели становятся все
актуальнее. они устанавливаются практически на все автомобили отечественного и
зарубежного производства. Это позволяет увеличить коэффициент полезного действия, и
значительно повысить мощностные характеристики агрегатов. Как видно,
самостоятельный тюнинг так же возможен. В этом нет ничего сверхъестественного.

РЕГУЛИРОВКА КЛАПАНОВ |

Автомобили Scania: регулировка клапанов

Если вы замечаете, что у двигателя упала мощность, слышите, как в нем что-то стучит, тогда вашу Сканию нужно срочно доставить в наш сервис для нормализации работы клапанов. Регулировка клапанов Скания необходимый и важный процесс, благодаря которому двигатель вашего автомобиля будет иметь куда более длительный срок эксплуатации.

У дизельного двигателя, да и у обычного двигателя грузового автомобиля, на один цилиндр предусмотрено два клапана. Один впускает горючую смесь, а другой выпускает отработанные газы, поэтому эти клапаны так и называются: «впускной» и «выпускной». В свою очередь механизм, приводящий в действие клапаны, а также устанавливающий порядок их работы, называется клапанным или газораспределительным.

После того, как двигатель прогревается, некоторые его детали расширяются. Это значит, что когда двигатель в охлажденном состоянии, между определенными деталями мотора должны быть зазоры конкретного размера.

Так, в случае, если была произведена неправильная регулировка, может нарушиться эффективность работы двигателя Scania и сократиться ресурс работы деталей мотора. Например, когда зазоры между деталями маленькие, то клапаны будут подгорать. А вот с крупными зазорами, когда клапаны раскрываются не в полную силу, мощность мотора значительно упадет и будет слышен периодическое металлическое постукивание.

Регулировка клапанов Скания должна производиться после каждого пробега длиной 30 000 километров или при необходимости. На каждую модель автомобиля имеется руководство по ремонту, где приводятся размеры тепловых зазоров.

Как происходит регулировка клапанов?

Регулировка происходит следующим образом:

• Мотор должен быть охлажденным.
• Плоским щупом проверяется тепловой зазор.
• Собственно регулировка происходит поворотом регулировочных винтов в нужную сторону.

Нередко регулировка клапанов Scania осуществляется самим водителем, так как кажется, что нет ничего проще. Но все же мы рекомендуем производить ее при помощи опытного мастера. Для правильной регулировки будет недостаточно только ключей и щупов, еще понадобятся прокладки клапанных крышек и мастерство специалиста.

После того, как в клапанном механизме будут отрегулированы все зазоры, нужно будет проверить работу двигателя в самых разных режимах. Если все выполнено идеально, вы не услышите неприятных скрипящих звуков в работе двигателя.

Почему стоит выбрать именно нас?

«Север-Скан Авто» — официальный дилер шведского автоконцерна Scania. Уже в течение многих лет мы занимаемся не только продажей автомобилей и запасных частей, но и предоставляем сервисное обслуживание.

Нас выбирают, потому что мы:

• Поставляем сертифицированные оригинальные запчасти.
• Работаем только с официальным поставщиком.
• Придерживаемся идеального соотношения цена/качество.
• Предоставляем выгодные условия покупки автотранспорта.
• Имеем пять дилерских центров в разных регионах России.
• Обеспечиваем высококачественный сервис для вашего транспорта шведской марки.

Регулировка клапанов и форсунок Скания осуществляется руками профессиональных мастеров. Ответы на возникшие вопросы вы можете получить у наших менеджеров, позвонив по указанным на сайте телефонам.

Регулировка клапанов. — Установка ГБО • МЕТАН • ПРОПАН • Ростов-на-Дону

Когда нужна регулировка клапанов:

          С необходимостью регулировки клапанов периодически сталкиваются все владельцы автомобилей без гидрокомпенсатора.
Этот механизм (гидрокомпенсатор) имеется на всех современных автомобилях, но если у вас его нет, то придется регулировать тепловой зазор клапанного механизма «в рукопашную».
          Если регулировкой пренебрегать, то с течением времени клапана начинают стучать, причем стук этот будет усиливаться с количеством пройденных километров. Стучать будет как на холодном моторе, так и на прогретом.
Естественно, что это существенно снизит ресурс как самого клапанного механизма, так и двигателя автомобиля в целом, поскольку от исправности элементов поршневой группы зависит работоспособность всех узлов силового агрегата.
Кроме стука в двигателе, невыставленный или неправильно выставленный зазор клапанов может повлечь и появление такой неприятности, как прострелы в глушителе.
          Обычно хлопки начинают проявляться на прогретом моторе, сначала при работе ДВС под нагрузкой, а затем, с усилением неисправности, и при работе мотора на холостых оборотах. Это связано с тем, неправильный тепловой зазор на такте сжатия не позволяет клапану закрыться полностью, что нарушает герметичность камеры сгорания. В следствие этого, часть топливного заряда может попадать в выпускной коллектор и воспламеняться там. Решить проблему может только регулировка клапанов и выставление правильного теплового зазора.
          Отсутствие гидрокомпенсатора в моторе требует от автовладельца более внимательного отношения к своему автомобилю, поскольку периодичность проведения работ по регулировке клапанов определяется не производителем, а эмпирически, в процессе эксплуатации.
         Проще говоря, появление шума при работе двигателя говорит о том, что пора регулировать клапаны пришла.
На автомобилях отечественного производства это случается примерно через 25-30 тысяч километров пробега.
На импортных машинах, где выставленный клапанный зазор в моторе ведет себя более стабильно, в два раза реже, примерно через 60-70 тыс.км пробега.
Однако, принимая во внимание, что иномарки без гидрокомпенсатора, это, как правило, сильно не новые автомобили в возрасте, то и необходимость в регулировке теплового зазора у них может возникать чаще, примерно, как у отечественных машин, плюс минус 5-10 тыс. км. пробега.
          Специфика клапанного механизма при регулировке теплового зазора потребует определенных знаний и специальных инструментов, поэтому весь процесс лучше доверить профессионалам автосервиса.
          Так, например, при выставлении зазоров необходимо учитывать тип ДВС.
Это касается соблюдения температуры двигателя, при которой регулировка клапанного зазора будет максимально точной.
Эти данные можно найти в руководстве автопроизводителя по ремонту конкретного мотора.

Чаще всего «регулировочная» температура это 20-25 градусов. Если температура будет выше предписанной, то отрегулировать клапана правильно без корректировки не получиться.
Измерение зазора производится специальным щупом под винтом регулировки, причем таких щупов может понадобиться несколько, чтобы исключить погрешность.
Следует иметь ввиду, что с первого раза выставить идеальный зазор технически невозможно.
Это связано с тем, что после фиксации зазора контргайкой, его величина неизбежно сбивается. Опытный мастер сделает нужную поправку на выявленную погрешность затяжки и немного увеличит зазор.
Уменьшать зазоры не рекомендуется, поскольку регулировка проводится на не прогретом, не работающем двигателе.
После пуска мотора и прогрева всех элементов ЦПГ, клапанный тепловой зазор станет меньше.
Умышленное уменьшение теплового зазора для снижения шумности мотора в дальнейшем повлечет негативные последствия в виде перегрева и прогара клапана, износа кулачков распредвала.
Производить регулировку клапанов на моторах с регулировочными шайбами несколько проще, но и здесь потребуется опыт подобных работ и опять же специальный инструмент.
Также будет важным соблюдение рекомендованной производителем температуры двигателя и точность измерений.
Их нужно делать дважды, до и после полного оборота распредвала. Размеры должны совпасть, в противном случае регулировку и замеры необходимо сделать заново.

Фазы газораспределения двигателя | Twokarburators.ru

Как известно работа двигателя внутреннего сгорания состоит из рабочих циклов. Рабочий цикл – это четыре такта (четыре перемещения вверх – вниз, от ВМТ к НМТ поршня в цилиндре). Существуют такты: впуск горючей смеси, сжатие, рабочий ход, выпуск отработавших газов. Каждый такт происходит за пол оборота коленчатого вала двигателя (180º), а весь рабочий цикл – это два оборота коленчатого вала.

Каждому такту (движению поршня) должно соответствовать закрытие, либо открытие впускных и выпускных клапанов цилиндра. Это и есть фазы газораспределения на правильной настройке и установке которых базируется работа всего двигателя автомобиля.

Фазы газораспределения по тактам работы двигателя

Впуск

Поршень движется вниз, засасывая горючую смесь, от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ), коленчатый вал при этом поворачивается на 180º. Выпускной клапан закрывается. Впускной открывается с некоторым опережением (12º), еще до прихода поршня в ВМТ, для улучшения наполнения цилиндра горючей смесью. И будет открыт на протяжении всего такта впуска, пока поршень идет вниз.

Впуск

Сжатие

Поршень движется вверх, сжимая горючую смесь, от НМТ к ВМТ, коленчатый вал поворачивается еще на 180º. Выпускной клапан по прежнему закрыт. Впускной будет открыт еще на протяжении 40º вращения коленчатого вала, несмотря на движение поршня вверх. За счет инерции, через него в цилиндр еще поступит определенная порция горючей смеси. После чего впускной клапан закроется.

Сжатие

Рабочий ход

Поршень движется вниз от ВМТ к НМТ за счет энергии воспламенившейся в конце такта сжатия топливной смеси. При этом впускной клапан закрыт. Выпускной клапан начинает открываться еще до прихода поршня вниз, в НМТ и окончания рабочего хода (42º из 180º поворота коленчатого вала). Таким образом достигается лучшее удаление отработавших газов за счет имеющегося в цилиндре во время рабочего хода большого давления. Давление снижается, снижается и температура в цилиндре, двигатель не перегревается.

Рабочий ход

Выпуск

Поршень движется вверх от НМТ к ВМТ, выталкивая из цилиндра отработавшие газы, коленчатый вал поворачивается еще на 180º.

Впускной клапан закрыт. Выпускной клапан открыт, при чем это открытие продолжается и после достижения поршнем ВМТ, еще 10º поворота коленчатого вала.

Выпуск

Синхронизация перемещения поршня (вращения коленчатого вала) и открытия-закрытия клапанов (вращение распределительного вала) происходит за счет выставления их положения относительно друг друга по установочным меткам. При их совмещении наступает окончание такта сжатия в четвертом цилиндре двигателя (поршень вверху) Установочные метки помимо определения фаз газораспределения используются при выставлении момента опережения зажигания (2105, 2107 и 2108, 2109, 21099).

Установочные метки в приводе ГРМ двигателя 21083

Метки ГРМ 2108

Установочные метки в приводе ГРМ двигателя 2103

Метки ГМ 2103

Имеющиеся на распределительном валу расположенные в определенном порядке кулачки при его вращении нажимают на имеющиеся в приводе клапанов рычаги или опорные стаканы (в зависимости от устройства двигателя) заставляя клапана открываться или закрываться.

В случае смещения этих меток (после ремонта, перескочил ремень, вытянулась цепь ГРМ) правильное взаиморасположение валов относительно друг друга изменяется, и двигатель перестает нормально работать. Смещение фаз газораспределения служит причиной таких неисправностей как невозможность запуска или затрудненный пуск двигателя, неустойчивые обороты холостого хода двигателя, падение мощности и приемистости двигателя, «стрельба» в глушитель или карбюратор и т.п.

Примечания и дополнения

— Существует такой момент в работе двигателя автомобиля, когда при достижении поршнем ВМТ открыты и впускной и выпускной клапан. Это так называемое перекрытие клапанов. Длится оно не долго и существенного влияния на работу двигателя не оказывает. При перекрытии отработавшие газы не проникают во впускной коллектор, наоборот их поток вызывает подсасывание дополнительного объема топливной смеси в цилиндр, улучшая его наполнение.

— Впуск топливной смеси растягивается по времени на несколько тактов и длится 232º поворота коленчатого вала. Выпуск также захватывает несколько тактов и длится 232º.

Еще статьи по автомобильным двигателям

— Проверка и регулировка тепловых зазоров на двигателях автомобилей ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107

— Регулировка клапанов на двигателях автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Замена ремня ГРМ на двигателях автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Длина цепи двигателей ВАЗ

— Проверка цепи двигателя ВАЗ 2101-2107, Нива

— Как рассухаривать клапана двигателя автомобиля?

Газораспределительный механизм двигателя (ГРМ). Устройство

Видео: Принцип работы газораспределительного механизма. Ремень ГРМ. Ресурс, когда менять. Цепь или ремень ГРМ. Что лучше и надежнее. Растянутая цепь ГРМ — симптомы

Что такое газораспределительный механизм (ГРМ)?

Газораспределительный механизм (ГРМ) — это механизм предназначенный для впуска в цилиндры двигателя свежего заряда (горючей смеси в классических бензиновых двигателях или воздуха в дизелях) и выпуска отработавших газов в соответствии с рабочим циклом, а также для обеспечения надежной изоляции камеры сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода.

В зависимости от вида устройств, осуществляющих впуск заряда и выпуск отработавших газов, различают два типа механизмов газораспределения:

• клапанный
• золотниковый

Клапанный механизм наиболее широко распространен и используется во всех четырехтактных двигателях. Возможно верхнее и нижнее расположение клапанов. Верхнее расположение в настоящее время применяется чаще, так как в этом случае процесс газообмена протекает эффективнее. Характерные конструкции газораспределительных механизмов с верхним расположением клапанов представлены на рисунке.

Из чего состоит газораспределительный механизм (ГРМ) двигателя?

Основными элементами газораспределительного механизма являются:

• распределительный вал
• впускные и выпускные клапаны с пружинами, крепежными деталями и направляющими втулками
• привод распределительного вала
• также детали (толкатели, штанги, коромысла и др. ), обеспечивающие передачу перемещения от распределительного вала к клапанам

У V-образных двигателей основная деталь рассматриваемого механизма — распределительный вал — может иметь как нижнее, так и верхнее расположение. При нижнем расположении (рис. а) распределительный вал 7, размещенный в блок-картере, приводится во вращение от коленчатого вала двигателя с помощью зубчатой передачи, обычно содержащей одну пару цилиндрических или конических шестерен (возможно применение и нескольких пар шестерен).

У четырехтактного двигателя передаточное отношение привода равно двум, т.е. распределительный вал вращается вдвое медленнее коленчатого. При вращении распределительный вал с помощью кулачков перемещает толкатели 2 и штанги 3. Последние поворачивают коромысла 5 относительно оси 4. В то же время противоположные концы коромысел воздействуют на клапаны 7, перемещая их вниз и преодолевая при этом сопротивление пружин 6. Расположение кулачков на распределительном валу и их форму выбирают так, чтобы впускные и выпускные клапаны открывались и закрывались в строго определенные моменты согласно рабочему циклу двигателя.

Рис. Газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов:
а — с нижним расположением распределительного вала: 1 — распределительный вал; 2 — толкатель; 3 — штанга; 4 — ось коромысел; 5 — коромысло; 6 — пружина; 7 — клапан; б — с верхним расположением распределительного вала: 1 — винт; 2 — контргайка; 3 — коромысла; 4 — распределительный вал

У рядных верхнеклапанных двигателей и V-образных двигателей с четырьмя клапанами на цилиндр распределительный вал (валы) находится в головке блока, в непосредственной близости от клапанов (рис. б). Поскольку при верхнем расположении распределительного вала расстояние между его осью и осью коленчатого вала оказывается значительным, для приведения распределительного вала во вращение обычно используют цепную передачу. У двигателей сравнительно малой мощности можно также применять зубчатый ремень.

Распределительные валы мощных V-образных дизелей приводятся во вращение с помощью зубчатой передачи, у которой число пар конических шестерен может составлять две и более. При верхнем расположении распределительного вала уменьшается число передаточных деталей. Например, в механизме, представленном на рис. б, отсутствуют толкатели и штанги. Распределительный вал 4 непосредственно воздействует на коромысла 3, которые, в свою очередь, перемещают клапаны.

При работе двигателя детали газораспределительного механизма нагреваются (наиболее сильно — клапаны) и, следовательно, расширяются и удлиняются. Чтобы обеспечить возможность удлинения стержня клапана при его нагреве без нарушения плотности посадки головки клапана в седле, между отдельными деталями газораспределительного механизма у непрогретого двигателя должен быть зазор (например, между стержнем клапана и концом коромысла). Регулировать этот зазор можно различными способами, например с помощью винта 1 (см. рис. б), самоотвинчивание которого предотвращает контргайка 2. Чтобы исключить необходимость в регулировке зазора и уменьшить шумность двигателя в газораспределительных механизмах многих современных двигателей используются гидравлические толкатели. В эти толкатели встроены гидрокомпенсаторы, изменяющие их длину под действием давления масла, которое специально подается из смазочной системы двигателя. Клапан, его направляющая втулка, пружина и опорная шайба с деталями ее крепления образуют клапанную группу газораспределительного механизма.

Клапан состоит из головки и стержня, между которыми для уменьшения сопротивления движению газов выполнен плавный переход. Головка клапана имеет шлифованную конусную рабочую поверхность — фаску, по которой клапан плотно прилегает к седлу. Для крепления опорной шайбы пружины конец стержня клапана снабжен канавкой. В некоторых случаях для улучшения отвода теплоты от головки выпускного клапана стержень со стороны головки выполняют полым и вводят в него жидкий металлический натрий.

Клапаны изготавливают высадкой из стального прутка с последующей механической и термической обработкой. Материалом для них служит износо- и жаростойкая сталь. Иногда головку и стержень выпускного клапана выполняют из разных марок стали, а затем соединяют сваркой. Торец стержня клапана дополнительно закаливают для повышения твердости и износостойкости. В некоторых случаях на фаску выпускного клапана для увеличения его долговечности наплавляют особо жаростойкий сплав.

Каждый цилиндр двигателя имеет, как минимум, два клапана — впускной и выпускной. Однако в настоящее время наметилась тенденция к увеличению числа клапанов на цилиндр. Все шире применяются двигатели с тремя (два впускных и один выпускной) и четырьмя (два впускных и два выпускных) клапанами. При наличии одного впускного и одного выпускного клапанов первый имеет большую головку. Это необходимо для лучшего наполнения цилиндра свежим зарядом.

Направляющая втулка, через которую проходит стержень клапана, обеспечивает его точную посадку в седло. Стержень имеет высокоточное сопряжение с втулкой (зазор составляет 0,05… 0,12 мм). Направляющие втулки изготавливают из чугуна или спеченного пористого материала, который может быть пропитан смазочным маслом.

Клапанная пружина удерживает клапан в закрытом положении, обеспечивая его плотную посадку в седле. Пружины изготавливают методом холодной навивки из специальной стальной, термически обработанной проволоки с последующей дробеструйной обработкой, что увеличивает их долговечность. Иногда для предотвращения появления резонансных колебаний используют пружины с переменным шагом витков.

Опорная шайба удерживает пружину в сжатом состоянии. Крепление стержня клапана к опорной шайбе осуществляется с помощью конических разрезных сухарей, входящих в выточку на стержне.

Седло клапана, в которое он садится фаской головки, у верхнеклапанного двигателя расположено в головке цилиндров. Обычно седла выпускных, а иногда и впусковых клапанов, выполняют в виде вставных колец и наглухо запрессовывают в выточки головки цилиндров. Вставные кольца изготавливают из жаростойкой стали, специального чугуна или спеченного материала.

Передаточные детали газораспределительного механизма обеспечивают передачу усилия от распределительного вала к стержням клапанов. К таким деталям относятся:

• толкатели
• штанги
• коромысла

Толкатели передают осевое усилие от кулачков распределительного вала на штанги или стержни клапанов. Они могут быть плоскими, грибовидными, цилиндрическими или рычажными. Их изготавливают из стали или чугуна. Для повышения твердости и износостойкости рабочие поверхности толкателей упрочняют, а затем шлифуют.

Штанги служат для передачи усилий от толкателей к коромыслам при нижнем расположении распределительного вала в верхнеклапанном двигателе (см. рис. а). Штанги изготавливают из стали или алюминиевого сплава, придавая им форму трубки. На концах штанг крепят стальные наконечники со сферическими поверхностями, имеющими высокую твердость. Нижними концами штанги упираются в гнезда толкателей, а верхними — в регулировочные винты коромысел.

Коромысла предназначены для изменения направления и величины усилий, передаваемых на стержни клапанов. Коромысла шарнирно устанавливают на осях, которые крепятся к головке цилиндров. На одном конце коромысла может быть установлен регулировочный винт, который позволяет изменять зазор в газораспределительном механизме. Материалом для коромысла служит сталь или ковкий чугун. Рабочие поверхности коромысла закаливают, а затем шлифуют.

Распределительный вал служит для своевременного открытия и закрытия клапанов при помощи кулачков. Конструкция распределительного вала зависит от типа двигателя, числа цилиндров и клапанов, а также типа привода. Характерные конструкции распределительных валов представлены на рисунке. Любой распределительный вал имеет кулачки впускных 2 и выпускных 4 клапанов, а также опорные шейки 2. Распределительный вал бензинового карбюраторного двигателя снабжен также винтовой шестерней 5 привода масляного насоса и распределителя зажигания и эксцентриком 3, приводящим в действие топливный насос. Число кулачков соответствует общему числу клапанов, которые обслуживаются данным валом. Число опорных шеек чаще всего равно числу коренных шеек коленчатого вала. В рядном четырех- цилиндровом двигателе вершины одноименных кулачков располагаются под углом 90° (рис. а), в рядном шестицилиндровом — под углом 60° (рис. б), а в V-образном восьмицилиндровом — под углом 45° (рис. в). Угол установки разноименных кулачков зависит от фаз газораспределения. Вершины кулачков располагают в соответствии с принятым для двигателя порядком работы с учетом направления вращения вала. В качестве подшипников для распределительного вала чаще всего применяют запрессованные в картер (при нижнем расположении) или головку цилиндров (при верхнем расположении) тонкостенные биметалические или триметаллические втулки. Одна из опорных шеек вала (обычно передняя) снабжена фиксирующим устройством для предотвращения его осевых перемещений. Для смазывания опорных шеек к ним подается масло под давлением из общей смазочной системы двигателя. При верхнем расположении распределительного вала в его теле сверлят осевое отверстие, по которому масло поступает ко всем опорным шейкам и кулачкам.

Рис. Распределительные валы рядного четырехцилиндрового (а), рядного шестицилиндрового (б) и V-образного восьмицилиндрового (в) двигателей со схемами расположения кулачков:
1 — опорная шейка; 2, 4 — кулачки впускных и выпускных клапанов; 3 — эксцентрик привода топливного насоса; 5 — винтовая шестерня привода масляного насоса

Видео: Принцип работы ГРМ

Клапаны и порты в четырехтактных двигателях

Клапаны и порты в четырехтактных двигателях

Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Компоненты, расположенные после впускного коллектора в четырехтактных дизельных двигателях, выполняют важные функции в управлении подачей воздуха в цилиндр.Тарельчатые клапаны регулируют синхронизацию потока в цилиндр и из него. Конструкция впускного канала влияет на пропускную способность двигателя, а также на объемное движение воздуха, поступающего в цилиндр.

Клапаны

По мере того, как воздушный поток проходит через различные компоненты и ступени впускной системы, различные свойства и характеристики всасываемого заряда были изменены для достижения общих целей системы управления всасываемым зарядом. Фильтр всасываемого воздуха обеспечивает надлежащую чистоту воздуха, состав наддувочного воздуха и содержание кислорода регулируются путем подачи рециркуляции отработавших газов во всасываемый воздух, а компрессор и охладитель наддувочного воздуха обеспечивают достижение целевых значений давления и температуры во впускном коллекторе и плотность всасываемого заряда. в проектных пределах.Несколько заключительных аспектов управления воздухом достигаются после того, как всасываемый заряд выходит из впускного коллектора и попадает в цилиндр. Клапаны или порты контролируют время подачи воздуха в цилиндр. Кроме того, канал между впускным коллектором и цилиндром может оказывать значительное влияние на поток, когда он входит в цилиндр, и может использоваться для передачи подходящего объемного движения и кинетической энергии заряду для поддержки смешивания воздуха, топлива и промежуточного сгорания. продукты в цилиндре.

В четырехтактных двигателях всасываемый газ входит в цилиндр через порт, расположенный в головке цилиндра, и мимо клапана, используемого для открытия и закрытия порта.В двухтактных двигателях — обсуждаемых в другом месте — обычно используются отверстия в гильзе цилиндра, которые попеременно закрываются и не закрываются поршнем.

Рисунок 1 . Номенклатура цельного тарельчатого клапана

Поток газа в цилиндр и из цилиндра в 4-тактных двигателях контролируется почти исключительно тарельчатыми клапанами (рис. 1). Хотя использовались или предлагались другие конструкции клапана, кажется, что ни одна из них не может сравниться по надежности и герметизирующей способности с тарельчатым клапаном.Наиболее распространенной конструкцией тарельчатого клапана в автомобильной промышленности является цельный клапан, в котором весь клапан изготовлен из одного материала. Однако доступны и другие варианты, в том числе:

• Конструкция приварного наконечника имеет отдельный наконечник, приваренный к штоку над канавкой. Наконечник может быть изготовлен из материала, который намного более износостойкий, чем остальная часть клапана.
• Конструкция, состоящая из двух частей, имеет отдельный шток, приваренный над галтелем, рис. 2 слева.
• Конструкция с внутренним охлаждением имеет полый шток, содержащий охлаждающую жидкость, такую ​​как металлический натрий или натрий-калиевая смесь, и обычно используется в сверхмощных и высокопроизводительных выпускных клапанах, рис. 2 в центре.Пики температуры клапана снижаются из-за «вибрирующего эффекта» расплавленного металла, и эти конструкции могут особенно хорошо выдерживать термические нагрузки. Температуру в полой шейке можно снизить примерно на 80–130 К, что снижает общий износ клапана и вкладыша седла клапана.
• Некоторые конструкции также имеют полую полость в головке клапана, содержащую металлический натрий, рис. 2, справа. Это продолжение классического полого клапана с натриевым наполнением с дополнительной полостью в головке клапана.Это может привести к дополнительным скачкам температуры в головке клапана и еще больше увеличить срок службы клапана.
• Сварная конструкция поверхности седла имеет седло клапана, которое приварено с твердым покрытием, чтобы лучше выдерживать условия, которые в противном случае привели бы к экстремальному износу седла клапана и / или коррозии.

Рисунок 2 . Примеры конструкций тарельчатого клапана

Слева: Двухкомпонентный клапан со сплошным штоком. Центр: Клапан с полым штоком.
Справа: Клапан с полым штоком с дополнительной полостью на головке клапана.

(Источник: Mahle)

В дополнение к различным стилям конструкции клапаны могут иметь различные усовершенствования конструкции для повышения их долговечности. Деформационное упрочнение поверхности седла может использоваться для умеренного увеличения износостойкости седла в тех случаях, когда сварная конструкция поверхности седла не требуется. Обработка поверхности стержня может использоваться для уменьшения трения и / или износа, особенно если в противном случае может возникнуть адгезионный износ. Алюминирование поверхности седла клапана, а иногда и поверхности сгорания для улучшения коррозионной стойкости в среде оксида свинца когда-то было популярным для двигателей, работающих на этилированном бензине.Крышки наконечников, установленные на конце штока клапана, могут использоваться для повышения износостойкости наконечников, когда сварка разнородных металлов является проблемой.

###

Первые в мире полностью цифровые клапаны открывают возможности двигателя

Британская компания Camcon Automotive создала первую полностью электронную систему клапанов двигателя, отсоединенную от коленчатого вала, которая обеспечивает беспрецедентный контроль над циклом сгорания. Помимо улучшений мощности и выбросов, он также открывает некоторые странные и замечательные возможности, которых мы никогда раньше не видели, например, кратковременное повышение мощности 2-тактных 4-тактных двигателей.

Регулировка фаз газораспределения нет ничего нового. На протяжении десятилетий производителям было очевидно, что оптимальная работа клапана отличается, когда двигатель выполняет разные функции, и что изменение времени, подъема и продолжительности событий клапана в двигателе в соответствии с различными сценариями может привести к увеличению мощности, крутящего момента, эффективности и преимущества выбросов.

Что отличает систему Camcon, так это то, что она позволяет полный, мгновенный и неограниченный контроль над тем, что именно делает любой впускной или выпускной клапан, в любое время, независимо от того, что делает сам двигатель.Это потому, что система Camcon IVA (Intelligent Valve Actuation) полностью электронная, без механического крепления к коленчатому валу.

Здесь нет ремней ГРМ или клапанных пружин, каждый клапан имеет свой собственный миниатюрный распределительный вал с десмодромной системой, которая открывает и закрывает клапаны точно и механически. И вместо того, чтобы приводиться в движение кривошипом, распределительный вал каждого клапана управляется электродвигателем.

Эти двигатели могут вращаться в любом направлении с абсолютной точностью, и для данного события клапана они могут вращаться полностью, чтобы обеспечить 100 процентов доступного подъема клапана, или они могут останавливаться на полпути и возвращаться в закрытое положение, чтобы вы могли получить буквально любую степень подъема клапана, которую вы хотите, в любое время.Внизу страницы есть видео, чтобы дать вам лучшее визуальное объяснение.

Система всегда знает положение коленчатого вала благодаря датчику положения вращения — фактически, вся система работает под управлением в реальном времени с обратной связью, так что события клапана точно синхронизируются с тем, что делает двигатель.

Операционный директор Camcon Марк Гостик (слева) с техническим директором Роджером Стоуном (справа)

Camcon Automotive

«Что это значит, — говорит главный операционный директор Camcon Марк Гостик во время звонка по Skype из своего офиса в Кембридже, — то мы можем дать двигателю именно то, что он хочет на низких оборотах, и именно то, что он хочет на более высоких оборотах и ​​где-то между ними и вам вообще не нужно идти на компромисс.Вы можете изменить время, продолжительность, время подъема, можете даже формировать события, если хотите. Вы можете делать двойные мероприятия. Вы можете изменить профиль распредвала между одним событием и другим. Вы можете перейти от холостого хода к 100-процентному открытию дроссельной заслонки за один оборот. Вы можете делать что угодно. У вас есть то, что мы называем цифровым коленчатым валом ».

Это кажется достаточно простой идеей, переход к электронному управлению клапанами. Так почему этого не было сделано раньше?

« С электромеханической точки зрения вы могли бы посмотреть и спросите: «Почему вы не сделали этого 20 лет назад?» — говорит Гоостик.«Разница заключается в электронике, которая им управляет. Что произошло в недавнем прошлом, так это то, что теперь имеется достаточная пропускная способность обработки по невысокой цене, которая может выдерживать максимальные условия работы двигателя, поэтому вы можете фактически управлять этими двигателями в реальном времени. »

Низко висящий фрукт

Естественно, это позволяет производителям автомобилей запускать высокооптимизированные версии тех же приемов, которые они проделывали с традиционными системами VVT ранее: немного дополнительного крутящего момента ниже, немного дополнительных лошадиных сил выше, улучшенные выбросы.И у компании есть несколько работающих стендовых двигателей, а также один, встроенный в управляемый автомобиль, чтобы продемонстрировать такие простые преимущества.

«У нас есть тысячи часов динамометрического времени, показывающих, на что мы способны», — говорит Гостик. «Это только на стороне впуска — мы решили сначала сделать сторону впуска, потому что это более низкий риск, но имеет наиболее известные преимущества. Никто никогда не делал изменения фаз газораспределения на выпусках, поэтому преимущества менее понятны.

«Что касается результатов динамометра, мы провели только так называемое испытание в устойчивом состоянии, когда объект работает в фиксированной точке или в серии фиксированных точек.А по сравнению с Jaguar Ingenium, который представляет собой в значительной степени современный бензиновый двигатель, мы получили снижение выбросов CO2 до 7,5%. Мы верим, что с переходной калибровкой и прочими подобными вещами, когда мы должным образом интегрируем ее в автомобиль, мы сможем показать выгоду от выбросов CO2 до 20 процентов. Сейчас мы делаем 16-клапанные двигатели, впускные и выпускные, и мы запустим их, когда они будут готовы ».

Система интеллектуального срабатывания клапана Camcon обеспечивает значительные преимущества в снижении выбросов и эффективности.

Camcon Automotive

Больше интегрированных возможностей

Camcon считает, что преимущества этой системы IVA действительно начнут складываться, когда она будет более тесно интегрирована в автомобиль, особенно в гибридном пространстве.И Gostick, конечно, не думает, что бензиновый двигатель находится где-то рядом с концом своей веревки.

«Люди могут спросить:« Почему вы все еще прыгаете через обручи с двигателями внутреннего сгорания, когда все знают, что все это будут батареи? » Что ж, на самом деле, если вы поговорите с людьми в отрасли и посмотрите, что происходит, большинство из них сочтут, что в обозримом будущем у большинства автомобилей будет какая-то форма двигателя внутреннего сгорания на борту, будь то подключаемые гибриды, обычные гибриды или что-то еще.И эти гибридные автомобили по-прежнему должны иметь очень хорошо настроенные высокопроизводительные двигатели.

«Если у вас есть подключаемый гибрид, у вас есть встроенный интеллект, который решает, когда разряжать аккумулятор, а когда отключать двигатель. Частью этого расчета является то, сколько энергии он может потребоваться перезапуск двигателя. Для перезапуска двигателя каждый раз требуется много заряда батареи, а затем вам нужно перезарядить батарею от двигателя, что сказывается на общей производительности.

«Но если вы Получив полный контроль над клапанами, вы можете существенно снизить количество энергии, затрачиваемой на перезапуск двигателя.Потому что вы можете открывать клапаны прямо вверх, поэтому стартер просто должен преодолевать трение, а не сжимать газы в камерах. Поступая таким образом, вы можете изменить уравнение для повторного запуска двигателя.

«В гибридном транспортном средстве с аккумулятором заданного размера вы можете существенно увеличить его чистый электрический пробег. Мы это чувствуем, мы еще не добавили в него реальных примеров, но обычно подключаемые гибриды иметь чистый электрический запас хода около 30 миль (48 км), что-то в этом роде.Мы думаем, что, вероятно, сможем добраться до 40 или 50 (64 или 80 км), что достаточно много. И дело не только в использовании функции «старт-стоп», но и в некоторых других идеях, которые у нас есть в отношении таких вещей, как кондиционирование воздуха и другие интеграции.

Система интеллектуального срабатывания клапана Camcon полностью отсоединяет клапанную систему от распределительного вала

Camcon Automotive

«Гибриды очень интересны, потому что вы можете использовать электричество в некоторых точках и внутреннее сгорание в других точках, и если вы оптимизируете это, вы можете сыграть несколько действительно интересных трюков, например, решить, когда запускать клапанный механизм от батареи и когда запускать его от генератора.Иногда электрическая система производит слишком много электроэнергии, больше, чем она может сохранить, поэтому вы можете использовать ее по-разному. Мы действительно только начинаем царапать их поверхность.

«Это такие вещи, которые не очевидны … Я имею в виду, мы можем говорить об улучшении производительности, которое вы можете дать на необработанном двигателе, но на самом деле есть практически те же преимущества, если вы сделаете интеграцию в автомобиль Вы можете разыграть новые трюки, которых не могли, когда клапаны были соединены с коленчатым валом. «

По-настоящему сумасшедший с цифровыми вентилями

Хотя вышеупомянутые методы действительно выходят на неизведанную территорию, дальнейшее развитие с IVA предлагает действительно выдающийся потенциал.

» Одна из вещей, которые вы можете сделать с этим «Клапанный механизм предназначен для реализации всевозможных подходов к сгоранию с относительно нестандартной траекторией», — говорит Гостик. «Люди говорят о глубоком цикле Миллера, Lambda 2, HCCI и подобных вещах, которые требуют очень точного контроля. над условиями горения, чтобы сделать их.Мы считаем себя помощниками.

«Двухтактный двигатель немного сдвинут в сторону. Тенденция в автомобильных двигателях заключалась в уменьшении габаритов, понижении скорости и тому подобном. Все это прекрасно работает, когда вы едете по автостраде, но когда вы» Вы пытаетесь очень быстро съехать со светофора, или на кольцевой развязке, или где-то еще, и вы опускаете ногу, тогда вы действительно чувствуете, что у вас маленький двигатель в большой машине. в принципе, по крайней мере, мы это еще не продемонстрировали — вы можете на короткое время перевести автомобиль из четырехтактного режима в двухтактный.Это по существу удваивает выходную мощность. Он дает вам, когда вам это нужно, прилив мощности. В принципе, вы можете это сделать в течение короткого периода времени, ограниченного факторами нагрева и смазки. Когда мы получим приводы на выпускных клапанах наших тестовых двигателей, мы попробуем это сделать.

«Двухтактный двигатель — это одна из тех вещей, которые были, были и всегда были будущим двигателей внутреннего сгорания. Интерес к двухтактным двигателям возобновился для ряда применений, и мы могли бы сделать что-то интересное в этом направлении. , только на очень короткие периоды времени, поэтому вы можете решить эту проблему с маленькими двигателями в больших автомобилях.

Интеллектуальная система срабатывания клапана Camcon: десмодромная работа точно контролируется электродвигателями, а не приводится в действие рукояткой

Camcon Automotive

«Переходя к противоположному концу спектра, вы могли бы сделать что-то, называемое 12-тактным ударом», — продолжает Гостик. «Так что, если вы едете по автомагистрали и едете по ней, вы можете переключить его в 12-тактный режим, что означает, что каждый цилиндр срабатывает только после каждого третьего хода.Но это происходит по всему двигателю, например, как отключение перемещающегося цилиндра, если хотите.

«При частой деактивации цилиндров просто сбивается один или два цилиндра, и, поскольку это механический процесс, он всегда сбивает одни и те же, и когда вы снова включаете их, вы получаете выбросы углеводородов, потому что в цилиндрах накапливается моторное масло. Если вы делаете 12-тактный ход, вы сохраняете все цилиндры в тепле и останавливаете накопление смазки, так что вы получаете преимущество без штрафных санкций, когда снова включаете четырехтактный двигатель.

«Когда у вас будет такая степень контроля, вы можете начинать разыгрывать всевозможные трюки. После того, как вы подключили выпускные клапаны, вы также можете перенести выхлоп, чтобы вы могли быстро разогреть катализатор, вы можете играть трюки с турбокомпрессорами, вы можете делать все, что угодно ».

Где продается цифровая клапанная система Camcon

Хотя Camcon имеет собственные испытательные двигатели и демонстрационный автомобиль, эта технология не покажет масштабы ее преимуществ, пока автопроизводители не начнут использовать ее и полностью не интегрируют системы.

Компания потратила много времени на сотрудничество с Jaguar Land Rover, совместно опубликовав доклад на престижной конференции по двигателям в Ахене в Германии в прошлом году. И хотя это сотрудничество продолжается, Gostick заявляет, что компания видит свои самые большие возможности в Азии.

«Мы ориентируемся на Дальний Восток: Японию, Корею, Китай, просто потому, что с точки зрения отрасли мы чувствуем, что именно эти области будут наиболее восприимчивы к тому, что мы пытаемся сделать в настоящий момент», — говорит он. .

Интеллектуальная система срабатывания клапана Camcon

Camcon Automotive

«Это сочетание политической среды, их отношения к инновациям и рискам, а также того, насколько они зрелы с точки зрения процесса мышления о будущих трансмиссиях. В настоящее время в Европе из-за того, что делает Комиссия, все автомобильные компании бегает вокруг, говоря «батареи хорошие, батареи хорошие», и многие азиатские компании прошли через это более вдумчиво и предложили портфельный подход, в котором у вас есть автомобили с аккумулятором, у вас есть гибридные автомобили, а для других приложений — автомобили с ДВС.Я думаю, они продвинулись дальше в своем мыслительном процессе о том, как будет выглядеть трансмиссия будущего ».

Компания только что представила версию технологии IVA, которая работает на типах одноцилиндровых двигателей разработки, которые OEM-производители и автомобили первого уровня поставщики используют для тестирования и разработки своих двигателей, чтобы автомобильным компаниям было как можно проще экспериментировать с этой технологией.

Camcon считает, что цифровой клапанный механизм может стать убийцей дизельного топлива для легковых автомобилей, предлагая эффективность на уровне дизельного топлива и экономия топлива без каких-либо выбросов твердых частиц и NOx, которые наблюдались у дизелей в Европе в последние месяцы.

«Что касается стоимости, мы пока не можем вдаваться в подробности, но это определенно меньше, чем стоимость дизельного топлива, а не бензина», — говорит Гостик. «Продажи дизельного топлива в Европе в последнем квартале упали на 17 процентов или около того. Раньше они составляли 50 или более процентов от общего объема продаж автомобилей, а теперь они упали до 30-х годов благодаря Dieselgate и другим факторам. Одним из последствий этого является что выбросы CO2 в Европе теперь снова растут, потому что люди снова обращаются к автомобилям с бензиновыми двигателями, которые выделяют больше CO2, чем дизельные двигатели.

«Вот почему система, которая может снизить выбросы в бензиновых автомобилях, — это отличная вещь, которую можно иметь прямо сейчас. Наша система не дешевая, но в контексте дизельного топлива она тоже не дорогая».

Что касается менее дружественного отношения к планете, мы хотели бы увидеть, что произойдет, когда эта технология попадет в руки жестких специалистов по настройке производительности и гоночных команд. Это звучит как возможность для заправщиков сделать с двигателями очень интересные вещи.

Ознакомьтесь с технологией в видео ниже.

Источник: Camcon Automotive

Обновление (13 августа 2018 г.): Как отмечали некоторые комментаторы, эта система имеет некоторое сходство с системой FreeValve от Koenigsegg, как показано в двигателе Qamfree от Qoros, но мы бы хотели Подчеркните, что электрогидравлически-пневматическая приводная система FreeValve использует клапанные пружины вместо механической системы для закрытия клапанов. Таким образом, он уязвим для поплавка клапана при высоких оборотах и ​​не обеспечивает такой десмодромной точности, как система Camcon.Тем не менее, справедливо называть разницу академической, когда речь идет о дорожных автомобилях, моторы которых редко бывают достаточно высокими, чтобы в любом случае это создать проблему.

Intelligent Valve Technology — Бензиновый двигатель, дизельный КПД

(PDF) ЭФФЕКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ СЕРИИ MAN B&W S46ME-B8.5 В НИЗКОМ ПАРОЛЕ

Журнал исследований и разработок в области машиностроения (JMERD) 42 (5) (2019) 51-56

Цитируйте статью: Ван Ван Ле, Тхань Хай Чыонг, Ти Минь Хао Донг (2019).Решения для эффективной эксплуатации судовых двигателей серии Man B&W S46me-B8.5 в условиях низкого давления пара

.

Журнал исследований и разработок в области машиностроения

, 42 (5): 51-56.

ССЫЛКИ

[1] Woodyard, D., Woodyard, D. 2009. Глава тринадцатая — Burmeister

& amp; Низкооборотные двигатели Wain в судовых дизельных двигателях Pounder’s и газовых турбинах

.

[2] Ян Б., Сун Г., Шен Ю., Гуктомова Ю.А., Сюй, Дж. 2017. Метод диагностики неисправности

для двигателей внутреннего сгорания на основе модели IHS-RVM

, J. Mech. Англ. Res. Дев., 40 (1), 64–71.

[3] Hoang, A.T., Tran, V.D. 2019. Экспериментальный анализ метода смешивания на основе ультразвука

применительно к дизельному топливу со сверхнизким содержанием серы

и биомаслам, Int. J. Adv. Sci. Англ. Инф. Технология, 9 (1), 307–313.

[4] Юлиссен, Л.Р., Крайгер, М.Дж., Андреасен, А. 2011.Man B&W Me-Gi

Двигатели. Недавние исследования и результаты, в материалах Международного симпозиума

по морской инженерии (ISME), октябрь.

[5] Ламас, М.И., Родригес Видаль, К.Г. 2012. Computational Fluid

Анализ динамики процесса продувки в двухтактном судовом дизельном двигателе MAN B&W 7S50MC

, J. Sh. Res.

[6] Хоанг, А.Т., Фам, В.В. 2019. Влияние масла ятрофы на работу двигателя

, характеристики выбросов, образование отложений и деградацию смазочного масла

, Сжигание.Sci. Технология, 191 (3), 504–519.

[7] Фам, X.D., Хоанг, A.T., Нгуен, Д.Н., Ле, В.В. 2017. Влияние факторов

на водородный состав в процессе цементации, Int. J. Appl. Англ.

Res., 12 (19), 8238–8244.

[8] Hoang, A.T., Tran, V.D., Dong, V.H., Le, A.T. 2019. Экспериментальный анализ

физических свойств и характеристик распыления ультразвуковой эмульсии

дизельного топлива с ультранизким содержанием серы и биодизеля

на основе ятрофы, J.Mar. Eng. Technol., 1–9.

https://doi.org/10.1080/20464177.2019.1595355.

[9] Фам В.В., Цао Д.Т. 2019. Краткий обзор технологических решений по системе впрыска топлива

дизельного двигателя для увеличения мощности и снижения загрязнения окружающей среды

, J. Mech. Англ. Res. Дев., 42 (1), 1–09.

[10] Фам, В.В. 2019. Исследование применения Diesel-Rk в расчете

и оценка технико-экономических критериев судовых дизельных двигателей

с использованием унифицированного ULSD и смешанного биодизельного топлива, Дж.Мех.

англ. Res. Дев., 42 (2), 87–97.

[11] Хоанг, А.Т., Фам, В.В. 2018. Обзор топлива, используемого для судовых дизельных двигателей

, J. Mech. Англ. Res. Дев., 41 (4), 22–32.

[12] Hoang, A.T., Tran, Q.V., Al-Tawaha, A.R.M.S., Pham, V.V., Nguyen, X.P.

2019. Сравнительный анализ рабочих характеристик и характеристик выбросов

популярного во Вьетнаме четырехтактного мотоциклетного двигателя, работающего на биогазине

и минеральном бензине, Renew.Energy Focus, 28, 47–55.

[13] Псарафтис, Х.Н., Контовас, К.А. 2013. Скоростные модели для энергии —

Эффективный морской транспорт: таксономия и обзор, Трансп. Res.

Часть C Emerg. Technol., 2013.

[14] Тездоган, Т., Демирель, Ю.К., Келлетт, П., Хорасанчи, М., Инчечик, А.,

Туран, О. 2015. Полномасштабные нестационарные модели RANS CFD ship

поведение и производительность в верхних водах моря из-за медленного движения паром, Ocean Eng.

[15] Тездоган, Т., Инчечик, А., Туран, О. , Келлетт, П., 2016. Оценка

влияния подхода медленного пропаривания на снижение расхода топлива

контейнеровоза, продвигающегося в верховьях морей , в Транспортных исследованиях

Процедуры.

[16] Хоанг, А.Т., Фам, В.В. 2019. Исследование характеристик выбросов, отложений

и деградации смазочного масла дизельного двигателя, работающего на подогретом растительном масле

и дизельном топливе, Источники энергии, Часть A Восстановление.Util.

Окружающая среда. Эфф., 41 (5), 611–625.

[17] Сетиё, М., Сопарман, С., Хамиди, Н., Вахьюди, С. 2017. Охлаждение

Характеристики воздействия системы охлаждения с половиной цикла на систему сжиженного нефтяного газа

, Int. J. Refrig.

[18] Ху, Н., Чжоу, П., Ян, Дж. 2017. Снижение выбросов за счет оптимизации соответствия топливной форсунки

геометрии камеры сгорания для судового среднеоборотного дизельного двигателя

, Transp. Res.Часть D Пр. Environ.

[19] Anon. 1989. Высокоэффективная система турбонаддува от ABB Turbo

Systems, Diesel Gas Turbine Worldw.

[20] 2013. MAN Diesel & Turbo, Основные принципы движения судов, Man

Diesel Turbo.

[21] Хео, М.В., Ким, Дж. Х., Ким, К. 2015. Оптимизация конструкции центробежного вентилятора

с разделительными лопастями, Int. J. Турбореактивные двигатели.

[22] Лю, Х., Ма, С., Чжан, З., Чжэн, З., Яо, М. 2015. Изучение контрольных стратегий

по снижению образования сажи в условиях раннего впрыска на дизельном двигателе

, Топливо.

[23] Ван Дам В., Уиллис В. В., Купер М. В. 2010. Влияние химического состава присадок и реологии смазочных материалов

на износ в тяжелых дизельных двигателях

, в серии технических статей SAE.

[24] Ленауэр, К., Томастик, К., Вопелка, Т., Джеч, М., 2015. Поршневое кольцо

износ трибопленки гильзы цилиндра и трибопленка гильзы цилиндра в триботестах со смазочными материалами, искусственно измененными

продуктами сгорания этанола, Трибол. Int.

[25] Li, S., Wu, P., Cao, L., Wu, D., She, Y. 2017. CFD-моделирование динамических характеристик

электромагнитного клапана системы турбонаддува выхлопных газов,

Appl. Therm. Англ.

[26] Моро, Д., Понти, Ф., Серра, Г. 2010. Термодинамический анализ влияния изменения фаз газораспределения

на КПД двигателя SI, в серии статей SAE Technical

.

[1] Кохер, Л., Кёберлейн, Э., Ван Альстайн, Д.Г., Стрикер, К., Shaver, G.

2012. Физическая модель объемного КПД для дизельных двигателей

, использующая регулируемое срабатывание впускного клапана, Int. J. Engine Res.

Привод клапана — поршневой двигатель самолета

Для правильной работы поршневого двигателя каждый клапан должен открываться в нужное время, оставаться открытым в течение необходимого периода времени и закрываться в нужное время. Впускные клапаны открываются непосредственно перед тем, как поршень достигает верхней мертвой точки, а выпускные клапаны остаются открытыми после достижения верхней мертвой точки. Таким образом, в определенный момент оба клапана открыты одновременно (конец такта выпуска и начало такта впуска). Такое перекрытие клапанов обеспечивает лучший объемный КПД и снижает рабочую температуру цилиндра. Эта синхронизация клапанов контролируется механизмом привода клапана и называется синхронизацией клапана.

Подъем клапана (расстояние, на которое клапан поднимается от своего седла) и продолжительность клапана (время, в течение которого клапан остается открытым) определяются формой выступов кулачка.Типичные выступы кулачка показаны на рисунке 1. Часть выступа, которая плавно запускает движение рабочего механизма клапана, называется пандусом или ступенькой. Наклон обработан на каждой стороне выступа кулачка, чтобы коромысло могло свободно контактировать с наконечником клапана и, таким образом, уменьшать ударную нагрузку, которая могла бы возникнуть в противном случае. Механизм привода клапана состоит из кулачкового кольца или распределительного вала, снабженного выступами, которые работают против кулачкового ролика или кулачкового толкателя.

Рисунок 1.Типичные выступы кулачка

[Рис. 2 и 3] Кулачковый толкатель толкает шток толкателя и шаровую головку, приводя в действие коромысло, которое, в свою очередь, открывает клапан. Пружины, которые скользят поверх штока клапанов и удерживаются на месте с помощью клапана с пружинной стопорной шайбой и стволовый ключом, близко каждый клапан и толкают механизм клапана в направлении, противоположном. [Рисунок 4]

Рисунок 2. Привод клапана (радиальный двигатель)

Рисунок 3.Механизм привода клапана (оппозитный двигатель)

Рисунок 4. Типичный набор пружин клапана, используемых для гашения колебаний. Для защиты от поломки используются несколько пружин

Кулачковые кольца

Клапанный механизм радиального двигателя приводится в действие одним или двумя кулачковыми кольцами, в зависимости от количества рядов цилиндров.В однорядном радиальном двигателе используется одно кольцо с двойной кулачковой дорожкой. Одна дорожка управляет впускными клапанами, другая — выпускными. Кулачковое кольцо представляет собой круглый кусок стали с рядом кулачков или выступов на внешней поверхности. Поверхность этих выступов и пространство между ними (по которому движутся ролики кулачка) называется дорожкой кулачка. Когда кулачковое кольцо вращается, выступы заставляют кулачковый ролик поднимать толкатель в направляющей толкателя, тем самым передавая усилие через толкатель и коромысло, чтобы открыть клапан.В однорядном радиальном двигателе кулачковое кольцо обычно располагается между редуктором гребного винта и передним концом силовой части. В двухрядном радиальном двигателе второй кулачок для работы клапанов заднего ряда установлен между задним концом силовой части и секцией нагнетателя.
Кулачковое кольцо установлено концентрично с коленчатым валом и приводится в движение коленчатым валом с пониженной скоростью через узел промежуточной ведущей шестерни кулачка. Кулачковое кольцо имеет два параллельных набора выступов, разнесенных по внешней периферии, один набор (кулачковая дорожка) для впускных клапанов, а другой — для выпускных клапанов.Используемые кулачковые кольца могут иметь четыре или пять выступов как на впускной, так и на выпускной дорожках. Время срабатывания клапана определяется расстоянием между этими выступами, а также скоростью и направлением движения кулачковых колец по отношению к скорости и направлению коленчатого вала.

Способ приведения в действие кулачка зависит от двигателей разных производителей. Кулачковое кольцо может иметь зубья как на внутренней, так и на внешней периферии. Если редуктор входит в зацепление с зубьями на внешней стороне кольца, кулачок поворачивается в направлении вращения коленчатого вала. Если кольцо приводится в движение изнутри, кулачок поворачивается в направлении, противоположном коленчатому валу. [Рисунок 2]

Четырехлепестковый кулачок можно использовать как в семицилиндровом, так и в девятицилиндровом двигателе. [Рис. 5] На седьмом цилиндре он вращается в том же направлении, что и коленчатый вал, а на девятом цилиндре — противоположно вращению коленчатого вала. На девятицилиндровом двигателе расстояние между цилиндрами составляет 40 °, а порядок зажигания — 1-3-5-7-9-2-4-6-8. Это означает, что между импульсами зажигания остается промежуток 80 °.Расстояние между четырьмя выступами кулачкового кольца составляет 90 °, что больше, чем расстояние между импульсами. Следовательно, чтобы получить правильное соотношение между работой клапана и порядком зажигания, необходимо вращать кулачок напротив вращения коленчатого вала. При использовании четырехлепесткового кулачка на семицилиндровом двигателе расстояние между рабочими цилиндрами больше, чем расстояние между кулачками. Следовательно, кулачок должен вращаться в том же направлении, что и коленчатый вал.

Рисунок 5.Радиальные двигатели, стол кулачковых колец

Распредвал

Клапанный механизм оппозитного двигателя приводится в действие распределительным валом. Распределительный вал приводится в движение шестерней, которая сопрягается с другой шестерней, прикрепленной к коленчатому валу. [Рис. 6] Распределительный вал всегда вращается с половинной скоростью вращения коленчатого вала. При вращении распределительного вала выступы заставляют толкатель в сборе подниматься в направляющей толкателя, передавая усилие через толкатель и коромысло, открывая клапан. [Рисунок 7]

Рисунок 6.Кулачковый приводной механизм оппозитный авиационный двигатель

Рис. 7. Кулачковая нагрузка на корпус подъемника

Толкатель

Толкатель в сборе состоит из:

1. Цилиндрический толкатель, который скользит внутрь и наружу в направляющей толкателя, установленной в одной из секций картера вокруг кулачкового кольца
2. Толкатель, повторяющий контур кулачкового кольца и кулачков
3. Гнездо для шарика толкателя или гнездо для толкателя
4. Пружина толкателя

Функция толкателя в сборе заключается в преобразовании вращательного движения выступа кулачка в возвратно-поступательное движение и в передаче этого движения на толкатель, коромысло, а затем на наконечник клапана, открывая клапан в нужное время.Пружина толкателя предназначена для заполнения зазора между коромыслом и наконечником клапана для уменьшения ударной нагрузки при открытии клапана. В толкателе просверливается отверстие, позволяющее моторному маслу течь к полым толкателям для смазки узлов коромысла.

Твердые подъемники / толкатели

Твердотопливные подъемники или толкатели кулачков обычно требуют, чтобы зазор клапана регулировался вручную с помощью винта и контргайки. Клапанный зазор необходим, чтобы гарантировать, что клапан имеет достаточный зазор в клапанной последовательности для полного закрытия.Эта регулировка или проверка требовали постоянного обслуживания до тех пор, пока не использовались гидравлические подъемники.

Толкатели / подъемники гидравлических клапанов

Некоторые авиационные двигатели оснащены гидравлическими толкателями, которые автоматически поддерживают нулевой зазор клапанов, устраняя необходимость в каком-либо механизме регулировки зазора клапана. Типичный гидравлический толкатель (толкатель клапана с нулевым зазором) показан на рисунке 8. Когда клапан двигателя закрыт, поверхность корпуса толкателя (толкатель кулачка) находится на основной окружности или на задней части кулачка.

Рисунок 8. Толкатели гидравлических клапанов

[Рис. 8] Пружина легкого плунжера поднимает гидравлический плунжер так, что его внешний конец контактирует с гнездом толкателя, оказывая на него легкое давление, тем самым устраняя любой люфт в рычажном механизме клапана. Когда плунжер перемещается наружу, шаровой обратный клапан выходит из своего седла. Масло из подающей камеры, которая напрямую связана с системой смазки двигателя, перетекает и заполняет напорную камеру.При вращении распределительного вала кулачок толкает корпус толкателя и гидроцилиндр подъемника наружу. Это действие заставляет шаровой обратный клапан садиться на свое седло; таким образом, масло, захваченное в камере давления, действует как подушка. В течение интервала времени, когда клапан двигателя находится в нерабочем положении, между плунжером и отверстием цилиндра возникает заданная утечка, которая компенсирует любое расширение или сжатие в клапанном механизме. Сразу после закрытия клапана двигателя количество масла, необходимое для заполнения камеры давления, поступает из камеры подачи, готовясь к следующему циклу работы.
Гидравлические подъемники клапана обычно регулируются во время капитального ремонта. Они собираются всухую (без смазки), зазоры проверяются, а регулировка обычно производится с помощью толкателей разной длины. Устанавливается минимальный и максимальный клапанный зазор. Любое измерение между этими крайними значениями допустимо, но желательно примерно посередине между крайними значениями. Гидравлические подъемники с клапанами требуют меньшего обслуживания, лучше смазываются и работают более тихо, чем с винтовой регулировкой.

Толкатель

Толкатель трубчатой ​​формы передает подъемную силу от толкателя клапана на коромысло. Шар из закаленной стали вдавливается в каждый конец трубы. Один шаровой конец входит в гнездо коромысла. В некоторых случаях шарики находятся на толкателе и коромысле, а гнезда — на толкателе. Трубчатая форма используется из-за ее легкости и прочности. Это позволяет смазочному маслу двигателя под давлением проходить через полый шток и просверленные концы шариков для смазки концов шариков, подшипника коромысла и направляющей штока клапана. Шток толкателя заключен в трубчатый корпус, который простирается от картера к головке блока цилиндров и называется трубками толкателя.

Коромысла

Коромысла передают подъемную силу от кулачков к клапанам. [Рис. 9] Узлы коромысла поддерживаются подшипником скольжения, роликом или шарикоподшипником или их комбинацией, которая служит шарниром. Обычно один конец рычага упирается в толкатель, а другой — на шток клапана. Один конец коромысла иногда имеет прорези для установки стального ролика.Противоположный конец имеет либо резьбовой разъемный зажим и стопорный болт, либо резьбовое отверстие. Рычаг может иметь регулировочный винт для регулировки зазора между коромыслом и наконечником штока клапана. Винт можно отрегулировать до указанного зазора, чтобы обеспечить полное закрытие клапана.

Рисунок 9. Коромысло оппозитных рычагов двигателя

Пружины клапана

Каждый клапан закрывается двумя или тремя винтовыми пружинами. Если бы использовалась единственная пружина, она бы вибрировала или колебалась с определенной скоростью. Чтобы устранить эту трудность, на каждом клапане устанавливают две и более пружин (одна внутри другой). Каждая пружина вибрирует с разной частотой вращения двигателя, что приводит к быстрому гашению всех скачков пружины во время работы двигателя. Две или более пружины также уменьшают опасность ослабления и возможного выхода из строя из-за перегрева и усталости металла. Пружины удерживаются на месте с помощью разъемных замков, установленных в выемке верхнего фиксатора пружины клапана или шайбы, и входят в паз, выточенный в штоке клапана.Пружины клапана предназначены для закрытия клапана и надежного удержания клапана на седле клапана.
СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ Общие требования к авиационным двигателям
Типы двигателей
Поршневые двигатели
Приказ на выполнение работ Клапаны
Двигатель

: основные принципы работы с клапанами для повышения производительности — Совет недели — Lube Talk

В последние недели мы говорили о нескольких ключевых компонентах промышленных двигателей, а именно о коленчатом и распределительном валах. Как вы помните, коленчатый вал и распределительный вал соединены ремнем газораспределительного механизма, и работа обоих компонентов заключается в преобразовании вращательного движения в линейное и наоборот, а также в помощи другим компонентам в развитии двигателя. мощность.

Совет этой недели посвящен одному из этих «других» компонентов — клапанам.

Основы клапана

При обсуждении клапанов мы сосредоточимся в первую очередь на четырехтактных бензиновых и дизельных двигателях, которые используются в большинстве транспортных средств для шоссейных дорог и внедорожников. Итак, мы не говорим о двухтактных двигателях. Клапан — это устройство, которое позволяет воздуху и топливной смеси поступать в цилиндр и выводить отработавшие выхлопные газы. В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания есть два типа клапанов: впускной (воздушно-топливная смесь) и выпускной (отработавшие газы).

Дизайн

Анатомия клапана довольно проста. Как показано ниже, он в основном состоит из стебля и головки. Головка имеет куполообразную форму, что помогает отводить давление.

Клапаны обычно устанавливаются под углом от 30 до 45 градусов к коленчатому валу. Это облегчает дыхание двигателя и сгорание. У них также есть головки разного диаметра, при этом впускной клапан обычно больше выпускного. Клапаны, как правило, представляют собой цельную конструкцию, изготовленную из аустенитной стали и закаленную с помощью полосы гидроизоляции, нанесенной на поверхность седла, чтобы улучшить посадку и уменьшить износ.Также важен зазор седла клапанов, поскольку он обеспечивает максимальное развитие мощности и позволяет расширять клапан в седле, чтобы минимизировать износ.

Эксплуатация

Во время работы двигателя клапан обычно закрыт, удерживается пружиной. Когда кулачок вращается, клапан открывается. Для впускных клапанов это позволяет воздушно-топливной смеси поступать в цилиндр. Как только смесь оказывается в цилиндре, кулачок продолжает вращаться, а впускной клапан закрывается и происходит сгорание. После сгорания и во время такта выпуска кулачок открывает выпускной клапан, позволяя отработанным газам выходить. Как только все отработанные газы уйдут, кулачок цилиндра поворачивается дальше, и выпускной клапан закрывается.

Время, в течение которого клапан открывается или закрывается, зависит от формы рабочего выступа на распределительном валу. Чем больше лепесток, тем дольше открыт клапан и тем больше воздуха / топлива или выхлопных газов может быть обработано, увеличивая мощность.

Клапаны могут приводиться в действие толкателями, толкателями или коромыслами, и это обычно определяется расположением распределительного вала.Двигатель с верхним расположением кулачков может приводить в действие коромысло либо напрямую, либо через толкатель. Кулачок, встроенный в блок или головку, может использовать гидравлические приводы и толкатели для перемещения клапанов.

Смазка

Подходящим смазочным материалом для клапанов двигателя является масло, используемое для смазки двигателя, как правило, моторное масло с разным весом. В соответствии с конструкцией двигателя масло перемещается под давлением из картера масляным насосом через отверстия и бороздки в верхней части головки, область внутри крышки клапана.Затем смазка течет вдоль головки к штоку (ам) клапана и, оказавшись там, стекает вниз по штоку, смазывая шток и направляющую.

Если шток клапана и зазор направляющей установлены правильно, будет достигнут надлежащий баланс смазки, а это означает, что потребление масла будет незначительным или совсем не будет. Если зазор направляющей и / или штока слишком велик, масло потечет в поток выхлопных газов, загрязняя седло, что отрицательно скажется на характеристиках двигателя. Эту тенденцию можно измерить по расходу масла. Думайте о «голубом» дыме.

Я надеюсь, что этот совет был полезен, и дайте нам знать, если у вас есть какие-либо вопросы, оставив комментарий ниже!

Система воздушного запуска на marinediesels.co.uk Как судовой дизельный двигатель запускается с использованием сжатого воздуха.

Удержание вниз Система воздушного запускаL58 / 64 Пневматический пусковой клапанВоздушный пусковой клапанВзрыв цепи Удлинение цепиПотерянное движение Выхлоп v / v СинхронизацияРеверс MANB и WВзрывы от мусораВзрывы в корпусеМатериалы Усталость материалаMarpol Annex VIPurifiersЖидкостная пленка Смазочные материалыПодшипник крейцкопфа (Топливный двигатель VIT 2) Двойной топливный двигатель Коленчатый вал Предельные значения содержания серы в ЕС

Оперативная информация Воздушный старт Система: Как Двигатель запускается в воздухе **** Выпадающее меню DHTML на основе JavaScript, созданное NavStudio. (OpenCube Inc. — http://www.opencube.com) ****

Большие судовые дизельные двигатели запускаются с использованием сжатого под высоким давлением воздуха. Воздух попадает в цилиндр, когда поршень только что проходит ВМТ и продолжалась до открытия выпускного клапана. Есть всегда открыто более одного воздушного пускового клапана: — ситуация, известная как перекрытие.Это гарантирует, что двигатель запустится в любом положении. Открытие основные воздушные пусковые клапаны управляются набором пилотных клапанов, расположенных в воздушном пусковом распределителе, который в свою очередь, синхронизируются с приводом, связанным с главным распределительным валом. В В показанном примере небольшой распределительный вал используется для управления открытием и закрытие пилотных клапанов воздушного пуска.

На чертеже показан принцип работы системы воздушного пуска.Большие воздушные ресиверы используются для хранения сжатого воздуха. Диаграмма показывает, что запорный клапан открыт, поэтому воздух поступает до автоматический клапан и клапан управления запуском воздуха.

Когда требуется запустить двигатель, подается сигнал сжатого воздуха низкого давления. направляется на клапан управления воздушным пуском (которым также можно управлять вручную в аварийная ситуация). Воздух толкает поршень вниз, что открывает клапан и позволяет воздуху под высоким давлением поступать к пилотному клапану и автоматическому поршни привода клапана.Пилотный клапан прижимается к кулачку профиль, и автоматический клапан открывается, и воздух под высоким давлением направляется в главные воздушные пусковые клапаны и пилотный клапан. Когда кулачок пилотного клапана толкатель находится в самой нижней точке кулачка, воздух поступает в рабочий поршень главного воздушного пускового клапана для этого конкретного цилиндра, открывающийся клапан и позволяя воздуху под высоким давлением поступать в цилиндр.

Когда пилотный клапан поднимается кулачком, пилотный клапан выпускает воздух и главный воздушный пусковой клапан закрывается.Когда сигнал стартового воздуха снят клапан управления запуском воздуха, вентиляционные отверстия системы и автоматический клапан закрывается.

Анимация ниже показывает последовательность операций.

Клапан блокировки блокировки сработает, например, если поворотный шестерня остается включенной, и это предотвратит попадание воздуха под высоким давлением в клапан управления запуском воздуха и, следовательно, либо автоматический клапан, либо пилот клапан.

Установлен медленно вращающийся клапан. Это откроется вместо основного автоматический клапан, если двигатель был остановлен более 30 минут при маневрировании. Воздуха будет достаточно только для того, чтобы запустить двигатель. очень медленно; Это мера предосторожности на случай, если в цилиндре было масло или в него попадет вода, что может привести к повреждению двигателя при запуске. Если двигатель совершает полный оборот на медленном повороте, то главный автоматический клапан открывается, и двигатель запускается.( примечание : операционная система для медленного поворота опущена для простоты).

Международная ассоциация Согласно правилам классификационного общества:

Для защиты пусковая воздушная магистраль от взрыва из-за неправильного функционирования пусковых клапанов должны быть приспособлено:

1. Изоляция невозвратная клапан или аналог на соединении подачи пускового воздуха к каждый двигатель.

2. разрывная мембрана или пламегаситель на пути пускового клапана каждого цилиндра для двигателей с прямым реверсом с главным пуском многообразие. ИЛИ

2. На входе подачи в пусковой воздушный коллектор для нереверсивных двигателей

Устройства в соответствии с (ii) выше может не применяться для двигателей с внутренним диаметром не более 230 мм.

Система также может быть снабжен предохранительным клапаном.

Более подробную информацию о пусковых пневматических системах можно найти в членах Раздел

Срабатывание пневматического клапана

Погрузка

Характерные и универсально используемые грибовидные или «тарельчатые» клапаны (используемые в каждом 4-тактном двигателе) открываются во время хода вниз и закрываются во время хода вверх, пока они не коснутся своих седел в головке цилиндров.

Обычно клапан управляется «кулачковой» системой, которая управляет открытием клапана (ход вниз), в то время как «возврат» клапана, то есть движение закрытия (ход вверх), является результатом какого-либо действия весны.

Поплавок клапана представляет собой неблагоприятное состояние, которое возникает, когда тарельчатые клапаны на клапанной передаче двигателя внутреннего сгорания не остаются в контакте с выступом распределительного вала во время фазы закрытия клапана профиля выступа кулачка. Это снижает эффективность и производительность двигателя и потенциально увеличивает выбросы двигателя.

Отскок клапана — это связанное с этим состояние, при котором клапан не остается в седле из-за комбинированных эффектов инерции клапана и резонансных эффектов металлических пружин клапана, которые эффективно уменьшают силу закрытия и позволяют клапану частично открываться.

Renault оказывает долгое влияние на Формулу 1. Первое событие, которое считалось гонкой «Гран-при», проводившееся в Ле-Мане в 1906 году, было выиграно Renault.
В современную эпоху их присутствие не было таким постоянным, как Ferrari, Williams или McLaren, но оно было значительным.Они открыли турбо-эру 80-х, воспользовавшись положением, которое позволяло выпускать двигатели с турбонаддувом меньшего размера. Остальные производители думали, что они чокнутые, но через пару сезонов каждый двигатель в сети получил турбонаддув. В конце концов, турбины пришлось запретить, потому что двигатели были слишком быстрыми, выдавая более 1200 лошадиных сил на гонке, а двигатель Porshe — на 1500 лошадиных сил на квалификации.

Гоночные двигатели часто выходили из строя на высоких оборотах, потому что механические пружины не могли достаточно быстро закрыть клапаны, что приводило к отказу двигателя, когда поршни ударяли по не полностью закрытым клапанам.По этой причине часто использовалось до трех концентрических пружин клапана, плотно прижатых друг к другу, не для увеличения силы (внутренние пружины не имеют значительной жесткости пружины), а в качестве демпферов для уменьшения колебаний внешней пружины.

Более жесткие пружины клапана могут помочь предотвратить смещение клапана и его дребезг, но только за счет увеличения потерь на трение. В Формуле-1 для компенсации влияния более жестких пружин использовались различные методы, такие как двухпружинные клапаны и клапаны с прогрессивной пружиной, толкатели с роликовыми наконечниками и, наконец, пневматические клапаны.

Если бы в гоночном применении обычный двигатель с клапанной пружиной имел верхний предел частоты вращения около 10 000 об / мин, та же самая конструкция двигателя, оснащенная системой срабатывания клапана Desmodromic, могла бы развивать 15 000 об / мин и намного большую мощность. Пневматическая система практически не имеет ограничений (фактически около 25000 об / мин). В ранее использовавшихся проволочных пружинах клапана используется винтовая пружина для возврата клапана в закрытое положение после того, как кулачок замедлился. Им потребовалась огромная проработка деталей их формы и материала, чтобы достичь предела оборотов около 12–13.000 об / мин. Давление для передачи мощности от двигателей 3,5 и более поздних версий 3,0 требовало еще более высоких потолочных оборотов, и металлические пружины не могли больше развиваться с той же скоростью, что и остальная часть двигателя.

Пружины пневматических клапанов представляют собой металлические сильфоны, заполненные сжатым воздухом, занимающие примерно то же пространство, что и металлические пружины, используемые для закрытия клапанов в высокоскоростных двигателях внутреннего сгорания. Эта система была внедрена в середине 1980-х годов в 1,5-литровых двигателях Renault RVS-9 с турбонаддувом для Формулы 1. Инновация Renault заключалась в замене стальных пружин на легкие сильфоны для сжатого воздуха, которые могли бы реагировать быстрее и снижать вероятность поломки клапана, кроме негерметичных сильфонов.

Стандартная пружина и срабатывание пневматического клапана Renault в открытом виде. На картинке выше вы можете видеть, что пружина отсутствует.

Пневматические рессоры давали Renault преимущество в двигателях с турбонаддувом, которые часто называют самыми мощными. Однако надежность и плохая управляемость шасси не позволяли им добиться успеха до 1989 года, когда Renault предоставила Williams двигатель V10, чтобы начать победную серию.Renault вернулся в Формулу 1 в 90-х в качестве поставщика двигателей. Они снова использовали систему закрытия пневматического клапана. Это было быстро принято каждым производителем двигателей в F1. Новый двигатель Renault был конкурентоспособным прямо из мастерской. Renault выигрывал чемпионат конструкторов с Williams в 1992, 1993, 1994, 1996 и 1997 годах и с Benetton в 1995 году. Найджел Мэнселл, Ален Прост, Михаэль Шумахер, Дэймон Хилл и Жак Вильнев выиграли чемпионат пилотов в 1990-х годах с двигателями Renault. .

Технология всех существующих систем возврата пневматического клапана заключается в простой замене пружины клапана на пневматическую пружину с использованием инертного газа (азота, который ведет себя практически так же, как воздух, НО ЯВЛЯЕТСЯ ИНЕРТНЫМ ГАЗОМ И НЕ ПОДДЕРЖИВАЕТ ПОЖАР, КАК ВОЗДУХ ИЛИ КИСЛОРОД) в качестве сжимаемой жидкости. Распределительный вал осуществляет свое обычное точное управление движением каждого клапана, а каждая пневматическая пружина поддерживает контактное усилие между отдельным клапаном в сборе, кулачком и кулачком толкателя во время работы.Таким образом, системы пневматических пружин клапана являются улучшенной заменой механических пружин. Это не полная система управления клапанами, как десмодромная операция, в которой не используются пружины.
Пружины пневмоклапана работают в системе кольцевых магистралей и имеют существенную поддержку в виде баллона со сжатым газом, регуляторов давления, односторонних клапанов и системы удаления масла. Принципиальное уменьшение массы клапана в сборе происходит за счет уменьшения верхней трети каждой пружины клапана. Хотя возможно небольшое уменьшение массы клапана в сборе, это сопровождается дополнительным трением уплотнительного кольца штока.
Пневматическая пружина не подвержена усталостному разрушению или уменьшенному демпфированию с таким временем работы, как механическая пружина. Подъем клапана не ограничен максимальным напряжением пружинной проволоки и пределами диапазона напряжений. Renault сообщает, что возрастающие характеристики пневматической пружины помогают согласовать усилие пружины с требованиями к силе инерции клапана в конкретном случае его V10. Основное преимущество пневматической пружины для очень быстроходных двигателей заключается в том, что собственная частота столба сжатого газа примерно в восемь раз больше, чем у спиральной пружины из стальной проволоки.

Жан-Пьер Буди, главный инженер по разработке двигателей в Renault Sport в эпоху гоночных двигателей V6 с турбонаддувом, изобрел первую систему пневмоклапанных пружин, которая использовалась в двигателях гоночных автомобилей. Двигатель Renault с пневматической пружиной впервые участвовал в гонках на шасси Lotus, которым управляли Джонни Дамфрис и Эйртон Сена в 1986 году, в начале сезона Гран-при.

Honda RA122E / B (1992 V12 F1) работал с давлением азота 6–8 бар (87–116 фунтов на квадратный дюйм) с первоначально заправленным газовым баллоном примерно до 150 бар (2175 фунтов на квадратный дюйм).Honda заявила о снижении массы возвратно-поступательного движения клапана в сборе на 20% при аналогичных уровнях трения клапанного механизма (по сравнению с обычными системами).

Пневматический клапан управления стал настолько компактным и надежным, что его начали использовать в гонках MotoGP. Ну, все, кроме Ducati с его десмодромным срабатыванием клапана. Пневматические рессоры дебютировали в 2002 году с Aprilia RS3 Cube. В 2005 году Team Roberts была первой, кто использовал пневматические клапаны на постоянной основе в своем неконкурентоспособном велосипеде с приводом от KTM.Сегодня почти все команды MotoGP используют технологию пневматических клапанов на своих байках, включая Yamaha, Suzuki и Honda.

Здесь на картинке слева показано срабатывание клапана пневматической «пружиной» на двигателе Yamaha YZR M1 MotoGP в сезоне 2011 года.

В то время как пружины пневматических клапанов стали стандартом в двигателях Формулы 1, Renault исследует электрогидравлические клапаны с компьютерным управлением без распредвала, чтобы уменьшить количество движущихся частей и улучшить управление клапанами.Давление в верхней части поршня клапана (24) регулируется с помощью электромагнитного клапана с электроприводом (EVA). Таким образом можно контролировать точное время открытия клапана. Масло для привода клапана находится в баке под давлением (32).
Нижняя часть поршня находится под постоянным давлением, что обеспечивает быстрое закрытие клапана. Давление находится в отдельном резервуаре под давлением (40).
Поскольку эта система имеет возможность изменения фаз газораспределения, она никогда не использовалась в F1. Технические правила FIA считают изменение фаз газораспределения незаконным.

5,7 Системы с изменяемой геометрией:
5.7.1 Системы с изменяемой геометрией на входе не допускаются.
5.7.2 Выхлопные системы с изменяемой геометрией не допускаются.
5.7.3 Системы с изменяемой фазой газораспределения и регулируемым подъемом клапана не допускаются.

5.10 Приводы двигателя:
Запрещается гидравлическое, пневматическое или электронное управление за следующими исключениями:
a) Электронные соленоиды, предназначенные исключительно для управления жидкостями двигателя;
b) Компоненты, обеспечивающие регулируемое давление воздуха для пневматической клапанной системы;
c) Одиночный привод для управления дроссельной заслонкой двигателя;
d) Любые компоненты, необходимые как часть KERS.

5.15.6 Клапаны должны изготавливаться из сплавов на основе железа, никеля, кобальта или титана.
Допускаются полые конструкции, охлаждаемые натрием, литием и т.п.

Вернуться к началу страницы

.