Что называется фазами газораспределения: что это такое и как они работают

Ошибка

• Автомобиль — модели, марки
• Устройство автомобиля
• Ремонт и обслуживание
• Тюнинг

• Аксессуары и оборудование
• Компоненты
• Безопасность
• Физика процесса

• Новичкам в помощь
• Приглашение
• Официоз (компании)
• Пригородные маршруты

• Персоны
• Наши люди
• ТЮВ
• Эмблемы

•  
• А
• Б
• В
• Г
• Д
• Е
• Ё
• Ж
• З
• И
• Й
• К
• Л
• М
• Н
• О
• П
• Р
• С
• Т
• У
• Ф
• Х
• Ц
• Ч
• Ш
• Щ
• Ъ
• Ы
• Ь
• Э
• Ю
• Я

Навигация

• Заглавная страница
• Сообщество
• Текущие события
• Свежие правки
• Случайная статья
• Справка

Личные инструменты

• Представиться системе

Инструменты

• Спецстраницы

Пространства имён

• Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация, поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Фазы газораспределения

Фазы газораспределения

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

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

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

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В связи с этим моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях происходят с определенным опережением или запаздыванием относительно положения поршней в в. м. т. и н. м. т.

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

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

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

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

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

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

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

—

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Фазы газораспределения

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

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

—

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

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

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

Рассмотрим диаграммы газораспределения четырехтактного двигателя.

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

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

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

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

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

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


Фазы газораспределения выбирают в зависимости от быстроходности двигателя.

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

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

—

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

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

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

Что такое фазы газораспределения? (с изображением)

`;

Автомобили

Факт проверен

Г. В. Пулос
Дата последнего изменения: 27 сентября 2022 г.

В двигателях внутреннего сгорания на каждый цилиндр приходится не менее двух клапанов: впускной и выпускной. Чтобы двигатель работал правильно, впускной клапан должен всасывать топливо и воздух в нужное время, цилиндр срабатывает, а затем выпускной клапан должен открываться, чтобы сгоревшее топливо могло выйти, чтобы цикл мог повториться. Для правильной работы двигателя точное срабатывание этих клапанов в правильной последовательности является синхронизацией клапанов.

В большинстве двигателей при воспламенении цилиндры воздействуют на распределительный вал, заставляя его вращаться и выполнять ряд функций. Он приводит в движение трансмиссию и другие компоненты автомобиля, такие как генератор переменного тока и водяной насос. Кроме того, как следует из названия, распределительный вал имеет ряд кулачков по всей своей длине.

Эти кулачки нажимают на устройства, называемые толкателями, которые, в свою очередь, нажимают на устройства, называемые коромыслами. Коромысел служат в качестве уровней для нажатия и подъема подпружиненных клапанов двигателя. Это действие открывает и закрывает клапаны в нужное время, чтобы двигатель работал плавно.

Механическая природа систем клапанов двигателя означает, что существует ограниченное количество способов регулировки фаз газораспределения. Обычно есть только один способ: разобрать двигатель и переставить кулачки на распределительном валу, которые начинают последовательность приведения в действие клапанов. Другие проблемы, однако, могут иметь вид неточных фаз газораспределения.

Изогнутый толкатель или вал клапана могут привести к тому, что клапан не будет полностью открываться или закрываться, когда это необходимо. Эти типы проблем на самом деле не связаны с фазами газораспределения, а вызывают только симптомы, которые кажутся связанными с фазами газораспределения. Клапаны правильно срабатывают в нужное время; они просто не могут выполнять свои функции из-за физических повреждений. Эти проблемы также не могут быть устранены, а вместо этого требуют замены любых дефектных компонентов.

Момент зажигания двигателя часто ошибочно считается ответственным за плохие фазы газораспределения; Однако, это не так. Хотя это правда, что неправильное опережение зажигания может привести к воспламенению цилиндров, когда клапаны не находятся в правильном положении, сами фазы газораспределения, которые устанавливаются кулачками на распределительном валу, не виноваты. Момент зажигания виноват.

Момент зажигания отвечает за подачу энергии на свечи зажигания, которые зажигают цилиндры двигателя. Системы зажигания знают, когда подавать питание на свечи зажигания, основываясь на настройках, которые информируют их о физическом расположении цилиндров и клапанов. При правильной настройке момент зажигания запускает цилиндры именно в тот момент, когда клапаны находятся в правильном положении.

Вам также может понравиться

Рекомендуется

КАК ПОКАЗАНО НА:

События фаз газораспределения и порядок их важности

Роликовые подъемники могут работать с более крутыми уклонами кулачков, чем кулачки с плоскими толкателями. Более высокая скорость открытия и закрытия увеличивает воздушный поток и мощность.

Если вы помните, в январском номере мы подробно рассказали о том, что делает распределительный вал «правильным». В этом выпуске мы продолжим обучение. Кэм-класс снова в работе!

Нажмите здесь, чтобы узнать больше

Помните, что распределительный вал совершает один полный оборот (360°), а коленчатый вал совершает два оборота (720°) за полный цикл двигателя. Время распредвала обычно выражается в градусах коленчатого вала относительно положения поршня в цилиндре, что соответствует ВМТ и НМТ. Это означает, что четыре хода поршня, которые происходят при повороте коленчатого вала на 720°, приводят поршень в положение дважды как в ВМТ, так и в НМТ.

Прежде чем мы решим изменить точку открытия или закрытия лепестка либо путем добавления длительности, либо путем продвижения лепестка, поймите, что эффект также пропорционально проявляется на другой стороне лепестка. Как и в большинстве решений по сборке двигателя, должна существовать гармония между всеми параметрами. Если мы изменим одно событие фазы газораспределения, существует вероятность того, что последовательность последствий может заметно повлиять на работу двигателя положительно или отрицательно.

События фаз газораспределения можно настроить несколькими способами. Первый вариант — продолжительность можно добавить или вычесть. Если к лепестку добавляется продолжительность, клапан открывается и закрывается позже. И наоборот, удаление продолжительности приводит к обратным результатам.

Другим методом является опережение или замедление распределительного вала. Выдвижение кулачка вперед открывает и закрывает клапан раньше, в то время как замедление кулачка приводит к противоположному результату. Добавление длительности и перемещение лепестка в одном или другом направлении сохраняет исходное открытие или закрытие, в то же время применяя добавленную длительность к противоположному наклону лепестка. Выполнение любой из перечисленных возможностей влечет за собой разветвления, которые могут быть полезными или противоречивыми.

Взаимосвязь фаз газораспределения

• Если распределительный вал запаздывает — Лучшее дыхание на высоких оборотах, но нестабильный холостой ход и снижение мощности при низких оборотах

• Если распределительный вал опережает — Более стабильный холостой ход и хорошая мощность на низких оборотах, плохое дыхание и низкая мощность при высоких оборотах

События синхронизации

События синхронизации клапана происходят в этом порядке важности (ну, это спорно, несколько).

1. Закрытие впускного клапана (ВК)

2. Открытие впускного клапана (IVO)

3. Закрытие выпускного клапана (EVC)

4. Открытие выпускного клапана (EVO)

На некоторых двигателях с верхним расположением распредвала могут возникнуть сложности. Всегда обращайтесь к процедуре синхронизации OEM, чтобы знать, как должны быть совмещены метки синхронизации. На некоторых двигателях вам нужно посчитать звенья цепи между звездочками, чтобы получить правильное выравнивание.

Впускной клапан

Вы заметите, что события впускного клапана расположены на первых двух позициях по важности. События впуска, как правило, менее терпимы к изменениям, чем события выхлопа. Даже небольшие изменения в конструкции двигателя могут иметь серьезные последствия. Существуют серьезные споры о том, какое событие (IVO или IVC) является фундаментальным аспектом производства электроэнергии. Для целей этой статьи мы будем использовать IVC как наиболее важный.

Продолжительность конструкции впускного патрубка имеет решающее значение для наращивания мощности. Увеличенная продолжительность позволяет большему количеству воздуха заполнить цилиндр, что крайне важно при высоких оборотах. Чтобы использовать дополнительную продолжительность, также необходимо увеличить число оборотов в минуту. Цилиндры содержат одинаковый объем воздуха независимо от оборотов.

Пример: двигатель мощностью 650 л.с. потребляет примерно такое же количество воздуха, как и на холостом ходу. При увеличении оборотов происходит соответствующее уменьшение времени открытия клапана. Клапан открыт на то же количество градусов, но время открытия уменьшается по мере увеличения оборотов. Все двигатели в конечном итоге «выходят из строя», поскольку механическое движение становится слишком быстрым, чтобы поток воздуха мог заполнить цилиндр. Просто увеличивая продолжительность (миллисекунды), добавляется время, помогающее эффективно заполнить цилиндр.

По мере добавления длительности точка открытия и закрытия клапана увеличивается. Это улучшает дыхание, поскольку в начале такта всасывания клапан находится на более высоком, более полезном подъеме. Увеличение продолжительности также увеличивает чувствительность воздушно-топливной смеси к положению поршня. При высоких оборотах инерция воздушного заряда продолжает заполнять цилиндр ABDC по мере того, как поршень начинает подниматься в канале ствола.

Старые распредвалы часто изнашиваются распредвалы. Если лепестки не совпадают, не используйте кулачок повторно. Также никогда не используйте новые подъемники с изношенным кулачком или наоборот. Новые детали плохо сочетаются с изношенными поверхностями.

Воздушный поток впускного клапана

Этот показатель основан на времени в миллисекундах и имеет решающее значение для производства энергии. Давайте посмотрим, как воздух на самом деле проходит через безнаддувный двигатель и почему правильный распределительный вал может помочь в заполнении цилиндров для выбранного диапазона оборотов. Угол шатунной шейки имеет решающее значение, поскольку воздух, поступающий в цилиндр, не достигает максимальной скорости до тех пор, пока шатунная шейка не приблизится к 45° после верхней мертвой точки (ВМТ). Таким образом, большая часть потока воздуха в цилиндр должна происходить где-то между 45° и 135° ATDC.

Чтобы рассчитать продолжительность любого события синхронизации впускного клапана, добавьте 180° ко времени открытия и закрытия впускного клапана. Например, если впускной клапан открывается за 12° до верхней мертвой точки (ВМТ) и закрывается за 40° после нижней мертвой точки (ABDC), продолжительность события синхронизации клапана составляет 232°. Время выхлопа следует аналогичному расчету.

Столб воздуха, содержащийся во впускном отверстии и направляющей коллектора, обладает инерцией, что означает, что он имеет тенденцию оставаться в покое или оставаться в движении. Столб воздуха, содержащийся во впускном отверстии, также должен постоянно ускоряться и замедляться по отношению к открытию и закрытию впускного клапана.

По мере увеличения скорости поршня у цилиндра остается меньше времени для полного заполнения до того, как поршень достигнет НМТ, что ограничивает число оборотов и надлежащее дыхание двигателя. Небольшое открытие впускного клапана до того, как поршень достигнет ВМТ, может повысить объемный КПД на высоких скоростях. Быстрое движение поршня создает как более быстрое перемещение воздушного заряда, так и перепад давления в цилиндре. Тем не менее быстрое движение поршня превосходит скорость воздушного заряда. При более высоких оборотах первоначальный впускной заряд отстает до набора скорости после открытия клапана. После перемещения заряд набирает скорость и продолжает быстро двигаться. Удерживая клапан открытым дольше, ABDC использует инерцию быстро движущегося заряда, чтобы компенсировать медленное начальное заполнение. Помните, что если движение воздушного потока достаточно быстрое, мы можем наполнить цилиндр большим количеством воздуха по инерции, чем поршень мог бы «втянуть» сам по себе.

Инерционная заправка

Зарядка используется для облегчения наполнения цилиндров при более высоких оборотах. Закрытие клапана позже, намного позже нижней мертвой точки (ABDC), позволяет использовать преимущества воздушного потока с высокой скоростью, обеспечивая последний глоток воздуха, когда он проходит мимо закрывающегося впускного клапана. Чем выше число оборотов в минуту, тем позже должно произойти закрытие впускного клапана, чтобы обеспечить надлежащий заряд цилиндра в такте сжатия. Гоночные двигатели с высокими оборотами очень выигрывают от продолжения потока воздуха (инерционного заряда) в цилиндр, когда впускной клапан закрывается, а поршень начинает двигаться вверх на такте сжатия. Это происходит из-за того, что скорость поршня увеличивает скорость воздушного потока (волны давления), которому нелегко воспрепятствовать во время движения

За счет максимизации кинетической энергии потока воздуха в цилиндры с эффектом инерционного наддува объемный КПД улучшается вместе с мощностью двигателя. Подобно принудительной индукции, инерционная зарядка на сбалансированном двигателе может увеличить VE более чем на 100%. В то время как использование высоких оборотов выигрывает от инерционной наддувки, работа в диапазоне низких и средних оборотов может снижаться, поскольку давление в цилиндре возвращается во впускной коллектор.

Динамическое сжатие (DCR)

Динамическое сжатие представляет собой математическое уравнение, полученное из измеренных или рассчитанных значений, которые представляют собой фактические размеры двигателя, включая ход поршня, длину шатуна и закрытие впускного клапана. Динамическая степень сжатия рассчитывается путем сравнения положения поршня в канале с закрытием впускного клапана. Это отличается от статической степени сжатия (SCR), которая показана с поршнем в НМТ.

Динамическое сжатие всегда ниже статического. Фактическое динамическое сжатие никогда не меняется, несмотря на влияние числа оборотов на давление в цилиндре. Динамическую степень сжатия не следует путать с давлением в цилиндре. Давление в цилиндрах изменяется почти непрерывно из-за многих факторов, включая число оборотов в минуту, конструкцию впускного коллектора, объем и эффективность отверстия головки, перекрытие, конструкцию выхлопа, фазы газораспределения, положение дроссельной заслонки и ряд других факторов. Следовательно, если не используется переменная синхронизация фаз газораспределения, как и статическая степень сжатия, DCR фиксируется при сборке двигателя и никогда не изменяется во время работы двигателя.

Закрытие впускного клапана (IVC)

Многие считают, что IVC является наиболее важным событием синхронизации, влияющим как на производительность (пиковый крутящий момент), так и на экономичность. IVC является основным компонентом объемной эффективности. Количество заряда воздуха/топлива в основном контролируется IVC. Закрытие впускного клапана регулирует как эффективную степень сжатия, так и диапазон оборотов, ограничивая воздушно-топливную смесь, поступающую в цилиндр.

Максимальный крутящий момент создается, когда в цилиндре находится наибольшая масса заряда свежего воздуха/топлива, которая может быть захвачена. Использование волн давления, возникающих во впускной системе, обычно способствует наполнению цилиндров даже после достижения НМТ. Оптимальное время IVC зависит от оборотов двигателя. По мере увеличения числа оборотов в минуту синхронизация IVC еще больше отклоняется от НМТ, чтобы получить наилучший результат от волн давления.

Обычно IVC находится в диапазоне 50° – 60° ABDC, что является уступкой между высокими и низкими требованиями к скорости вращения. Раннее или позднее закрытие впускного клапана в течение заданного идеального периода времени приведет к соответствующему падению заряда воздуха, оставшегося в цилиндре. Раннее закрытие впускного клапана снижает количество воздуха, поступающего в цилиндр. Если клапан закрывается с опозданием, заряд воздуха будет поступать обратно во впускной коллектор. Любое из этих событий, не соответствующее идеальному периоду времени, приведет к соответствующему попаданию топливовоздушной смеси в цилиндр.

Настройка ВАХ для двигателя, предназначенного для работы в диапазоне средних и низких оборотов, целесообразно раннее закрытие впускного клапана. Раннее закрытие захватывает и сжимает как можно больше воздуха, увеличивая давление в цилиндре. Кроме того, низкие обороты снижают преимущество инерции, поскольку воздушный поток соответствует более медленной скорости поршня, что позволяет циклу индукции использовать раннее закрытие клапана.

Однако заполнение баллона более чем на 100 % маловероятно из-за медленно движущегося воздуха. Ранний IVC продвигает следующее; низкий крутящий момент, отзывчивость дроссельной заслонки, снижение выбросов, повышенная экономия топлива и расширение кривой мощности.

Предупреждение: раннее закрытие НПВ в сочетании с высокой компрессией (10,0:1 и выше) увеличивает насосные потери и может привести к возможному выходу из строя прокладки головки или поршня. При более высоких оборотах раннее закрытие (около 50° ABDC) уменьшает заряд цилиндра, тем самым снижая мощность.

Для настройки более высоких оборотов выберите позднее закрытие впускного клапана с помощью инерционного наддува. Закрытие клапана позже дает преимущества при потоке воздуха на высоких оборотах, позволяя сделать последний глоток воздуха; но ограничивает мощность на низких оборотах, поскольку давление в цилиндре возвращается во впускной коллектор, а динамическое давление в цилиндре ниже. Чем выше число оборотов, тем позже должно произойти закрытие впускного клапана, чтобы обеспечить надлежащий заряд цилиндра. Однако, если слишком поздно, это может привести к реверсии. Это разбавляет заряд выхлопными газами. Закрытие клапана после приблизительно 75° НМТ может уменьшить большую часть крутящего момента двигателя на низких оборотах. На двигателях с низкой степенью сжатия (ниже 8,5:1) позднее закрытие может помешать вашему двигателю достичь максимальной мощности, так что имейте в виду.

Открытие впускного клапана (IVO)

IVO имеет решающее значение для полного цикла индукции и является вторым по важности событием по времени. IVO имеет решающее значение для установления перекрытия клапанов (второй параметр) и обычно является основным фактором для определения сроков сборки двигателя.

Двигатели с высокими рабочими характеристиками выигрывают от смещения как осевой линии впускного патрубка, так и открытия клапана. Эта комбинация приводит к тому, что клапан поднимается дальше от седла в более выгодное положение по отношению к положению поршня. Более раннее открытие IVO также увеличивает перекрытие клапана. Сочетание этих двух событий увеличивает поток воздуха на ранних стадиях индукционного цикла. Как и во всех решениях, связанных с распределительным валом, преимущества раннего IVO могут создавать проблемы во всем диапазоне оборотов. Помните, что больше — не всегда лучше.

IVO необходим для отклика дроссельной заслонки на низких оборотах, качества холостого хода (вакуума), выбросов и экономии топлива. IVO достигает этого, устанавливая перекрытие клапанов и выполняя две важные задачи.

Подъем клапана и продолжительность подъема зависят не только от размера и формы кулачков, но также от коэффициента подъема коромысла, зазора клапана и изгиба толкателя. Продолжительность можно добавить или вычесть. Если к лепестку добавляется продолжительность, клапан открывается и закрывается позже. И наоборот, удаление продолжительности приводит к обратным результатам.

Событие 1: Впускной клапан начинает подниматься со своего седла, что запускает Событие 2 , цикл очистки. Открытие впускного клапана в идеале должно соответствовать скорости поршня. Реальность доказывает, что максимальная скорость поршня достигается до того, как полностью откроется клапан, ограничивающий максимальное всасывание воздуха/топлива в цилиндр. Типичный IVO составляет около 0-10 ° до ВМТ, сохраняя перекрытие клапанов достаточно сбалансированным вокруг ВМТ.

Впускной клапан не достигает максимального открытия примерно до 105°–115° ВМТ (осевая линия), тогда как максимальное заполнение воздухом/топливом происходит между 70°–80° ВМТ. Как добиться идеального заполнения в такой ситуации?

Можно использовать два метода. Во-первых, больший подъем клапана может привести к нежелательным последствиям. Для распределительных валов с большим подъемом требуются жесткие пружины в сочетании с острым выступом кулачка, что может значительно сократить срок службы (распредвал без роликов).

Другой вариант — увеличенная скорость подъема. Высокая скорость подъема выводит клапан из положения, препятствующего потоку, что соответствует высокоскоростному движению заряда.

При высоких оборотах требуется дополнительная заправка воздухом. Это требует, чтобы IVO был раньше, что дает больше времени для заполнения цилиндра. Более раннее открытие, как обсуждалось ранее, позволяет очистить цилиндр, чтобы помочь заполнить цилиндр и вытолкнуть оставшиеся выхлопные газы. Расход топлива может увеличиться, так как часть заряда может пройти через цилиндр и выйти прямо через открытый выпускной клапан.

Ранний IVO увеличивает перекрытие клапана и позволяет клапану открываться дальше, когда поршень достигает максимальной скорости, увеличивая VE. Применение, зависящее от раннего открытия, также может привести к вялости двигателя, поскольку выхлопные газы разбавляют всасываемый заряд (EGR). Это снижает максимальную мощность, поскольку выхлопные газы занимают пространство цилиндра, что уменьшает количество свежего воздуха для сгорания.

Если IVO выходит позже, перекрытие уменьшается, улучшая качество холостого хода и крутящий момент на низких оборотах, а также достаточный вакуум в двигателе. Более позднее открытие впускного клапана уменьшает количество всасываемого заряда, вызывая падение давления в цилиндре по мере того, как поршень опускается из ВМТ.

Настройка IVO

Для выполнения этой функции можно использовать два метода. Добавление длительности или продвижение кулачка. Добавление продолжительности расширяет диапазон оборотов и открывает клапан раньше. Диапазон оборотов изменяется по мере того, как клапан дольше удерживается открытым и закрывается позже ABDC. Регулировка синхронизации кулачка создает изменения как на стороне открытия, так и на стороне закрытия. Поэтому, если клапан открыть раньше, он и закроется раньше, немного снизив обороты.

Продвижение лепестка можно использовать, когда ограничение числа оборотов сборки препятствует добавлению любого дальнейшего увеличения продолжительности. Когда кулачок выдвигается вперед, клапан не только поднимается дальше от своего седла в начале цикла впуска, но также помогает приблизить центр лепестка, чтобы соответствовать максимальному натяжению поршня.

Одна школа мысли, которая существует в мире двигателестроения, состоит в том, чтобы сначала добавить столько времени, сколько необходимо для сборки, чтобы достичь запланированных целей при применимых оборотах в минуту.