Предмети:
- Общ
- Горен разпределителен вал
- Долен разпределителен вал
- Бързи разпределителни валове
- Припокриване на клапана
- Променливо газоразпределение и повдигане на клапана
- смазване
цялостната:
Разпределителният вал е важна част от двигателя. Разпределителният вал гарантира, че клапани се отварят и затварят, позволявайки на въздуха да влиза и излиза от цилиндъра. Разпределителният вал се върти така, че гърбицата отваря клапана срещу силата на пружината на пружината на клапана. Пружината на клапана гарантира, че отвореният клапан е затворен, когато гърбицата продължава да се върти.
Разпределителният вал е разположен в горната или долната част на главата на цилиндъра или в долната част на блока на двигателя. Разпределителният вал се задвижва от зъбния ремък, веригата или зъбните колела. Вижте повече за това в главата разпределение.
Горен разпределителен вал:
Горният разпределителен вал се използва само в наши дни. След това разпределителният вал се поставя в главата на цилиндъра. Предимството на двигателите с горен разпределителен вал е, че те могат да се справят с по-високи скорости от двигателите с разположен отдолу разпределителен вал.
В лявото изображение можете да видите, че клапанът е затворен, защото пружината на клапана притиска клапана затворен и че разпределителният вал се върти по посока на часовниковата стрелка. В дясното изображение разпределителният вал е усукан, което кара гърбицата да натиска клапана надолу. Сега пружината е компресирана, натискайки клапана надолу. Когато разпределителният вал се завърти допълнително, пружината на клапана ще избута клапана отново нагоре. Пружината на клапана упражнява противоналягане от приблизително 20 kg.
Клапаните на четиритактов двигател се отварят от 1 или 2 разпределителни вала. Във версията с 1 разпределителен вал той управлява както всмукателния, така и изпускателния клапан.
Във версията с 2 разпределителни вала, единият разпределителен вал управлява всмукателния(ите) клапан(и), а другият(ите) изпускателния(ите). Двата разпределителни вала могат да се задвижват един след друг от 2 ангренажен ремък, но има и системи, при които единият разпределителен вал задвижва другия посредством отделен ремък или верига (вижте изображенията по-долу)
Изображенията по-долу са само примери за конструкцията на ангренажния ремък. Принципът е същият и с ангренажната верига.
Изображението горе вляво е на двигател, оборудван с един разпределителен вал. Това управлява както всмукателните, така и изпускателните клапани. Това обикновено се прилага например за четирицилиндрови двигатели с 8 или 12 клапана (т.е. с 2 или 3 клапана на цилиндър).
Средното изображение е на двигател с двоен разпределителен вал, който се задвижва от два зъбни ремъка. Зъбното колело на разпределителния вал (1) се задвижва директно от коляновия вал с големия ремък. В задната част на шайбата на зъбно колело 1 има малко зъбно колело, над което минава задният ремък. Този заден (малък) ремък задвижва зъбното колело на разпределителния вал (2). Малкият колан изисква отделен обтегач. Това обикновено се прилага за четирицилиндрови двигатели с 16 или повече клапана. (така че 4 или повече клапана на цилиндър)
Дясното изображение е на двигател на мотоциклет с два разпределителни вала. Разпределителните валове се задвижват както от ремък, така и от верига. Разпределителният вал 1 се задвижва от зъбния ремък, който се задвижва от коляновия вал. Разпределителен вал 2 се задвижва от веригата, която се задвижва от разпределителен вал 1. Тази верига е монтирана под капака на клапана с обтегач или механизъм за регулиране. Това обикновено се прилага например за четирицилиндрови двигатели с 16 или повече клапана. (четири или повече клапана на цилиндър)
Долен разпределителен вал:
В миналото двигателите са били оборудвани с разположен отдолу разпределителен вал. В наши дни двигателите на леките автомобили са оборудвани само с горен разпределителен вал. Конструкцията с подлежащия разпределителен вал изчезва. Недостатъкът на тази конструкция е, че тези двигатели не могат да се справят с високи скорости, защото има много маса между разпределителния вал и клапана. При високи скорости ще се появи твърде много хлабина и вентилът вече няма да се отваря и затваря в правилното време.
Коляновият вал задвижва разположения отдолу разпределителен вал посредством малка ангренажна верига или ремък (вижте изображението по-долу). Разпределителният вал избутва тласкача на клапана и тласкащия прът право нагоре. Дясната страна на кобилицата е избутана нагоре. Кобилицата се „върти“ около оста на кобилицата, като натиска лявата страна надолу. Това принуждава клапана надолу срещу силата на пружината на клапана. Когато разпределителният вал се завърти допълнително, пружината на клапана притиска клапана да се затвори и кобилицата се връща в изходна позиция.
Бързи разпределителни валове:
Ако гърбицата е по-овална и по-дълга, вентилът ще остане отворен по-дълго. Тогава в цилиндъра може да потече повече въздух. Това води до капиталови печалби. Този принцип се използва, наред с други неща, при настройка на двигателя. Това се нарича „бързи разпределителни валове“. Ако краят е по-остър (по-точков), вентилът ще се затвори по-бързо. Освен това трябва да е леко изпъкнал, в противен случай клапанът ще се удари обратно върху седлото при твърде висока скорост, причинявайки силно износване на леглата на клапана. При проектирането на двигател това също се тества внимателно, така че да се монтират разпределителни валове, които са най-оптимални за мощност, разход на гориво и стойности на емисии.
Припокриване на клапана:
По време на припокриването на клапаните входящият и изходящият клапан са отворени за кратко едновременно. В края на такта на изпускане, когато буталото е почти в ГМТ, всмукателният клапан се отваря преди изпускателният клапан да бъде затворен. В тази ситуация скоростта на изгорелите газове, напускащи горивната камера, е толкова висока, че входящият въздух вече се засмуква от вакуумния ефект. След като изпускателният клапан се затвори и буталото се придвижи към ODP, всмукателният клапан се отваря напълно. По този начин входящият въздух ще запълни горивното пространство.
Предимството на припокриването на клапаните е, че скоростта на входящия въздух се увеличава, когато входящият вентил се отвори, което води до по-висока степен на пълнене.
Фигурата показва ситуация, при която входящият клапан (вляво) и изпускателният клапан (вдясно) са отворени едновременно.
Диаграмата показва отварянето и затварянето на изпускателните и входящите клапани. Докато разпределителният вал се върти, изпускателният клапан се отваря и затваря отново (сините линии). Припокриването на клапана се появява в средата на графиката. Това е показано в червено. Входящият вентил (показан със зелени линии) тук вече е леко отворен.
Припокриването на клапана се постига чрез формата на гърбицата. На изображението по-долу можете да видите, че на горния разпределителен вал най-високите гърбици са на 114 градуса една от друга. В центъра на изображението припокриването на клапаните възниква, защото краят на всмукателната гърбица и началото на изпускателната гърбица са по-високи от кръглата част на разпределителния вал. Това е частта, където всмукателният и изпускателният клапан са отворени едновременно.
Колкото по-близо са разположени ушите едно до друго, толкова повече се припокриват. Това може да се види в разликата между горния и долния разпределителен вал, като гърбиците в долния разпределителен вал са на 108 градуса един от друг.
Поради това винаги се получава припокриване на клапаните и не може да бъде променено поради фиксираната форма на гърбицата на разпределителния вал. Степента на припокриване на клапаните се определя от производителя на двигателя.
Променливо газоразпределение и повдигане на клапана:
Мощността на двигателя до голяма степен зависи от разпределителния вал. Ако има дълги и овални гърбици, клапаните ще останат отворени по-дълго. Това означава, че повече въздух може да влиза и излиза от двигателя, което произвежда повече мощност. Ако гърбиците са по-къси и по-заострени, вентилът ще се отваря по-малко и ще се затваря по-рано, позволявайки по-малко въздух да влиза и излиза, така че също така произвежда по-малко мощност. Предимството е, че това може да намали разхода на гориво.
Ниските обороти на двигателя с ниски натоварвания изискват:
- Всмукателните клапани се отварят късно и се затварят рано.
- Изпускателните клапани се отварят късно и се затварят рано.
Високите обороти на двигателя с големи натоварвания изискват:
- Отваряйте всмукателните клапани рано и затваряйте късно.
- Отваряйте изпускателните клапани рано и затваряйте късно.
Производителите на автомобили винаги търсят средно положение. Променливото газоразпределение регулира разпределителния вал до желаната позиция при скоростта, с която работи двигателят. Променливото повдигане на клапана също е техника за получаване на различни предимства чрез промяна на разстоянието, на което се отваря клапанът.
В променливо газоразпределение завърта разпределителния вал спрямо регулируемото зъбно колело на разпределителния вал (виж изображението). С тази система може да се уреди клапаните да се отварят по-рано или по-късно, но не може да се уреди клапаните да останат отворени по-дълго. Ако клапанът се отвори по-рано, той също ще се затвори по-рано, защото формата на разпределителния вал остава същата. На страницата променливо газоразпределение ще бъде дадено повече обяснение за това.
Променливо повдигане на клапана е техника, която гарантира, че височината на повдигане на вентила е регулируема. Това контролира докъде се отваря вентилът. Това е от полза както за разхода на гориво, така и за мощността на двигателя. Изображението по-долу е пример за това. Това е Valvetronic на BMW.
Променливото повдигане на клапана се прилага само към всмукателния разпределителен вал. Има няколко техники, които се използват от различни производители. На страница променливо повдигане на клапана различните техники са описани подробно.
Смазване:
Разпределителният вал трябва да бъде смазан, както и всички други движещи се компоненти в двигателя. Разпределителният вал се захранва с масло на правилните места чрез тръби с отвори или дюзи. Работата на цялата система за смазване е описана на страницата система за смазване.
