Mi a szelep időzítése és hogyan működik?

A négyütemű motor kialakítása, amely az üzemanyag és az üzemanyag keverékének égése során az energia felszabadulás elvén működik, egy fontos mechanizmust tartalmaz, amely nélkül az egység nem működhet. Ez egy időzítési vagy gázelosztó mechanizmus.

A legtöbb standard motorban a hengerfejbe van felszerelve. A mechanizmus felépítéséről további részleteket a külön cikket... Most összpontosítsunk arra, hogy mi a szelep időzítése, valamint arra, hogy munkája hogyan befolyásolja a motor teljesítménymutatóit és hatékonyságát.

Mi a motorszelep időzítése

Röviden magáról az időzítési mechanizmusról. A főtengely egy szíjhajtáson keresztül (sok modern belső égésű motorban lánc van felszerelve gumírozott szíj helyett) vezérműtengely. Amikor a vezető beindítja a motort, az indító forgatja a lendkereket. Mindkét tengely szinkron módon kezd forogni, de különböző sebességgel (alapvetően a vezérműtengely egy fordulatában a főtengely két fordulatot hajt végre).

A vezérműtengelyen speciális csepp alakú bütykök vannak. A szerkezet forgása közben a bütyök a rugós szelepszárhoz nyomja. A szelep kinyílik, így az üzemanyag / levegő keverék bejuthat a hengerbe vagy a kipufogógázba a kipufogócsatornába.

A gázelosztási fázis pontosan az a pillanat, amikor a szelep nyitni kezdi a be- / kimenetet addig a pillanatig, amikor teljesen bezár. Minden erőmű fejlesztésével foglalkozó mérnök kiszámítja, hogy mekkora legyen a szelep nyitási magassága, valamint hogy meddig marad nyitva.

A szelep időzítésének hatása a motor működésére

Attól függően, hogy a motor milyen üzemmódban van, a gázelosztást előbb vagy később meg kell kezdeni. Ez befolyásolja az egység hatékonyságát, gazdaságosságát és maximális nyomatékát. Ennek oka, hogy a szívó- és kipufogócsatornák időben történő nyitása / zárása kulcsfontosságú a HVAC égése során felszabaduló energia maximális kihasználásához.

Ha a szívószelep egy másik pillanatban kezd kinyílni, amikor a dugattyú végrehajtja a szívó löketet, akkor a hengerüreg egyenetlen feltöltése történik meg egy friss levegőrésszel, és az üzemanyag rosszabbul keveredik, ami a keverék hiányos égéséhez vezet.

Ami a kipufogó szelepet illeti, annak szintén legkorábban akkor kell kinyílnia, amikor a dugattyú eléri az alsó holtpontot, de legkésőbb azután, hogy megkezdi felfelé irányuló löketét. Az első esetben a tömörítés csökken, és ezzel együtt a motor elveszíti az energiát. A másodikban a zárt szeleppel rendelkező égéstermékek ellenállást váltanak ki a dugattyú számára, amely emelkedni kezdett. Ez egy további terhelés a forgattyús mechanizmuson, amely károsíthatja egyes alkatrészeit.

A tápegység megfelelő működéséhez eltérő szelepidőzítésre van szükség. Az egyik üzemmódhoz szükséges, hogy a szelepek korábban kinyíljanak és később záródjanak, másoknál pedig fordítva. Az átfedés paraméternek szintén nagy jelentősége van - függetlenül attól, hogy mindkét szelepet egyszerre nyitják-e meg.

A legtöbb standard motor fix időzítéssel rendelkezik. Egy ilyen motor, a vezérműtengely típusától függően, maximális hatékonysággal rendelkezik akár sport módban, akár alacsony fordulatszámon mért vezetés esetén.

Manapság a közép- és prémium szegmens számos autója motorral van felszerelve, amelynek gázelosztó rendszere megváltoztathatja a szelepnyitás néhány paraméterét, ami miatt a hengerek kiváló minőségű feltöltése és szellőztetése különböző főtengely-fordulatszámmal történik.

Így kell elvégezni az időzítést különböző motorfordulatszámokon:

1. Az alapjárat úgynevezett keskeny fázisokat igényel. Ez azt jelenti, hogy a szelepek később kezdenek kinyílni, és zárásuk éppen ellenkezőleg, korai. Ebben az üzemmódban nincs egyidejűleg nyitott állapot (mindkét szelep nem lesz egyszerre nyitva). Amikor a főtengely forgása kevéssé fontos, amikor a fázisok átfedik egymást, a kipufogógázok bejuthatnak a szívócsatornába, és bizonyos mennyiségű VTS a kipufogógázba.
2. A legerősebb mód - széles fázisokat igényel. Ez egy olyan üzemmód, amelyben a nagy sebesség miatt a szelepek rövidebb nyitott helyzetben vannak. Ez oda vezet, hogy a sportvezetés során a hengerek töltése és szellőztetése rosszul zajlik. A helyzet orvoslása érdekében meg kell változtatni a szelep időzítését, vagyis a szelepeket korábban kell kinyitni, és időtartamuk ebben a helyzetben megnő.

A változó szelepidőzítésű motorok kialakításakor a mérnökök figyelembe veszik a szelepnyitási pillanat függőségét a főtengely fordulatszámától. Ezek az összetett rendszerek lehetővé teszik, hogy a motor a lehető legváltozatosabb legyen a különböző vezetési stílusokhoz. Ennek a fejlesztésnek köszönhetően az egység sokféle lehetőséget mutat:

• Alacsony fordulatszámon a motornak feszesnek kell lennie;
• Amikor a fordulat megnő, nem szabad elveszítenie az energiát;
• A belső égésű motor üzemmódjától függetlenül az üzemanyag-takarékosságnak és ezzel együtt a szállítás környezetkímélőjének a lehető legmagasabb szintűnek kell lennie egy adott egység számára.

Mindezek a paraméterek a vezérműtengelyek kialakításának megváltoztatásával módosíthatók. Ebben az esetben azonban a motor hatékonysága csak egy üzemmódban lesz korlátos. Mit szólna ahhoz, hogy a motor önmagában megváltoztathatja a profilt a főtengely fordulatszámától függően?

Változtatható szelepvezérlés

Maga az ötlet, hogy megváltoztassák a szelep nyitási idejét az erőmű működése során, nem új keletű. Ez az ötlet rendszeresen megjelent a mérnökök fejében, akik még mindig gőzgépeket fejlesztettek.

Tehát az egyik ilyen fejlesztést Stevenson-fokozatnak hívták. A mechanizmus megváltoztatta a munkahengerbe jutó gőz idejét. A rezsimet "gőzelválasztásnak" nevezték. Amikor a mechanizmus beindult, a nyomást a jármű kialakításától függően átirányították. Emiatt a füst mellett a régi gőzmozdonyok is gőzfúvást bocsátottak ki, amikor a vonat megállt.

A szelep időzítésének megváltoztatásával kapcsolatos munkát repülőgép-egységekkel is elvégezték. Tehát a Clerget-Blin cég V-8 motorjának kísérleti modellje 200 lóerős kapacitással megváltoztathatja ezt a paramétert, mivel a mechanizmus kialakítása csúszó vezérműtengelyt tartalmazott.

A Lycoming XR-7755 motorra pedig bütyköstengelyeket telepítettek, amelyekben minden szelephez két különböző bütyköst helyeztek el. Az eszköz mechanikus meghajtású volt, és maga a pilóta aktiválta. Két lehetőség közül választhat, attól függően, hogy az eget kell vinnie a gépre, el kell kerülnie az üldözés elől, vagy egyszerűen gazdaságosan kell repülnie.

Ami az autóipart illeti, a mérnökök még a múlt század 20-as éveiben kezdtek gondolkodni ezen ötlet alkalmazásáról. Ennek oka a nagy sebességű motorok megjelenése volt, amelyeket sportautókra szereltek fel. Az ilyen egységek teljesítménynövekedésének volt bizonyos határa, bár az egységet még jobban ki lehetett tekerni. Annak érdekében, hogy a jármű nagyobb teljesítményű legyen, először csak a motor térfogatát növelték.

Elsőként Lawrence Pomeroy vezette be a változó szelepvezérlést, aki a Vauxhall autóipari vállalat vezető tervezőjeként dolgozott. Létrehozott egy motort, amelyben egy speciális vezérműtengelyt szereltek be a gázelosztó mechanizmusba. Számos bütykének több profilja volt.

A 4.4 literes H-Type a főtengely sebességétől és az átélt terheléstől függően elmozdíthatja a vezérműtengelyt a hossztengely mentén. Emiatt megváltozott a szelepek ideje és magassága. Mivel ennek a résznek korlátai voltak a mozgásban, a fázisvezérlésnek is megvoltak a maga korlátai.

A Porsche is részt vett hasonló elképzelésben. 1959 -ben szabadalmat adtak ki a vezérműtengely "rezgő bütykeire". Ennek a fejlesztésnek meg kellett volna változtatnia a szelepemelést és egyben a nyitási időt. A fejlesztés a projekt szakaszában maradt.

A legelső működőképes szelepvezérlő mechanizmust a Fiat fejlesztette ki. A találmányt Giovanni Torazza fejlesztette ki a 60 -as évek végén. A mechanizmus hidraulikus tolókat használt, amelyek megváltoztatták a szelepcsap elfordulási pontját. A készülék attól függően működött, hogy mekkora volt a motor fordulatszáma és a szívócsonkban lévő nyomás.

Az első változó GR -fázisú szériaautó azonban az Alfa Romeótól származik. Az 1980 -as Spider modell elektronikus mechanizmust kapott, amely a belső égésű motor üzemmódjától függően megváltoztatja a fázisokat.

A szelep időzítésének időtartamának és szélességének megváltoztatásának módjai

Ma többféle mechanizmus létezik, amelyek megváltoztatják a szelepnyitás pillanatát, idejét és magasságát:

1. A legegyszerűbb formájában ez egy speciális tengelykapcsoló, amelyet a gázelosztó mechanizmus (fázisváltó) hajtására telepítenek. A vezérlést a végrehajtó mechanizmus hidraulikus hatásának köszönhetően, az irányítást pedig az elektronika végzi. Amikor a motor jár alapjáraton, a vezérműtengely az eredeti helyzetében van. Amint a fordulat megnő, az elektronika reagál erre a paraméterre, és aktiválja a hidraulikát, amely a vezérműtengelyt kissé elforgatja a kiindulási helyzethez képest. Ennek köszönhetően a szelepek valamivel korábban kinyílnak, ami lehetővé teszi a hengerek gyors feltöltését egy friss BTC adaggal.
2. A bütyökprofil módosítása. Ezt az autósok már régóta használják. Vezérműtengely nem szabványos bütykökkel történő felszerelése hatékonyabbá teheti az egységet nagyobb fordulatszámon. Az ilyen frissítéseket azonban hozzáértő szerelőnek kell elvégeznie, ami sok hulladékhoz vezet. A VVTL-i rendszerű motorokban a vezérműtengelyek több, különböző profilú bütykökből állnak. Amikor a belső égésű motor alapjáraton jár, a szabványos elemek ellátják funkciójukat. Amint a főtengely-sebességjelző elmozdul a 6 ezer jel felett, a vezérműtengely kissé elmozdul, aminek következtében egy újabb bütykészlet lép működésbe. Hasonló folyamat akkor fordul elő, amikor a motor 8.5 ezer fordulatig forog, és a harmadik bütykös készlet elkezd működni, ami még szélesebbé teszi a fázisokat.
3. A szelep nyitási magasságának változása. Ez a fejlesztés lehetővé teszi az időzítés üzemmódjának egyidejű megváltoztatását, valamint a fojtószelep kizárását. Ilyen mechanizmusokban a gázpedál megnyomása olyan mechanikus eszközt aktivál, amely befolyásolja a szívószelepek nyitási erejét. Ez a rendszer körülbelül 15 százalékkal csökkenti az üzemanyag-fogyasztást, és ugyanennyivel növeli az egység teljesítményét. A modernebb motorokban nem mechanikus, hanem elektromágneses analógot használnak. A második lehetőség előnye, hogy az elektronika hatékonyabban és simábban képes megváltoztatni a szelepnyitási módokat. Az emelési magasság közel lehet az ideálishoz, és a nyitási idők tágabbak lehetnek, mint a korábbi verzióknál. Az üzemanyag-megtakarítás érdekében egy ilyen fejlemény egyes hengereket akár kikapcsolhat (néhány szelepet ne nyisson ki). Ezek a motorok aktiválják a rendszert, amikor az autó leáll, de a belső égésű motort nem kell kikapcsolni (például jelzőlámpánál), vagy amikor a vezető a belső égésű motor segítségével lelassítja az autót.

Miért kell megváltoztatni a szelep időzítését

A szelep időzítését megváltoztató mechanizmusok lehetővé teszik:

• Hatékonyabb az erőforrás erőforrásának különböző működési módokban történő felhasználása;
• Növelje az energiát egyedi vezérműtengely telepítése nélkül;
• Tegye gazdaságosabbá a járművet;
• Biztosítsa a hengerek hatékony feltöltését és szellőzését nagy sebességgel;
• Növelje a szállítás környezetbarát jellegét a levegő-üzemanyag keverék hatékonyabb égése miatt.

Mivel a belső égésű motor különböző üzemmódjai megkövetelik a szelep időzítésének saját paramétereit, az FGR megváltoztatásának mechanizmusait felhasználva, a gép megfelel a teljesítmény, a nyomaték, a környezetbarát és a gazdaságosság ideális paramétereinek. Az egyetlen probléma, amelyet eddig egyetlen gyártó sem tud megoldani, az a készülék magas költsége. A szokásos motorhoz képest egy hasonló mechanizmussal felszerelt analóg majdnem kétszer annyiba kerül.

Néhány autós változó szelepvezérlő rendszereket használ az autó teljesítményének növelésére. A módosított vezérműszíj segítségével azonban lehetetlen a maximumot kipréselni az egységből. Olvassa el az egyéb lehetőségeket itt.

Összegzésként egy kis vizuális segítséget kínálunk a változó szelepvezérlő rendszer működéséhez:

Változtatható szelepvezérlő rendszer a CVVT példáján

Kérdések és válaszok:

Mi a szelep időzítése? Ez az a pillanat, amikor a szelep (bemeneti vagy kimeneti) nyit/zár. Ezt a kifejezést a motor főtengely-forgási fokában fejezzük ki.

ЧMi befolyásolja a szelep időzítését? A szelep időzítését a motor üzemmódja befolyásolja. Ha nincs fázisváltó az időzítésben, akkor a maximális hatás csak a motor fordulatszámának bizonyos tartományában érhető el.

Mire szolgál a szelep időzítési diagramja? Ez a diagram azt mutatja, hogy milyen hatékonyan megy végbe a hengerek feltöltése, égése és tisztítása egy adott fordulatszám-tartományban. Lehetővé teszi a szelep időzítésének helyes kiválasztását.