A motor gázelosztó mechanizmusa, kialakítása és működési elve

A gázelosztó mechanizmus (GRM) olyan alkatrészek és szerelvények összessége, amelyek egy adott időpontban nyitják és zárják a motor szívó- és kipufogószelepeit. A gázelosztó mechanizmus fő feladata a levegő-üzemanyag vagy üzemanyag (a motor típusától függően) időben történő ellátása az égéstérbe és a kipufogógázok kibocsátása. A probléma megoldása érdekében a mechanizmusok egész komplexuma működik zökkenőmentesen, amelyek közül néhányat elektronikusan vezérelnek.

Milyen az időzítés

A modern motorokban a gázelosztó mechanizmus a motor hengerfejében található. A következő fő elemekből áll:

• Vezérműtengely. Ez egy összetett kialakítású termék, amely tartós acélból vagy öntöttvasból készül, nagy pontossággal. Az időzítés kialakításától függően a vezérműtengely a hengerfejbe vagy a forgattyúházba szerelhető (jelenleg ez az elrendezés nem használatos). Ez a fő rész felelős a szelepek egymás utáni nyitásáért és zárásáért.

A tengelyen vannak csapágycsapok és bütykök, amelyek megnyomják a szelepszárat vagy a billenőkart. A bütyök alakja szigorúan meghatározott geometriával rendelkezik, mivel ettől függ a szelep nyitásának időtartama és mértéke. Ezenkívül a bütyköket különböző irányokba tervezték, hogy biztosítsák a hengerek váltakozó működését.

• Meghajtó egység. A főtengely nyomatéka a hajtáson keresztül a vezérműtengelyre kerül. A hajtás a tervezési megoldástól függően eltérő. A főtengely fogaskereke fele akkora, mint a vezérműtengely fogaskereke. Így a főtengely kétszer olyan gyorsan forog. A meghajtó típusától függően a következőket tartalmazza:

1. lánc vagy öv;
2. tengely fogaskerekek;
3. feszítő (feszítő görgő);
4. lengéscsillapító és cipő.

• Szívó és kipufogó szelepek. A hengerfejen helyezkednek el, és rudacskák, amelyek egyik végén lapos fejűek, úgynevezett poppet. A bemeneti és kimeneti szelepek kialakítása különbözik. A bemenet egy darabból készül. Van egy nagyobb tálca is, hogy jobban megtöltse a hengert friss töltettel. A kimenet általában hőálló acélból készül, és üreges szárral rendelkezik a jobb hűtés érdekében, mivel működés közben magasabb hőmérsékletnek van kitéve. Az üreg belsejében egy nátrium-töltőanyag található, amely könnyen megolvad, és a hő egy részét a lemezről a rúdra viszi.

A szelepfejek le vannak ferdítve, hogy szorosabban illeszkedjenek a hengerfej furataiba. Ezt a helyet nyeregnek hívják. Magukon a szelepeken kívül további elemek is vannak a mechanizmusban a megfelelő működésük biztosítása érdekében:

1. Springs. Nyomja vissza a szelepeket az eredeti helyzetükbe.
2. Szelepszár tömítések. Ezek speciális tömítések, amelyek megakadályozzák az olaj bejutását az égéstérbe a szelepszár mentén.
3. Vezető persely. A hengerfejházba van beépítve, és precíz szelepmozgást biztosít.
4. Kétszersült. Segítségükkel egy rugót rögzítenek a szelepszárhoz.

• Lökők. A tolókon keresztül az erő a vezérműtengely bütyökétől a rúdra átvitelre kerül. Nagy szilárdságú acélból készült. Különböző típusúak:

1. mechanikus - szemüveg;
2. henger;
3. hidraulikus kompenzátorok.

A mechanikus tolókarok és a vezérműtengely-szárnyak közötti hőrés manuálisan állítható. A hidraulikus kompenzátorok vagy hidraulikus szelepemelők automatikusan fenntartják a szükséges távolságot, és nem igényelnek beállítást.

• Rocker vagy karok. Az egyszerű rocker egy kétkarú kar, amely ringató mozdulatokat hajt végre. Különböző elrendezésekben a lengőkarok eltérően működhetnek.
• Változtatható szelepvezérlésű rendszerek. Ezeket a rendszereket nem minden motorra telepítik. További részletek a készülékről és a CVVT működési elvéről honlapunk külön cikkében találhatók.

Az időzítés leírása

A gázelosztó mechanizmus működését nehéz elkülöníteni a motor működési ciklusától. Fő feladata a szelepek időben történő nyitása és zárása egy bizonyos ideig. Ezért a szívólöketnél a szívónyílás nyílik, a kipufogólöketnél pedig a kipufogó. Ez azt jelenti, hogy a mechanizmusnak végre kell hajtania a számított szelepidőzítést.

Technikailag ez így megy:

1. A főtengely a nyomatékot a hajtáson keresztül továbbítja a vezérműtengelyhez.
2. A vezérműtengely bütyök megnyomja a tolót vagy a billenőt.
3. A szelep az égéstérben mozog, így hozzáférést biztosít a friss töltethez vagy a kipufogógázhoz.
4. Miután a bütyök túljutott az aktív működési fázison, a rugó hatására a szelep visszatér a helyére.

Azt is meg kell jegyezni, hogy egy teljes ciklus során a vezérműtengely 2 fordulatot tesz, felváltva nyitja a szelepeket minden hengeren, attól függően, hogy milyen sorrendben működnek. Azaz például egy 1-3-4-2 működési séma esetén az első henger szívószelepei és a negyedik henger kipufogószelepei egyszerre nyílnak. A második és harmadik szelep zárva lesz.

A gázelosztó mechanizmus típusai

A motorok eltérő időzítéssel rendelkezhetnek. Fontolja meg a következő osztályozást.

A vezérműtengely pozíciója szerint

Kétféle vezérműtengely-helyzet létezik:

• alsó;
• tetejére.

Alsó helyzetben a vezérműtengely a főtengely melletti hengerblokkon található. A bütykök ütése a tolókon keresztül speciális rudak segítségével továbbítódik a lengőkarokhoz. Ezek hosszú rudak, amelyek összekötik az alsó tolórudakat a felül lévő lengőkarokkal. Az alacsonyabb helyet nem tartják a legsikeresebbnek, de megvannak a maga előnyei. Különösen megbízhatóbb kapcsolat a vezérműtengely és a főtengely között. Ezt a fajta eszközt nem használják a modern motorokban.

A felső helyzetben a vezérműtengely a hengerfejben van, közvetlenül a szelepek felett. Ebben a helyzetben több lehetőség is megvalósítható a szelepek befolyásolására: billenő tolókkal vagy karokkal. Ez a kialakítás egyszerűbb, megbízhatóbb és kompaktabb. A vezérműtengely felső helyzete általánossá vált.

A vezérműtengelyek száma szerint

A soros motorok felszerelhetők egy vagy két vezérműtengellyel. Az egyetlen vezérműtengelyű motorokat a rövidítés jelöli SOHC(Egyetlen felső vezérműtengely), és két - DOHC(Kettős felső vezérműtengely). Az egyik tengely a szívószelepek nyitásáért, a másik a kipufogószelepekért felelős. A V-motorok négy vezérműtengelyt használnak, kettőt minden hengersorhoz.

A szelepek száma szerint

A vezérműtengely alakja és a bütykök száma a hengerenkénti szelepek számától függ. Két, három, négy vagy öt szelep lehet.

A legegyszerűbb lehetőség két szeleppel: az egyik a szívóhoz, a másik a kipufogóhoz. A háromszelepes motornak két szívó- és egy kipufogószelepe van. Négy szelepes változatban: két szívó és két kipufogó. Öt szelep: három a szívóhoz és kettő a kipufogóhoz. Minél több szívószelep, annál több levegő-üzemanyag keverék jut az égéstérbe. Ennek megfelelően a motor teljesítménye és dinamikája nő. Ötnél több elkészítése nem teszi lehetővé az égéstér méretét és a vezérműtengely alakját. A leggyakrabban használt négy szelep hengerenként.

Meghajtó típusa

Háromféle vezérműtengely-hajtás létezik:

1. felszerelés. Ez a hajtási opció csak akkor lehetséges, ha a vezérműtengely a hengerblokk alsó helyzetében van. A főtengelyt és a vezérműtengelyt fogaskerekek hajtják. Az ilyen egység fő előnye a megbízhatóság. Amikor a vezérműtengely a hengerfej felső pozíciójában van, a lánc- és a szíjhajtás is használatos.
2. Lánc. Ez a meghajtó megbízhatóbbnak tekinthető. De a lánc használata különleges feltételeket igényel. A rezgések csillapítására csillapítókat szerelnek fel, és a lánc feszességét feszítők szabályozzák. A tengelyek számától függően többféle lánc használható.
   

   A lánc erőforrás átlagosan 150-200 ezer kilométerre elegendő.

   A lánchajtás fő problémája a feszítők, lengéscsillapítók meghibásodása vagy magának a láncnak a törése. Elégtelen feszültség esetén a lánc működés közben elcsúszhat a fogak között, ami a szelep időzítésének megsértéséhez vezet.

   Segít a lánc feszességének automatikus beállításában hidraulikus feszítők. Ezek olyan dugattyúk, amelyek az úgynevezett sarut nyomják. A cipő közvetlenül a lánchoz van rögzítve. Ez egy speciális bevonattal ellátott, ívben ívelt darab. A hidraulikus feszítő belsejében van egy dugattyú, egy rugó és egy munkaüreg az olaj számára. Az olaj belép a feszítőbe, és a megfelelő szintre nyomja a hengert. A szelep lezárja az olajjáratot, a dugattyú pedig folyamatosan fenntartja a megfelelő láncfeszességet.A vezérműszíjban lévő hidraulikus kompenzátorok is hasonló elven működnek. A lánccsillapító elnyeli azokat a maradék rezgéseket, amelyeket a cipő nem csillapított el. Ez garantálja a lánchajtás tökéletes és pontos működését.

   A legnagyobb probléma a nyitott áramkörből származhat.

   A vezérműtengely nem forog, de a főtengely tovább forog és mozgatja a dugattyúkat. A dugattyúk alja eléri a szeleptárcsákat, amelyek deformálódhatnak. A legsúlyosabb esetekben a hengerblokk is megsérülhet. Ennek megakadályozására néha kétsoros láncokat használnak. Ha az egyik elromlik, a másik tovább dolgozik. A sofőr következmények nélkül képes lesz korrigálni a helyzetet.

3. öv.A szíjhajtás a lánchajtással ellentétben nem igényel kenést.
   

   Az öv erőforrása is korlátozott, átlagosan 60-80 ezer kilométer.

   A fogasszíjakat a jobb tapadás és a megbízhatóság érdekében használják. Ez egyszerűbb. A járó motor mellett eltört szíj ugyanolyan következményekkel jár, mint a lánc törése. A szíjhajtás fő előnyei a könnyű kezelhetőség és csere, az alacsony költség és a csendes működés.

A motor működése, dinamikája és teljesítménye a teljes gázelosztó mechanizmus megfelelő működésétől függ. Minél nagyobb a hengerek száma és térfogata, annál bonyolultabb lesz a szinkronizáló eszköz. Fontos, hogy minden járművezető megértse a mechanizmus felépítését, hogy időben észrevegye a meghibásodást.